大电流触头装置的制作方法

1.本发明涉及根据权利要求1的大电流触头装置。


背景技术：

2.从de 10 2016 107 401 a1已知一种插头装置插入件，其包含触头元件，例如用于传导电流的触头针脚。触头元件包含接触区和连接区，在该接触区中与互补的触头元件相接触，在该连接区中连接有导体。在位于接触区和连接区之间的测量区中检测至少一个触头元件的温度。
3.本发明的目的是提供一种改进的大电流触头装置以用于传输电能。


技术实现要素：

4.上述目的通过根据权利要求1的大电流触头装置来实现。在从属权利要求中揭示了有利的实施例。
5.可以认识到，设计成传输电能的改进的大电流触头装置可以设置为，该大电流触头装置具有触头外壳、至少布置在触头外壳中的第一触头元件，以及测温装置。第一触头元件至少在某些部分中沿着配合轴线延伸。测温装置具有第一导热路径和带有第一温度传感器的至少一个电路载体。第一温度传感器布置在电路载体上，且电路载体横向地相邻于第一触头元件布置。第一导热路径具有导电且导热的第一导热元件，其具有接触表面，其中接触表面紧靠第一触头元件的第一外周侧。第一导热元件将第一触头元件热耦合至第一温度传感器。第一温度传感器设计成测量第一触头元件的温度。
6.这种配置的优点是，由于导电路径，温度传感器不必直接紧固在触头元件上，而是仍然以非常有效的方式热耦合到第一触头元件，使得可以以精确的方式动态地测量第一触头元件的温度。因此，大电流触头装置可以以几何上灵活的方式配置。此外，该配置的优点是可以实质上实时检测温度。因此，电流传输的早期中断是可能的，以防止触头装置被破坏或损坏。此外，还可以识别低温范围内的温度，例如至-40℃。
7.在进一步的实施例中，第一导热元件通过第一接触表面压靠第一外周侧，其中第一导热元件至少在相邻于接触表面的区域中呈现优选至少1％，优选10％，优选20％到40％，特别是高达30％的弹性变形。因此，外周侧与第一导热元件之间的接触热阻特别低。
8.在进一步的实施例中，电路载体具有馈通，其中第一触头元件穿过馈通，其中第一导热元件相邻于馈通布置在电路载体上，其中第一导热元件连接至电路载体，优选通过材料配合。从而防止了第一触头元件穿过馈通时导热元件的脱落。
9.特别有利的是，第一导热元件设计成环形或中空圆柱形的形式，其中接触表面布置在第一导热元件的内周侧上，使得其围绕配合轴线连续地延伸，其中接触表面以密封方式紧靠第一触头元件的第一外周侧。从而可以省略用于密封第一触头元件的附加密封件。
10.在进一步的实施例中，第一导热元件具有至少一个支撑腹板，优选多个支撑腹板，当相对于配合轴线看时，它们在周向方向上彼此偏移地布置，其中支撑腹板从径向内侧延
伸到径向外侧，且布置在第一导热元件的一侧上，当相对于配合轴线径向地看时，该侧面远离接触表面。
11.因此，第一导热元件是特别机械稳定的。
12.在进一步的实施例中，第一温度传感器通过材料配合连接至第一导热元件，其中第一温度传感器至少在一些部分中，优选完全地，优先地嵌入第一导热元件中，特别是模制在导热元件的基质材料中。因此避免湿气渗透到温度传感器中，从而可以防止温度传感器的腐蚀。另外，因此可以避免温度传感器处的杂散电压，其会使温度测量失真。
13.在进一步的实施例中，第一导热路径具有布置在电路载体上的第二导热元件，其中第二导热元件在电路载体上和/或中具有至少一个金属化层，其中第二导热元件在第一端热耦合至第一温度传感器，特别是紧靠第一温度传感器，其中第二导热元件将第一导热元件热连接至第一温度传感器。因此，触头元件与温度传感器之间的热阻特别低。
14.在进一步的实施例中，第二导热元件在电路载体上横向地具有热耦合表面，以用于接触第一导热元件，其中第二导热元件的热耦合表面与电路载体的端面成角度，优选垂直地布置。
15.馈通有利地设计成孔口的形式，且第二导热元件设计成围绕馈通的至少零件环的形式。
16.在进一步的实施例中，第一导热元件包括至少一种基质材料，其至少包括硅酮和/或聚乙烯和/或聚氨酯，和/或温度稳定的塑料，其中颗粒形式的以下填充材料中的至少一种嵌入基质材料中：铜、铝、银、氧化铝、硝酸铝、氧化硅、硝酸硅、硼、氮化硼、导电金属、不导电且导热的金属化合物，优选基于铁或有色金属，和/或其中第二导热元件包括铝和/或铜。因此，第一导热元件的热导率为0.3w/(m
·
k)至2w/(m
·
k)，特别是0.3w/(m
·
k)至1.7w/(m
·
k)。
17.在进一步的实施例中，大电流触头装置具有带有载体的触头固定装置，载体可在第一位置和第二位置之间位移，其中，在第一位置，载体布置为使得其与接合部分间隔开并释放第一触头元件，并且，在第二位置，载体固定第一触头元件以防其被移除，其中第一导热元件被紧固在载体上，其中，在第一位置，第一导热元件布置为使得其与第一触头元件的第一外周侧间隔开，其中，在第二位置，接触表面紧靠第一外周侧并热连接至第一外周侧。因此，温度传感器可以以特别简单的方式热连接到相关联的触头元件。
18.在进一步的实施例中，载体具有插座，其中插座相邻于馈通布置，其中第一导热元件通过第一部分布置在所述插座中，其中第一导热元件通过第二部分从插座突出到馈通中，其中接触表面布置在第二部分上。
19.在进一步的实施例中，大电流触头装置具有第二触头元件，其中第二触头元件布置为从第一触头元件偏移，在垂直于配合轴线的方向上偏移，其中测温装置具有第二导热路径，其中第二导热路径将第一温度传感器热连接至第二触头元件。因此，温度传感器测量第一触头元件和第二触头元件两者的温度。因此，大电流触头装置可以以特别简单和成本有效的方式设计。
20.在进一步的实施例中，电路载体设计成印刷电路板或注射模制的电路载体。
21.由于注射模制的电路载体，可以减少部件数量，并且电路载体可以灵活地适应几何边界条件。
22.在进一步的实施例中，第一导热元件设计成圆柱体或实心体的形式，其中第一导热元件的接触表面布置在第一导热元件的第二外周侧上，因此，第一导热元件可以被压入触头固定装置的插座中，并且以特别简单的方式安装。
附图说明
23.下面参照附图更详细地解释本发明，其中：
24.图1示出了根据第一实施例的大电流触头装置的透视图；
25.图2示出了图1所示的大电流触头装置的平面图的细节；
26.图3示出了图2所示的大电流触头装置的细节a，该细节在图2中标出；
27.图4示出了沿着穿过图3所示的大电流触头装置的截平面b-b的截面图，该截平面在图3中示出；
28.图5示出了图1至图4所示的大电流触头装置的第一导热元件的透视图；
29.图6示出了根据第二实施例的大电流触头装置的透视图；
30.图7示出了图6所示的大电流触头装置的侧视图；
31.图8示出了沿着穿过图6和图7所示的大电流触头装置的截平面c-c的截面图，该截平面在图7中示出；
32.图9示出了图6至图8所示的第二载体的细节；
33.图10和图11示出了图6至图9所示的大电流触头装置的平面图；
34.图12示出了图6至图11所示的大电流触头装置的测温装置的平面图；
35.图13示出了沿着穿过图12所示的大电流触头装置的截平面d-d的截面图，该截平面在图12中示出；
36.图14示出了沿着穿过图8所示的大电流触头装置的截平面e-e的截面图的细节，该截平面在图8中示出；
37.图15示出了图7至图14所示的大电流触头装置的侧视图；
38.图16示出了根据第三实施例的大电流触头装置的电路载体的透视图；
39.图17示出了图16所示的大电流触头装置的测温装置的平面图；
40.图18示出了根据第四实施例的大电流触头装置的透视图；
41.图19示出了图18所示的大电流触头装置的侧视图；并且
42.图20示出了图18和图19所示的大电流触头装置的后视图。
具体实施方式
43.参考以下图中的坐标系。例如，坐标系设计为右手系，具有x轴(纵向方向)、y轴(横向方向)和z轴(竖直方向)。
44.图1示出了根据第一实施例的大电流触头装置10的透视图。
45.大电流触头装置10具有触头外壳15、至少布置在触头外壳15中的第一触头元件20，以及测温装置25。
46.大电流触头装置10设计为建立与另一个大电流触头装置30的接触。在图1中，示意性地示出了另一个大电流触头装置30，用虚线表示。另一个大电流触头装置30布置在远离观察者的一侧。
47.大电流触头装置10和另一个大电流触头装置30可以密封方式设计，使得防止湿气、液体和/或其他腐蚀性介质进入触头外壳15的外壳内部35中。
48.在面向观察者的一侧，例如，大电流触头装置10可以连接到大电流电缆40，其例如连接至电能存储器、机动车辆的驱动电机或控制装置。替代地，大电流触头装置10也可以连接至连接轨。大电流电缆40也可以连接到充电装置，以提供充电电流给电能存储器充电。
49.在实施例中，第一触头元件20沿着配合轴线45线性地延伸。配合轴线45对齐，使得其平行于x轴延伸。大电流触头装置10可以附加地具有至少一个第二触头元件50。第二触头元件50布置为使得其在垂直于配合轴线45的方向上与第一触头元件20间隔开。第一触头元件20和第二触头元件50可以不同地设计，或如图1所示，彼此相同。第二触头元件50也布置在外壳内部35，如同第一触头元件20。
50.大电流触头装置10可以附加地在外壳内部35中具有另外的触头元件55，其中布置在外壳内部35中的触头元件20、50、55的数量基本上仅受外壳内部35的安装空间的限制。举例来说，另外的触头元件55与图1中的第一触头元件20不同地设计。
51.第一触头元件20例如设计成针脚触头并且用于与配合触头60建立电接触，配合触头60例如设计成容座触头。配合触头60在图1中被覆盖。第一触头元件20进一步设计成向配合触头60传输电能。在这种情况下，第一触头元件20被设计为在至少30秒的时间段内传输至少30安培至1000安培，特别是50至500安培的电流。
52.经由第一触头元件20传输的电能可用于例如为机动车辆的电力驱动电机供电。电能也可以用于为机动车辆的电能存储器充电。电量可以例如经由回收或从固定的电能网络提供。
53.在实施例中，第一触头元件20例如连接至第一电杆，且第二触头元件50连接至直流电压源的第二电杆，例如至电能存储器或充电站，其中触头外壳15和电路载体65将触头元件20、50、55彼此电绝缘。施加在第一触头元件20和第二触头元件50之间的电压可以例如在48v和500v之间，例如，因此与机动车辆的常规的12v或24v网络有很大不同。
54.在借助于大电流电缆40经由第一触头元件20和配合触头60传输电能期间，第一触头元件20由于其内部欧姆电阻和第一触头元件20与配合触头60的欧姆接触电阻而发热。
55.举例来说，另外的触头元件55与第一触头元件20和第二触头元件50不同地设计。另外的触头元件55相对于第一触头元件20进行了改动，在于另外的触头元件55的外径相比第一触头元件20减小。然而，第二触头元件50和另外的触头元件55的功能设计与第一触头元件20的功能设计相同，使得以下在第一触头元件20的上下文中进行的说明同样适用于第二触头元件50，也适用于另外的触头元件55。如果第一触头元件20和第二触头元件50之间有任何差异，下面会明确说明。在这方面，例如，第一触头元件20和第二触头元件50可以用于传输直流电，而通过另外的触头元件55传输交流电。
56.测温装置25布置在触头外壳15的外壳内部35中。测温装置25具有至少一个电路载体65。电路载体65可以设计成印刷电路板。特别有利的是，电路载体65设计成注射模制的电路载体，其通常也称为模制集成装置(mid)。
57.测温装置25具有至少一个接口70。举例来说，测温装置25也可以具有多个接口70，如图1所示。接口70可以电连接到机动车辆的评估装置。接口70布置在电路载体65的端面上，在面向观察者和配合触头60的一侧。举例来说，接口70具有触头装置90。触头装置90设
计成传输数据信号。
58.图2示出了图1所示的大电流触头装置10的平面图的细节。
59.电路载体65具有第一载体75。第一载体75是电绝缘的且包括第一基质材料。第一基质材料可以包括塑料，特别是温度稳定的塑料。
60.第一载体75设计成在面向另外的大电流触头装置30的第一端面80上是平面的。第一载体75在第一端面80上附加地具有至少一个加强部分85，该加强部分例如设计成环的形式并在第一端面80上突出。特别有利的是，为每个触头元件20、50、55提供相应的加强部分85。接口70也布置在第一端面80上。
61.还可以在布置成对的第一触头元件20和第二触头元件50之间形成第一载体75的分离腹板95。分离腹板95在x方向上突出超出第一端面80。
62.特别有利的是，第一载体75、加强部分85和分离腹板95由相同的材料一体地制造，例如在注射模制工艺中。
63.第一载体75具有用于每个触头元件20、50、55的相应的馈通100。馈通100设计成孔口的形式。馈通100沿着配合轴线45延伸。
64.在实施例中，触头元件20、50、55的数量对应于馈通100的数量。在这种情况下，每个馈通100各自被触头元件20、50、55之一穿过。可以选择馈通100的内径，使得触头元件20、50、55分别穿过相关联的馈通100而基本上没有径向间隙。特别地，触头元件20、50、55可以被压入馈通100中。第一载体75通过加强部分85分别将相关联的触头元件20、50、55机械地保持在馈通100上。第一载体75还可以使触头元件20、50、55彼此电隔离，触头元件在馈通100中彼此偏移地布置。
65.测温装置25至少具有第一温度传感器105。举例来说，测温装置25具有用于第二触头元件50的第二温度传感器106。同样，可以为另外的触头元件55提供另外的温度传感器107、108。
66.第一和/或第二和/或另外的温度传感器105、106、107、108可以例如设计为smd部件，特别例如是ntc元件。第一和/或第二和/或另外的温度传感器105、106、107、108布置为使得，当相对于配合轴线45看时，其分别与相关联的第一和/或第二和/或另外的触头元件20、50、55径向向外地间隔开。
67.电路载体65具有第一电连接110和优选的第二电连接115。第一电连接110和第二电连接115布置在第一载体75的端面上。第一电连接110和第二电连接115将第一温度传感器105电连接至接口70。电路载体65还具有另外的电连接116，其分别将第二温度传感器106和另外的温度传感器107、108电连接至接口70。
68.第一电连接110、第二电连接115和/或另外的电连接116例如设计成第一载体75上的迹线。第一载体75将电连接110、115、116彼此电绝缘。
69.在实施例中，第一电连接110和第二电连接115在加强部分85和第一端面80上在接口70和第一温度传感器105之间延伸，使得它们彼此平行地偏移而不会直接接触。
70.第一、第二和另外的电连接110、115、116可以根据用于制造注射模制的电路载体(mid)的已知的制造工艺来制造。
71.图3示出了图2所示的大电流触头装置的细节a，该细节在图2中标出。
72.下面对第一触头元件20和测温装置25的说明同样适用于第二和另外的触头元件
50、55，以及第二温度传感器106和另外的温度传感器107、108。
73.在图3中，第一温度传感器105布置为使得，当相对于配合轴线45看时，其与第一载体75上的第一触头元件20间隔开，具有径向间距。
74.每个温度传感器105、106、107、108分别通过测温装置25的相关联的第一导热路径120热连接至相关联的触头元件20、50、55。在这方面，例如，第一温度传感器105通过测温装置25的第一导热路径120热连接至第一触头元件20。
75.第一导热路径120具有第一导热元件125和第二导热元件130，在图3中，第二导热元件130布置为部分地由第一导热元件125覆盖。第一导热元件125具有基本上中空的圆柱形基本形状。第一导热元件125基本上沿着配合轴线45延伸。
76.第一导热元件125在第一导热元件125的内周侧13上具有接触表面135。在接触表面135处，第一导热元件125紧靠第一触头元件20的第一外周侧140并电连接至第一触头元件20。
77.第一导热元件125的中空圆柱形配置的优点在于，接触表面135设计成在第一导热元件125的内周侧131上完全围绕配合轴线45延伸。因此，接触表面135具有特别大的表面积。接触表面135可以广泛地紧靠第一外周侧140，并且在第一触头元件20处将密封外壳内部35针对环境密封。
78.特别有利的是，第一导热元件125包括可弹性变形的第二基质材料。第二基质材料可以例如包括硅酮和/或聚氨酯和/或聚乙烯和/或耐高温塑料。第一导热元件125可以以可逆方式弹性变形，特别是拉伸或挤压，至少10％，优选至少30％，优选至少40％，而不会使第二基质材料损坏。
79.第二基质材料的热导率可以通过将例如颗粒形式的填充材料嵌入第二基质材料中来增加。填充材料可以包括铜和/或铝和/或银和/或氧化铝和/或硝酸铝和/或氧化硅和/或硝酸硅和/或硼和/或氮化硼和/或导电金属和/或不导电且导热的金属化合物，优选基于铁或有色金属。第一导热元件125的热导率至少为0.3w/(m
·
k)至2w/(m
·
k)，特别是0.3w/(m
·
k)至1.7w/(m
·
k)。因此，第一导热路径120具有约0.5～400w/(m
·
k)的热导率。第二导热元件130布置在加强部分85的端面上，在面向另外的大电流触头装置30的一侧。这里，特别地，第二导热元件130设计成金属化层132(包含在pcb图纸中)，当相对于配合轴线45看时，其以零件环的形式围绕第一触头元件20延伸。第一温度传感器105以及第一电连接110和第二电连接115在第二导热元件130中的断开145的区域中布置在加强部分85上。由于断开145，第一电连接110和第二电连接115与第一温度传感器105之间的电连接由于使第一载体75电绝缘而被阻止。
80.第二导热元件130包括铜和/或铝。特别有利的是，金属化层132的层厚度从(且包括)15m，优选20m，到(且包括)400m。
81.图4示出了沿着穿过图3所示的大电流触头装置10的截平面b-b的截面图，该截平面在图3中示出。
82.第一导热元件125在断开145的区域中直接相邻于第一载体75布置。特别有利的是，第一导热元件125通过材料配合连接至第一载体75。在径向内侧(当相对于配合轴线45看时)，第一导热元件125相邻于馈通100布置。
83.第一温度传感器105通过材料配合连接至第一导热元件125的第一基质材料。特别
有利的是，第一温度传感器105嵌入并模制在第一导热元件125中。在这种情况下，嵌入被理解为意味着，在周向上，第一温度传感器105基本上完全被第一导热元件125围绕。例如，这可以通过注射模制过程进行。
84.为了防止第一触头元件20和第二导热元件130之间的直径接触，可以在第二导热元件130和第一外周侧140a之间提供(窄)径向间隙150，其中径向间隙150由第一导热元件125填充。还可能的是，在径向内侧，第二导热元件130基本上到达第一触头元件20的第一外周侧140。通过使第一载体75绝缘以及断开145，防止第二导热元件130和第一温度传感器105之间的电接触。
85.在轴向方向上，当相对于配合轴线45看时，第一导热元件125设计成显著宽于第二导热元件130。例如，在轴向方向上，第一导热元件125的范围对应于第一导热元件125的区域中的第一触头元件20的径向范围的至少一半。特别有利的是，该径向范围小于或等于导热元件125的区域中的第一触头元件20的径向范围的三倍。这种配置的优点是可以保证第一导热元件125具有良好的机械刚性，以及第一导热元件125与第一触头元件20之间的良好的热接触。
86.如果具有大电流(例如，30a和500a之间)的电能(例如，在10kw至300kw的范围内)经由大电流触头装置10和另外的大电流触头装置30传输，则第一触头元件20发热。为了测量第一触头元件20的温度，第一触头元件20的一些热量经第一外周侧140散发到接触表面135，其中被加热的第一触头元件20加热第一导热元件125。热流在图3和图4中用箭头象征性地表示。由于第一导热元件15良好的热导率，第一导热元件125将第一比例的散发的热量传送到第二导热元件130。第二比例经由第一导热元件125直接传送到嵌入第一导热元件125中的第一温度传感器105。
87.由于将第二导热元件130配置为零件环的形式，由第二导热元件130吸收的第一比例围绕第一触头元件20向断开145传导。在断开145处，第一比例通过第二导热元件130传回第一导热元件125。由于第二导热元件130的热导率相当高，第一比例的热量特别快地向断开145传递。
88.由于断开145设计得较窄，使得断开145仅能容纳第一温度传感器105以及第一电连接110和第二电连接115，第二导热元件130的断开145处的端部与第一温度传感器105之间的经由第一导热元件125的热路径特别短。
89.图1至图4所示配置的优点在于，第一温度传感器105经由第一导热路径120以特别有效的方式与第一触头元件20热耦合。因此，测温装置25特别适合于以动态方式确定第一触头元件20的温度。
90.由于将第一温度传感器105嵌入第一导热元件125中，第一温度传感器105以特别精确的方式测量第一触头元件20的温度。第一温度传感器105经由第一电连接110和第二电连接115向接口70提供关于第一触头元件的测得的温度的信息。在控制电能时，第一信息可以被评估装置考虑，例如在控制充电电流或控制驱动电流时，该评估装置设计成例如集成在车辆控制装置中。特别地，由于第一触头元件20的快速和动态测量，可以防止大电流触头装置10、30上的热负荷。
91.借助于图1和图2所示的每个触头元件20、50、55的第二温度传感器106和另外的温度传感器107、108，测温装置25分别测量第二和另外的触头元件50、55的温度。温度传感器
106、107分别将对应的测得的温度作为第二信息提供给接口70。
92.图5示出了图1至图4所示的大电流触头装置10的第一导热元件125的透视图。
93.举例来说，第一导热元件125具有至少一个，优选若干个第一支撑腹板155，当相对于配合轴线45看时，它们在周向方向上彼此偏移地布置。第一支撑腹板155沿着配合轴线45线性地延伸，且当相对于配合轴线45看时，在轴向方向上具有基本上恒定的截面部分。
94.第一支撑腹板155从径向内侧延伸到径向外侧。在这种情况下，第一支撑腹板155径向地布置在第一导热元件125的一侧，当当相对于配合轴线45看时，该侧面远离接触表面135。远离侧对应于第一导热元件125的第二外周侧160。
95.此外，在周向方向上与另一第一支撑腹板155偏移地布置的第二支撑腹板165设计成在周向方向上宽于第一支撑腹板155。第二支撑腹板165在轴向方向上与断开145重叠，其中第一温度传感器105嵌入第二支撑腹板165中。重叠理解为意味着，在两个部件(例如，断开145和第二支撑腹板165)在轴向方向上投影到垂直于配合轴线45的投影平面中时，这些部件在投影平面中彼此重叠。在这种请胯下，第二支撑腹板165可以设计成在径向和轴向上都宽于第一支撑腹板155。
96.支撑腹板155、165的机械功能使得第一导热元件125以特别稳定的方式设计。特别地，当第一触头元件20通过馈通100和第一导热元件125插入时，防止第一导热元件125破裂。另外，第一导热元件125的外表面增加，使得在冷却期间，例如由于减少了经由第一触头元件20传输的电能，热量可以快速地散发到第一导热元件125的环境。因此，当要传输的电能减少时，温度传感器105、106、107、108也可以特别精确地测量触头元件20、50、55的温度。
97.特别有利的是，在触头元件20、50、55的拆卸状态下，当相对于配合轴线45看时，接触表面135的径向范围小于触头元件20、50、55的第一外周侧140。如果在大电流触头装置10的组装期间将触头元件20、50、55通过馈通100插入，触头元件20、50、55会膨胀并弹性变形，特别是张紧。如果触头元件20、50、55位于其最终位置，预紧的第一导热元件125通过朝向配合轴线45作用的径向向内的张紧力fs按压接触表面135抵靠第一外周侧140。因此，确保了第一导热元件125和触头元件20、50、55之间的特别良好的热接触。另外，外壳内部35从而通过第一导热元件125在触头元件20、50、55处牢固地密封。
98.图6示出了10根据第二实施例的大电流触头装置10的透视图。
99.大电流触头装置10的设计与图1至图5所示的大电流触头装置10基本上相同。下面仅讨论图6所示的大电流触头装置10与图1至图5所示的大电流触头装置10的不同之处。
100.为清晰起见，触头外壳15在图6中仅以虚线示意性地示出。所示的触头元件20、50、55比图1至图5所示的第一实施例减少了。另外，举例来说，触头元件20、50、55的设计彼此相同。举例来说，触头元件20、50、55例如设计成针脚触头。
101.举例来说，电路载体65设计成印刷电路板并且螺钉连接至触头外壳15。为了相对于触头元件20、50、55的配合轴线45固定轴向位置，大电流触头装置10具有触头固定装置170。例如，触头固定装置170可以设计成次级触头固定装置。
102.触头固定装置170具有第二载体175，其中第二载体175设计成在面向观察者的一侧的子区域176和触头元件20、50、55的接触区域305中基本上是平面的，并且在yz平面中延伸。触头元件20、50、55通过接触区域305与对应的配合触头60建立电接触。第二载体175可沿着位移轴线195在第一位置和第二位置之间位移。第二位置在图6中示出且对应于锁定位
置。在第二位置，通过第二载体175防止触头元件20、50、55被移除或相对于配合轴线45轴向地位移。
103.为了紧固第二载体175，第二载体175可以例如通过螺纹连接180在第二位置拧到触头外壳。闩锁装置185，例如闩锁凸耳，可以附加地设置在第二载体175上，其中闩锁装置185设计成接合在触头外壳15的凹部中，例如，以便将第二载体175在第二位置(锁定位置)紧固在触头外壳15上。
104.与图1至图5所示的配置不同，第二载体175具有馈通100。在实施例中，馈通100沿着位移轴线195延伸。举例来说，位移轴线195平行于z轴对齐。
105.馈通100可以例如设计成长形的孔的形式，或使得其在一侧在z方向上敞开。馈通100具有馈通轮廓200。一个触头元件20、50、55布置在每个馈通100中，其中相应的触头元件20、50、55分别在x方向上穿过馈通100。
106.在大电流触头装置10的组装状态下，第一载体75的第一端面80面向第二载体175的第二端面205。在图6中，第二端面205布置在第二载体175的远离观察者的一侧。第一端面80和第二端面205可以设计成至少在某些区域中是基本上平面的。
107.图7示出了图6所示的大电流触头装置10的侧视图。
108.在实施例中，接口70布置在第一载体75的第三端面210上。第二载体175的第四端面215布置在远离第一载体75的一侧。第四端面215设计成在触头元件20、50、55的区域中以及可能在子区域176中是基本上平面的。
109.图8示出了沿着穿过图6和图7所示的大电流触头装置10的截平面c-c的截面图，该截平面在图7中示出。
110.为清楚起见，未包括大电流触头装置10的非截面部件的图示。
111.第二载体175界定至少一个插座220。举例来说，插座220设计成第二载体175中的盲孔的形式。在这种情况下，插座220设计成在第四端面215处敞开且朝向第二端面205闭合。针对每个触头元件20、50、55，优选地将相应的插座220布置在第二载体175中。第一导热元件125各自布置在插座220中。
112.在实施例中，第一导热元件125设计成实心体，特别是圆柱体。特别有利的是，第一导热元件125至少部分地通过形状配合紧固在插座220中，例如通过底切。第二外周侧160因此可以与插座220建立摩擦配合，其中摩擦配合将第一导热元件125连接至第二载体175。接触表面135布置在第一导热元件125的第二外周侧160上。
113.举例来说，第一导热元件125可以设计成，当相对于配合轴线45看时，在轴向方向上短于插座220。
114.第一触头元件20具有凹槽230，其优选设计成周向地延伸，其中凹槽230在轴向方向上的轴向宽度与凹槽230处的第二载体175基本相同。凹槽230具有凹槽基部245，其由凹槽侧面250横向地界定。
115.图9示出了图6至图8所示的第二载体175的细节。
116.插座220邻接馈通100。在这种情况下，插座220位于第二载体175中，使得插座220横向地通向馈通100中。在这种情况下，插座220和馈通轮廓200彼此合并。
117.第二载体175具有相邻于馈通轮廓200的接合部分225。第二载体175可以至少在接合部分225中设计成板的形式。接合部分225优选地邻接插座220，使得它们直接彼此相邻。
118.图10示出了图6至图9所示的大电流触头装置10的平面图，其中触头固定装置170布置在第一位置。
119.在第一位置，接合部分225(由图10中的虚线标记)布置为使得其与触头元件20、50、55间隔开。第二载体175和电路载体65还布置为使得它们基本上彼此重叠。
120.在第一导热元件125在插座220中的组装状态下，第一部分235布置在插座220中。第一导热元件125的第二部分240从插座220突出出来进入馈通100中。接触表面135周向地布置在第二部分240上。在这种情况下，第二部分240可以设计成圆圈的端的形式，且由图10中的虚线表示。
121.图11示出了图6至图10所示的大电流触头装置10的配置的平面图。
122.与图10所示的配置相比，触头固定装置170在图11中布置在第二位置中。这意味着第二载体175远离电路载体65移动。在这种情况下，接合部分225接合在触头元件20、50、55的凹槽230中，其中，由于第二端面205和/或第四端面215紧靠或撞击凹槽230的凹槽侧面250之一，触头元件20、50、55在x方向上的运动被阻挡。
123.在将触头固定装置170且从而将接合部分225插入凹槽230期间，第一导热元件125也随第二载体175移动。在这种情况下，第一导热元件125被引入凹槽230中，且第一导热元件125被压入凹槽230中。接触表面135因此特别好地紧靠凹槽基部245，从而确保第一导热元件125与触头元件20、50、55之间的特别良好的热接触。
124.由于第一导热元件125的弹性变形，第一导热元件125还可以以其端面紧靠凹槽230的凹槽侧面250。触头元件20、50、55与各自关联的第一导热元件125之间的用于传热的表面特别大，使得触头元件20、50、55与第一导热元件125之间的接触热阻特别低。
125.图12示出了图6至图11中的大电流触头装置10的测温装置25的平面图，其中触头固定装置位于第二位置中。
126.温度传感器105、106、107、108例如相对于第一载体75的第三端面210内部地布置。每个温度传感器105、106、107、108电连接到接口70。该配置的优点在于，大电流触头装置10在横向方向上特别紧凑。
127.第一载体75附加地具有第二导热元件130。第二导热元件130设计成使得它被集成在电路载体65中。在这种情况下，电路载体65可以例如设计成多层印刷电路板，其中第二导热元件130由第一载体75上的至少一个金属化层132或第二载体175中的至少一个金属化层132形成。金属化层132的层厚度可以为15m至400m。金属化层132可以例如包括铜和/或铝，且设计为进行传热。
128.图13示出了沿着穿过图12所示的大电流触头装置10的截平面d-d的截面图，该截平面在图12中示出。
129.第二导热元件130在馈通轮廓200处终止。第二导热元件130在电路载体65上横向地具有第一热耦合表面255。第一热耦合表面255相对于电路载体65的第三端部210成角度地，优选垂直地布置。
130.第二导热元件130在远离第一热耦合表面255的一侧热耦合到第一温度传感器105。
131.图14示出了沿着穿过图8所示的大电流触头装置10的截平面e-e的截面图的细节，该截平面在图8中示出。
132.在触头固定装置的第二位置，第一导热元件125通过接触表面135压靠第一热耦合表面255，使得接触表面135和第一热耦合表面255彼此热连接。第一导热元件125坐置抵靠凹槽230。
133.图15示出了图7至图14所示的大电流触头装置10的侧视图。
134.为便于理解，图15仅示出第一触头元件20、第一导热元件125和电路载体65。
135.在组装状态下，第一导热元件125在第一热耦合表面255的区域中坐置抵靠第一载体75。在这种情况下，第一导热元件125可以弹性变形。
136.特别地，由于接触表面135压靠第一热耦合表面255，第一导热元件125和第二导热元件130之间的接触热阻保持得特别低。因此，第一电气导热路径120的热阻特别低。
137.综上，因此，第一导热路径120在第二位置闭合，且第一导热路径120在第一位置断开。
138.关于第一温度传感器105的说明同样适用于第二温度传感器106和另外的温度传感器107、108。在这种情况下，第二温度传感器106和另外的温度传感器107、108经由各自关联的第一导热路径120热连接至相关联的触头元件50、55。
139.在大电流触头装置10的操作期间，触头元件20、50、55发热，如在图1至图5中说明的。由于由金属化层132形成的第一导热元件125和第二导热元件130a的热耦合和良好的导电性，可以通过温度传感器105、106、107、108以精确和动态的方式测量各自关联的触头元件20、50、55的温度。特别地，在触头元件20、50、55之一损坏和/或腐蚀的情况下，例如，触头元件20、50、55之一的过热也可以作为相应的触头元件的温度测量的结果来检测。
140.通过将第一导热元件125集成到触头固定装置170中，温度传感器105、106、107、108可以布置为使得其与触头元件20、50、55间隔开，并且，由于大电流触头装置的上述配置，由温度传感器105、106、107、108测得的温度与触头元件20、50、55的实际温度之间的温差特别小。
141.另外，由于导热路径120的特别良好的导热性，触头元件20、50、55的温升或温降的时间延迟特别小，这意味着图7至图13所示的测温装置25也特别适于在动态负载的情况下(例如，在交流负载的情况下)确定触头元件20、50、55的温度。因此，也可以以特别地快速和尽早的方式可靠地检测触头元件20、50、55。
142.图16示出了根据第三实施例的大电流触头装置10的电路载体65的透视图。
143.大电流触头装置10的设计与图6至图15所示的大电流触头装置10基本上相同。下面仅讨论图16所示的大电流触头装置10或其测温装置25与根据图6至图15所示的第二实施例的大电流触头装置10的配置相比的差异。
144.在实施例中，测温装置25仅具有第一温度传感器105。已经省略另外的温度传感器106、107、108。此外，除了第一热耦合表面255以外，第二导热元件130具有第二热耦合表面260。
145.第二热耦合表面260同样横向地布置在第二载体175上，且因此相对于第二载体75的第三端面210成角度地，优选垂直地布置。在实施例中，第一温度传感器105布置为使得其相对于四个触头元件20、50、55的布置基本上居中。在这种情况下，第一热耦合表面255和第二热耦合表面260可以优选地彼此平行地对齐。这里特别有利的是，第一热耦合表面255和第二热耦合表面260在xz平面中延伸。举例来说，第一热耦合表面255和/或第二热耦合表面
260进一步设计成平面的。还可以设想的是，第一热耦合表面255和/或第二热耦合表面260形成为凹形的或凸形的。
146.图17示出了图16所示的大电流触头装置10的测温装置25的平面图。
147.第二导热元件130具有基本v形的配置，具有两个肢270、275。第二导热元件130将第一热耦合表面255热连接至第二热耦合表面260。第二导热元件130的不同配置也是可能的。在这方面，第二导热元件130也可以设计成弧形的、u形的或线性的。
148.第二导热元件130具有提取表面265。提取表面265可以例如布置在电路载体65的第三端面210上。在图17中，提取表面近似地布置在第二导热元件130的肢270、275的分支点处。也可以设想提取表面265的不同布置。在提取表面265处，第一温度传感器105紧靠第二导热元件130并且热连接至第二导热元件130。此外，导热材料(例如导热膏)可以布置在第一温度传感器105和提取表面265之间，以便确保第一温度传感器105和提取表面265之间的特别良好的热连接。
149.第二导热元件130将在组装状态下紧靠第一触头元件20的第一导热元件125和在组装状态下紧靠第二触头元件50的第一导热元件125热耦合至第一温度传感器105。该配置的优点在于，温度传感器105、106、107、108的数量相较于图1至图15所示的配置减少了。
150.此外，测温装置25可以具有第二导热路径285。举例来说，第二导热路径285设计为相对于图17中的对称平面280为镜像对称的，其中对称平面280设计成相对于电路载体65居中地布置的xz平面。第二导热路径285也可以以图17不同的方式来设计。特别地，第二导热路径285也可以不同于第一导热路径120来设计。
151.第二导热路径285具有第三导热元件290和第四导热元件295。在这种情况下，第三导热元件290的数量基本上对应于另外的触头元件55的数量。举例来说，第三导热元件290与第一导热元件125相同地设计为实心体，且包括第一基质材料和填充材料，使得第三导热元件290具有特别良好的热导率。
152.第四导热元件295设计成电路载体65的金属化层。第四导热元件295也具有v形的配置，例如，其中另外的提取表面300在第四导热元件295的顶点处布置在第三端面210上。第一温度传感器105布置在另外的提取表面300上并且热连接至另外的提取表面300，另外的提取表面300布置为使得其在y方向上通过间隙与提取表面265间隔开。
153.在触头固定装置170的第二位置，第三导热元件290紧靠另外的触头元件55并且热耦合至另外的触头元件55。另外，第四导热元件295各自通过第三导热表面横向地压靠第三导热元件290的接触表面135。因此，第四导热元件295热连接至另外的触头元件55。第四导热元件295将第三导热元件290热连接至另外的提取表面300。
154.因此，第一温度传感器105经由第一导热路径120和经由第二导热路径285连接到所有的触头元件20、50、55。
155.从触头元件20、50、55到第一温度传感器105的热传输由图17中的点划线示出。如果经由触头元件20、50、55之一传输电能，则相应的触头元件20、50、55会发热。
156.图17中所示的四个触头元件20、50、55可以传输三相电流；在这种情况下，触头元件20、50、55中的三个可以连接至相应的外部导体l1、l2、l3，且触头元件20、50、55之一可以连接至接地导体n。
157.被加热的第一触头元件20和第二触头元件50加热紧靠相关联的第一触头元件20
和第二触头元件50的相应的第一导热元件125。第一导热元件125经由第一热耦合表面255将热量传递至第二导热元件130。由于第二导热元件130的金属材料(其特别导热)，可以特别快速地将热量从第一导热元件125传递到温度传感器105的提取表面265。
158.第二导热路径285将另外的触头元件55耦合至第一温度传感器105。在这种情况下，来自被加热的另外的触头元件55的热量经由紧靠另外的触头元件55的第三导热元件290传递到第四导热元件295。第四导热元件295将热量传递至另外的提取表面300，在另外的提取表面300处，第一温度传感器105热连接至第四导热元件295。
159.第一温度传感器105测量在提取表面265和/或在另外的提取表面300处施加的温度，并向接口70提供与所测量的温度有关的对应信息。
160.在这种情况下，第一温度传感器105基本上始终测量最热的触头元件20、50、55的温度。
161.该配置的优点在于，图16和图17所示的第三实施例是特别具有成本效益的，因为温度传感器的数量相比图1至图15所示的实施例减少了。另外，尽管温度传感器数量减少，但可以以特别精确和动态的方式监测触头元件20、50、55的温度。
162.图18示出了根据第四实施例的大电流触头装置10的透视图。
163.大电流触头装置10的设计与图6至图15所示的大电流触头装置10基本上相同。下面仅讨论图18所示的大电流触头装置10的第四实施例与图6至图15所示的大电流触头装置10的不同之处。
164.图6至图15所示的电路载体65以及第二载体175设计成图18中的集成电路载体310。在这种情况下，举例来说，第一载体75和第二载体175设计成一体的并且由相同的材料制造。电路载体65的迹线例如设计成集成电路载体310上的金属化层。特别有利的是，集成电路载体310例如设计为注射模制的电路载体(也称为模制集成装置，简称为mid)。
165.该配置的优点在于，可以省略图6至图15所示的电路载体65的触头固定装置170的两部分配置。
166.图19示出了图18所示的大电流触头装置10的侧视图。
167.在实施例中，接口70例如布置在触头元件20、50、55的远离接触区域305的一侧。在这种情况下，接口70可以布置在集成电路载体310上。
168.图20示出了图18和图19所示的大电流触头装置10的后视图。
169.为了清楚起见，图20中省略了集成电路载体310上的迹线。在实施例中，各个触头元件20、50、55分别经由第一导热路径120与各自关联的温度传感器105，106，107，108热连接。与图6至图15所示的金属化层的配置相比，第二导热元件130形成在集成载体310上或中，并且分别将温度传感器105、106、107、108热耦合至第一导热元件125。
170.该配置的优点在于，与图6至图15所示的配置相比，用于将触头固定装置170从第一位置位移至第二位置和用于将其组装在触头元件20、50、55上的组装力基本上减半，因为第一导热元件125仅压在各自相关联的触头元件20、50、55上，并且在将触头固定装置170滑到第二导热元件130上时不发生按压。
171.图18至图20所示的第四实施例还具有以下优点，由于集成电路载体310而减少了部件数量，因此大电流触头装置10的设计特别简单且成本有效。另外，集成电路载体310的几何形状可以基本上自由设计。
172.此外，温度传感器105、106、107、108可以以热优化的方式定位；优选地尽可能靠近相关联的触头元件20、50、55。
173.另外，图18至图20所示的实施例也可以与图15至图17所示的第三实施例相结合。另外，可以在集成电路载体中/上放置其他电气元件，例如led。部件和/或温度传感器105、106、107、108可以焊接在电连接110、115、116处。例如，回流工艺可用于此目的。温度传感器105，106，107，108也可以通过导电粘合剂(例如银导电粘合剂)电气和机械地连接到电连接110、115、116。
174.附图标记列表
175.10
ꢀꢀ
大电流触头装置
176.15
ꢀꢀ
触头壳体
177.20
ꢀꢀ
第一触头元件
178.25
ꢀꢀ
测温装置
179.30
ꢀꢀ
另一大电流触头装置
180.35
ꢀꢀ
外壳内部
181.40
ꢀꢀ
大电流电缆
182.45
ꢀꢀ
配合轴线
183.50
ꢀꢀ
第二触头元件
184.55
ꢀꢀ
另外的触头元件
185.60
ꢀꢀ
配合触头
186.65
ꢀꢀ
电路载体
187.70
ꢀꢀ
接口
188.75
ꢀꢀ
第一载体
189.80
ꢀꢀ
第一端面
190.85
ꢀꢀ
加强部分
191.90
ꢀꢀ
触头装置
192.95
ꢀꢀ
分离腹板
193.100 馈通
194.105 第一温度传感器
195.106 第二温度传感器
196.107 另外的温度传感器
197.110 第一电连接
198.115 第二电连接
199.116 另外的电连接
200.120 第一导热路径
201.125 第一导热元件
202.130 第二导热元件
203.131 内周侧
204.132 金属化层、
205.135 接触表面
206.140 第一外周侧
207.145 断开
208.150 径向间隙
209.155 第一支撑腹板
210.160 第二外周侧
211.165 第二支撑腹板
212.170 触头固定装置
213.175 第二载体
214.176 子区域
215.180 螺钉连接
216.185 闩锁装置
217.186 引导元件
218.190 引导表面
219.195 位移轴线
220.200 馈通轮廓
221.205 第二端面
222.210 第三端面
223.215 第四端面
224.220 插座
225.225 接合部分
226.230 凹槽
227.235 第一部分
228.240 第二部分
229.245 凹槽基部
230.250 凹槽横向表面
231.255 第一热耦合表面
232.260 第二热耦合表面
233.265 提取表面
234.270 第一肢
235.275 第二肢
236.280 对称平面
237.285 第二导热路径
238.290 第三导热元件
239.295 第四导热元件
240.300 另外的提取表面
241.305 接触区域
242.310 集成电路载体