本發(fā)明涉及一種用于清潔電開關(guān)設(shè)備的電觸頭的方法，以及一種具有電開關(guān)設(shè)備的機(jī)動車。

背景技術(shù)：

在接觸器中設(shè)計(jì)為電源觸頭的電觸頭尤其基于各種因素受到老化引起的磨損，所述因素例如是溫度、開關(guān)電流、載流、轉(zhuǎn)換時間、機(jī)械振動和其它因素。在電觸頭在其使用壽命中經(jīng)過一定的老化和一定次數(shù)的開關(guān)循環(huán)之后，這種磨損導(dǎo)致電開關(guān)設(shè)備由于觸頭的臟污和/或燒毀而失靈。已知有不同的措施以便尤其是避免或去除電觸頭上的臟污和腐蝕產(chǎn)物。

例如由us4,617,604a已知了一種方法，其中，具有多個電觸頭的電開關(guān)設(shè)備有時—為了保護(hù)觸頭—切換至無電流狀態(tài)中以及有時—為了清潔觸頭—切換至通電狀態(tài)中。在此，切換至無電流狀態(tài)中導(dǎo)致了延長電開關(guān)設(shè)備的使用壽命，然而也導(dǎo)致了形成臟污和/或氧化膜。所述臟污和/或氧化膜能夠通過切換至通電狀態(tài)中而至少部分地去除或減少，然而這又—尤其是由于形成了火花放電或電弧放電—導(dǎo)致了開關(guān)設(shè)備的使用壽命縮短。

由de102011115707a1已知了一種方法，其中通過對處于閉合位置中的電觸頭加載設(shè)計(jì)為直流的防腐蝕電流來清潔電開關(guān)設(shè)備。

還從us7,362,011b2已知了對電觸頭加載防腐蝕電流，所述防腐蝕電流具有低頻率。

這種防腐蝕電流作為自由燃燒電流起作用并且引起對電觸頭的電清潔和/或熱清潔。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

與此相對地，本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種用于清潔電開關(guān)設(shè)備的電觸頭的方法，以及一種具有這種電開關(guān)設(shè)備的機(jī)動車，其中通過替代且優(yōu)選得到改進(jìn)的方式進(jìn)行對電觸頭的清潔。

該任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題完成。由從屬權(quán)利要求得到有利的設(shè)計(jì)方案。

該任務(wù)尤其通過一種用于清潔電開關(guān)設(shè)備的電觸頭的方法來完成，其中清潔至少一個電觸頭，所述電觸頭具有至少一個第一觸頭元件和至少一個第二觸頭元件，所述觸頭元件相對于彼此能夠移動到打開位置和閉合位置中。所述第一觸頭元件和第二觸頭元件布置在閉合位置中，其中在閉合位置中，通過電波形的施加來激勵第一觸頭元件和第二觸頭元件相對于彼此產(chǎn)生機(jī)械振動。由于觸頭元件被激勵至相對于彼此振動或震動，這些觸頭元件在其閉合位置中接觸摩擦或上下重疊式摩擦，由此得到機(jī)械清潔效果。在此，觸頭執(zhí)行了自清潔，由此對電觸頭元件來說以及進(jìn)而對電觸頭來說整體得出尤其由于臟污和/或腐蝕導(dǎo)致的磨損的減緩或減弱。在此表明：該機(jī)械清潔一方面特別有效，然而另一方面刺激很小，這尤其是因?yàn)橛|頭元件保持閉合且進(jìn)而不必?fù)?dān)心火花或電流放電事件，以及由于觸頭元件不必承受高的自由燃燒電流。

在此，電觸頭尤其理解為可切換的電連接裝置，其具有第一觸頭元件和第二觸頭元件，所述第一觸頭元件和第二觸頭元件相對于彼此一方面能夠移動到打開電觸頭的打開位置中，以及閉合電觸頭的閉合位置中。因此，電觸頭可以通過第一觸頭元件和第二觸頭元件的相對于彼此的移動而打開和閉合。可以僅實(shí)際上移動觸頭元件中的一個，而另一個觸頭元件保持靜止。然而也可以使兩個觸頭元件都移動。

電開關(guān)設(shè)備理解為一種設(shè)備，該設(shè)備具有至少一個電觸頭，其中電開關(guān)設(shè)備設(shè)置用于切換所述至少一個電觸頭。電開關(guān)設(shè)備優(yōu)選具有多個電觸頭，其中所述電開關(guān)設(shè)備設(shè)置用于——優(yōu)選彼此無關(guān)地——切換多個電觸頭。

電開關(guān)設(shè)備優(yōu)選被設(shè)計(jì)為斷路器設(shè)備，且進(jìn)而被設(shè)置用于切換電功率連接，這與開關(guān)設(shè)備不同，開關(guān)設(shè)備僅設(shè)置用于控制電壓或控制電流的切換。

觸頭元件理解為一種元件，該元件適合和/或被設(shè)置用于與另一個觸頭元件共同作用，以便建立或分開電接觸。觸頭元件尤其能夠?qū)щ姷卦O(shè)計(jì)。

打開位置尤其理解為觸頭元件的一種相對位置，在該相對位置中這些觸頭元件如此彼此間隔開布置，使得電觸頭打開。閉合位置尤其理解為觸頭元件的一種相對布置，在該相對布置中這些觸頭元件如此相對于彼此布置，使得電觸頭閉合。觸頭元件尤其在閉合位置中彼此機(jī)械連接、即彼此接觸，從而能夠通過觸頭元件傳遞電流或電信號。

觸頭元件能夠布置在打開位置以及閉合位置中，這尤其意味著，觸頭元件能夠如此被切換，使得觸頭元件彼此間隔開或者處于彼此機(jī)械的、相接觸的連接中。

電波形應(yīng)理解為一種電信號、尤其是一種電流或電壓，所述電信號是隨著時間可變的，尤其是隨著時間變化的。在此，其可以是一種——尤其是正弦形的——交流電壓、三角形信號、矩形信號或其它合適的波形。特別優(yōu)選將交流電壓用作電波形，其中該交流電壓設(shè)計(jì)為正弦形，然而也可以具有其他形狀，例如三角形或矩形信號的形狀。電波形可以具有振動脈沖，該振動脈沖把觸頭元件激勵至機(jī)械振動。

機(jī)械振動尤其理解為觸頭元件相對于彼此的相對運(yùn)動，其中實(shí)際上僅觸頭元件中的一個觸頭元件運(yùn)動，而另一個觸頭元件保持布置為空間位置固定。然而兩個觸頭元件也可以相對于彼此運(yùn)動。機(jī)械振動的振動形式優(yōu)選位于一平面中，電流沿著一方向從一觸頭元件流向另一個觸頭元件，該方向垂直于所述平面。即觸頭元件由于機(jī)械振動彼此橫向摩擦，從而避免了觸頭元件由于振動而暫時地打開和再次閉合。相反，在振動期間它們也保持在閉合狀態(tài)中且彼此機(jī)械接觸。由于橫向進(jìn)行的震動，觸頭元件迅速且有效地自清潔。由于觸頭元件的有針對性起作用的橫向振動運(yùn)動，產(chǎn)生了觸頭元件的自清潔以及磨損的減慢或減緩。

根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案提出：電波形在電開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行中疊加在一電流上、尤其是工作電流上。在此，電流流經(jīng)閉合的觸頭元件，因此流經(jīng)其上疊加了用于激勵機(jī)械振動的電波形的電觸頭。因?yàn)橛|頭元件并未由于振動而離開彼此，而是保留在閉合位置中，所以在開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行中以及尤其在開關(guān)設(shè)備的帶電的狀態(tài)中，可以在閉合位置中執(zhí)行清潔。在此，在帶電狀態(tài)中，觸頭元件彼此重疊的橫向振動完全沒有增加磨損，因?yàn)楸苊饬嘶鸹ɑ螂娀》烹姮F(xiàn)象。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案，電波形在開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行中疊加在一直流電流上。根據(jù)本發(fā)明的另一個設(shè)計(jì)方案，電波形在開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行中疊加在一交流電流上，其中在這種情況下優(yōu)選電波形的頻率不同于交流電流的頻率，其中尤其優(yōu)選電波形的頻率比交流電流的頻率更大，優(yōu)選大數(shù)倍。

根據(jù)本發(fā)明的另一個改進(jìn)方案規(guī)定了，產(chǎn)生具有至少一個頻率的電波形，所述頻率適合于在電觸頭的固有頻率下產(chǎn)生機(jī)械振動。即電波形的所述至少一個頻率優(yōu)選至少位于電觸頭的諧振或固有頻率附近，由此可以極其有效地激勵電觸頭產(chǎn)生機(jī)械振動。電觸頭的諧振頻率在此尤其通過觸頭元件的質(zhì)量確定，所述質(zhì)量分?jǐn)傇跈C(jī)械振動上。

可以產(chǎn)生具有恰好一種頻率、即頻率單一的電波形。然而備選地，也可以產(chǎn)生具有頻率帶的電波形或者電波形具有多個不同頻率的疊加。在此，至少一個頻率優(yōu)選如此位于電觸頭的固有頻率的范圍內(nèi)，使得有效地激勵該電觸頭至機(jī)械振動。頻率帶優(yōu)選同樣處于電觸頭的固有頻率附近，其中頻率帶優(yōu)選包括固有頻率。頻率帶尤其能夠以電觸頭的固有頻率為中心。

電波形的至少一個頻率優(yōu)選在數(shù)khz的范圍內(nèi)產(chǎn)生。即在電觸頭的諧振頻率范圍內(nèi)較高頻率的激勵頻率被施加在該電觸頭上，由此該電觸頭有效地被激勵產(chǎn)生更高頻率運(yùn)動，尤其是在khz范圍內(nèi)的機(jī)械振動。

根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案規(guī)定了，產(chǎn)生具有一頻率的電波形，該頻率相當(dāng)于電觸頭的固有頻率或固有頻率的多倍。在此，可以特別高效地激勵觸頭元件產(chǎn)生機(jī)械振動。固有頻率的多倍在此尤其是理解為整數(shù)多倍，尤其是電觸頭的固有頻率的泛音或諧波。

根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案規(guī)定了，通過施加白噪聲至電觸頭來測定電觸頭的固有頻率。通過這種方式，尤其是通過針對白噪聲的頻譜中包含的頻率來檢查電觸頭的減震性能，能夠特別簡單且迅速地測定諧振頻率或固有頻率。固有頻率的測定優(yōu)選在電觸頭的清潔之前進(jìn)行。在此可以執(zhí)行一次這種行為，隨后為進(jìn)行清潔，為電波形確定和保持一頻率、頻率的疊加，或者頻帶。然而也可以多次地、尤其是以預(yù)定的間隔或者按照需求重新測定固有頻率，這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于，通過電波形產(chǎn)生的激勵能夠適應(yīng)于觸頭元件的尤其是老化導(dǎo)致的、例如由于基于機(jī)械磨損的質(zhì)量損失導(dǎo)致的變化。然而在這種情況下，施加白噪聲至電觸頭至少首要不是用于清潔目的，而是用于相應(yīng)地重新測定固有頻率。

根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案規(guī)定了，電開關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)為接觸器。在此，接觸器——其也被稱為開關(guān)接觸器——應(yīng)理解為一種用于電功率、尤其是大電功率的尤其是能夠電操縱或氣動操縱的開關(guān)。接觸器優(yōu)選具有兩個開關(guān)位置，且優(yōu)選是單穩(wěn)態(tài)切換。

備選地，電開關(guān)設(shè)備可以設(shè)計(jì)為繼電器。該繼電器在此通常針對與接觸器相比更小的控制功率而設(shè)計(jì)。

在本方法的框架內(nèi)，尤其是清潔電開關(guān)設(shè)備的電觸頭，所述電開關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)為接觸器或繼電器。

根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案規(guī)定了，清潔電開關(guān)設(shè)備的電觸頭，該電開關(guān)設(shè)備被設(shè)計(jì)為用于機(jī)動車的、尤其是用于機(jī)動車的車載電器的電開關(guān)設(shè)備。借助于所述方法可以有利地改進(jìn)機(jī)動車的車載電器的可靠性和壽命。

根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案規(guī)定了，清潔至少一個電觸頭，該電觸頭具有觸頭元件，所述觸頭元件在接觸區(qū)域內(nèi)具有一幾何形狀，該幾何形狀取決于觸頭元件在閉合位置中的點(diǎn)接觸或線接觸。這尤其意味著：觸頭元件中的至少一個觸頭元件在觸頭元件之間的接觸區(qū)域中具有如此形狀，使得實(shí)現(xiàn)觸頭元件在閉合位置中的點(diǎn)接觸或線接觸。例如，觸頭元件中的至少一個觸頭元件在接觸區(qū)域中可以具有凸出的形狀。另一個觸頭元件則例如可以具有平坦的或同樣凸出的形狀。在這種情況下，在閉合位置中，觸頭元件在接觸區(qū)域中優(yōu)選僅在點(diǎn)接觸或線接觸的意義上彼此接觸。在此有利的是，流入觸頭元件中的電流必須以緊鄰所述點(diǎn)狀或線狀的接觸區(qū)域的方式在所述一個觸頭元件中徑向向內(nèi)流動以及在所述另一個觸頭元件中徑向向外流動，以便實(shí)現(xiàn)到達(dá)接觸點(diǎn)或接觸線以及從該接觸點(diǎn)或接觸線離開。即接觸點(diǎn)或接觸線近似構(gòu)成用于電流的狹窄通道。在此，在觸頭元件中形成了分別沿相反方向定向的電流，所述電流產(chǎn)生磁場，所述磁場互相排斥。該排斥力由于電波形的隨時間變化而隨時間變化、尤其是周期性變化。這最終使得以極其有效的方式產(chǎn)生觸頭元件之間的機(jī)械相對運(yùn)動。

根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案規(guī)定了，觸頭元件中的至少一個從第一觸頭元件和第二觸頭元件中選出的觸頭元件在閉合位置中可運(yùn)動地安置。尤其優(yōu)選彈性安置所述至少一個觸頭元件。因此，尤其也可以在排斥力隨時間變化時在觸頭元件之間至少略微運(yùn)動，這有助于形成觸頭元件之間的機(jī)械相對運(yùn)動。在此，尤其優(yōu)選可傾斜地安置所述至少一個觸頭元件，從而使其能夠相對于另一個觸頭元件來回傾斜。因此，在閉合位置中會產(chǎn)生傾斜的橫向運(yùn)動，其中觸頭元件彼此摩擦、但不斷開接觸。

最終也通過一種機(jī)動車來完成該任務(wù)，該機(jī)動車具有電開關(guān)設(shè)備以及控制器，所述控制器設(shè)置用于執(zhí)行所述方法的之前所述的實(shí)施方案之一。該控制器在此尤其優(yōu)選設(shè)置用于在至少一個電觸頭的觸頭元件處于閉合位置時，利用電波形加載所述至少一個電觸頭，該電波形激勵觸頭元件至相對彼此產(chǎn)生機(jī)械振動?？刂圃O(shè)備優(yōu)選設(shè)置用于在開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行中把電波形疊加在電流上。結(jié)合所述機(jī)動車尤其得到了已結(jié)合所述方法得到的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

下面根據(jù)附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在此唯一的附圖示意性示出電開關(guān)設(shè)備的實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

唯一的附圖示意性示出電開關(guān)設(shè)備1，其在此布置在上級(übergeordnet)的電設(shè)備3中，例如機(jī)動車5的車載電器中。電開關(guān)設(shè)備1在此尤其用電功率的于開關(guān)，其中電開關(guān)設(shè)備尤其優(yōu)選設(shè)計(jì)為接觸器或繼電器。

電開關(guān)設(shè)備1與優(yōu)選設(shè)計(jì)為直流電壓源或直流電流源的電源7電連接，并被設(shè)置用于使電負(fù)載9或電阱、尤其是用電器在第一開關(guān)位置中與電源7連接以及在第二開關(guān)位置中與電源7斷開。

為此，電開關(guān)設(shè)備1具有至少一個電觸頭11，該電觸頭具有第一觸頭元件13和第二觸頭元件15。所述第一觸頭元件和第二觸頭元件能夠相對于彼此移位到打開位置中以及閉合位置中，從而能夠打開以及閉合電觸頭11。在此，觸頭元件13、15的打開位置相當(dāng)于電開關(guān)設(shè)備1的使電負(fù)載9與電源7分開的開關(guān)位置，在此，觸頭元件13、15的閉合位置相當(dāng)于電開關(guān)設(shè)備1的使電負(fù)載9與電源7電連接的開關(guān)位置。

設(shè)置一波形產(chǎn)生部件17，該波形產(chǎn)生部件優(yōu)選設(shè)計(jì)為交流電壓源，并且該波形產(chǎn)生部件如此與觸頭元件13、15有效連接，使得在觸頭元件上能如此施加電波形、尤其是交流電壓：使得觸頭元件13、15受激勵相對彼此產(chǎn)生機(jī)械振動。

此外，設(shè)置一控制器19，該控制器被設(shè)置用于控制所述波形產(chǎn)生部件17，從而該波形產(chǎn)生部件能夠——尤其是以預(yù)定的時間間隔——按照需求或者以其它方式產(chǎn)生電波形，該電波形能夠施加在觸頭元件13、15上以用于激勵所述觸頭元件產(chǎn)生機(jī)械的相對運(yùn)動。

波形產(chǎn)生部件17與電開關(guān)設(shè)備1尤其如此電連接，使得通過波形產(chǎn)生部件17產(chǎn)生的電波形在開關(guān)設(shè)備1的運(yùn)行中疊加到由電源7產(chǎn)生的電流上。

通過波形產(chǎn)生部件17產(chǎn)生優(yōu)選具有至少一個頻率的電波形，所述頻率適合用于在電觸頭11的固有頻率下產(chǎn)生機(jī)械振動。在此，尤其優(yōu)選產(chǎn)生具有一頻率的電波形，該頻率相當(dāng)于電觸頭11的固有頻率或固有頻率的多倍。該固有頻率可以借助于波形產(chǎn)生部件17通過在電觸頭11處施加白噪聲一次或多次地測定。

通過把電觸頭元件13、15激勵至相對于彼此機(jī)械振動，尤其使所述電觸頭元件被激勵至更高頻率的橫向振動運(yùn)動，尤其是在khz范圍內(nèi)的橫向振動運(yùn)動，由此在不離開閉合位置的情況下，電觸頭元件能被迅速且有效地機(jī)械清潔。

觸頭元件13、15尤其在接觸區(qū)域中具有一幾何形狀，該接觸區(qū)域取決于觸頭元件13、15在閉合位置中的點(diǎn)接觸或線接觸。在此尤其可以把觸頭元件13、15中的至少一個觸頭元件在接觸區(qū)域中設(shè)計(jì)為凸出的。此外還可以使觸頭元件13、15中的至少一個觸頭元件在閉合位置中可活動地、尤其是彈性地安置。

總之表明，通過所述方法和在所述機(jī)動車中可以引起對尤其是電開關(guān)設(shè)備的功率觸頭的極其高效且同時穩(wěn)妥的清潔，從而可以減慢或甚至減退由于老化引起的磨損，而清潔本身不會對電開關(guān)設(shè)備的使用壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。

在此尤其基于電磁排斥力進(jìn)行電觸頭的自清潔。