CN115552561A - 开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明说明一种开关装置（100），所述开关装置具有在开关箱（11）中的两个固定触头（2、3）和一个活动触头（4），其中，所述固定触头（2、3）沿着纵向方向（92）彼此并排地布置，所述开关箱（11）具有开关箱壁（12），所述开关箱壁具有彼此对置的横向的侧壁件（121）和彼此对置的纵向的侧壁件（122），并且所述两个固定触头中的每个固定触头具有与所述横向的侧壁件之一的间距（T），该间距小于与所述纵向的侧壁件相应的的间距（L）。

Description

开关装置

技术领域

本发明说明一种开关装置。

背景技术

所述开关装置尤其被构造为通过导电电流可运行的、以电磁方式起作用的遥控的开关。所述开关装置能够经由控制电路被启动并且能够接通负载电路。所述开关装置尤其能够被构造为继电器或接触器、尤其是被构造为功率接触器。特别优选的是，所述开关装置能够被构造为充气的功率接触器。

这样的开关装置、尤其是功率接触器的一种可能的应用是例如在机动车、例如用电或部分用电来运行的机动车中或在可再生的能量领域中的应用中的电池电路的断开和分开。

接触器在其作为安全部件的功能中通常与电池、例如锂离子电池与电马达之间的保险装置组合地使用并且在故障情况中必须能够将电流源从负载上分开。目前，这样的系统通常在大约450V的电压下运行。在下一代这样的系统中，电压能够高达800V。此外，例如在专用的应用中，要求高达1500V的直流电压。

所述应用的电压越高，向所述接触器的结构提出的挑战就越大，所述接触器在故障情况中必须中断在所提到的高电压下的高电流。这可能导致电弧的产生，所述电弧可能导致接触器部件的损坏。因此，重要的是，尽可能有效地熄灭电弧。此外，可能有利的是，电弧仅仅在损坏风险尽可能小的区域中产生，其中，此外值得期望的是，所述接触器能够双向地并且由此在不取决于通过接触器的电流方向的情况下使用。

发明内容

确定的实施方式的至少一个任务是说明一种开关装置。

该任务通过按照独立权利要求的主题来解决。所述主题的有利的实施方式和改进方案在从属权利要求中得到表明并且此外由以下描述和附图得知。

按照至少一种实施方式，开关装置具有至少两个固定触头和至少一个活动触头。所述至少两个固定触头和至少一个活动触头被设置且被设立用于接通并且切断可连接到开关装置上并且尤其是可连接到至少两个固定触头上的负载电路。所述活动触头在开关装置中能够相应地如此在开关装置的非连通的状态与连通的状态之间运动，使得所述活动触头在开关装置的非连通的状态下与固定触头隔开并且因此与固定触头在电流上分开，并且在连通的状态下与至少两个固定触头具有机械接触并且因此与固定触头在电流上连接。因此，所述固定触头彼此分开地布置在开关装置中并且能够根据活动触头的状态通过活动触头彼此导电地连接或者在电方面彼此分开。

根据另一种实施方式，所述开关装置具有开关箱，在该开关箱中布置所述活动触头和所述固定触头。所述活动触头尤其能够完全布置在开关箱中。固定触头布置在所述开关箱中，这尤其能够意味着，所述固定触头的至少一个接触区域布置在所述开关箱的内部，所述接触区域在连通的状态中与活动触头处于机械接触之中。为了连接待通过所述开关装置来接通的电路的馈电线，布置在所述开关箱中的固定触头能够从外面、也就是从所述开关箱的外面进行电接触。为此，布置在所述开关箱中的固定触头能够以一部分从所述开关箱中伸出来并且在开关箱的外部具有用于馈电线的连接可行方案。因此，所述开关箱优选具有开口，所述固定触头通过所述开口伸到开关箱的里面。所述固定触头例如被焊入在开关箱的开口中并且不仅伸到开关箱的内部空间的里面而且从所述开关箱中伸出来。

根据另一种实施方式，所述开关装置具有壳体，所述活动触头和固定触头布置在该壳体中。所述活动触头尤其能够完全布置在所述壳体中。固定触头布置在所述壳体中，这尤其能够意味着，所述固定触头的至少一个接触区域布置在所述壳体的内部，所述接触区域在连通的状态中与活动触头处于机械接触之中。为了连接待通过所述开关装置来接通的电路的馈电线，布置在所述壳体中的固定触头能够从外面、即从所述壳体的外部进行电接触。为此，布置在所述壳体中的固定触头能够以一部分从所述壳体中伸出来并且在所述壳体的外部具有用于馈电线的连接可行方案。这尤其能够适用于每个固定的开关触头。

根据另一种实施方式，所述触头布置在壳体中的气体氛围中。这尤其能够意味着，所述活动触头完全布置在所述壳体中的气体氛围中并且此外所述固定触头的至少部分、比如所述固定触头的接触区域布置在所述壳体中的气体氛围中。所述开关装置能够相应地特别优选是充气的开关装置、像比如充气的接触器。所述气体氛围尤其能够促进在开关过程的期间可能产生的电弧的熄灭。所述气体氛围的气体例如能够具有或者是尤其处于高压下的含氢的和/或含氮的气体。优选所述气体能够具有至少50%的H₂的份额。除了氢之外，所述气体能够具有惰性气体、特别优选是N₂和/或一种或多种稀有气体。

根据另一种实施方式，所述开关箱处于壳体之内。此外，所述气体、即所述气体氛围的至少一部分尤其能够处于开关箱中。

根据另一种实施方式，所述活动触头能够借助于电枢来运动。为此，所述电枢尤其能够具有轴，该轴在一个端部上与活动触头如此连接，使得所述活动触头能够借助于该轴来运动、即在该轴运动时通过该轴同样运动。所述轴尤其能够通过开关箱中的开口伸到开关箱的里面。所述开关箱尤其能够具有开关箱底，该开关箱底具有开口，所述轴从该开口中穿过。所述电枢能够通过磁路来运动，用以促成之前所描述的开关过程。为此，所述磁路能够具有磁轭，该磁轭具有开口，所述电枢的轴从该开口中穿过。

在开关过程的期间，所述电枢、轴和活动触头优选在呈升降运动的形式的线性运动中沿着所述轴的方向运动。在这里并且在下面，所述活动触头的与轴的主延伸方向相对应的运动方向也能够被称为竖直方向。

所述固定触头沿着纵向方向彼此并排地布置，其中，所述纵向方向处于垂直于竖直方向的水平面中。所述活动触头例如能够板形地构造并且具有平行于水平面的主延伸平面。垂直于竖直方向及纵向方向限定横向方向，使得所述水平面通过纵向方向和横向方向被撑开。

根据另一种实施方式，所述开关箱具有开关箱壁。所述开关箱壁能够在水平的剖视图中、也就是在具有垂直于竖直方向的剖切轴线的剖视图中优选具有矩形的横截面形状或者至少具有近似于矩形的横截面形状。尤其所述开关箱壁能够具有彼此对置的纵向的侧壁件和彼此对置的横向的侧壁件，它们在水平的剖视图中关于其外轮廓和/或内轮廓获得矩形形状。换言之，纵向的侧壁件能够基本上沿着竖直的和纵向的方向延伸，而横向的侧壁件则能够基本上沿着竖直的和横向的方向延伸。在该情况中，纵向的侧壁件、横向的侧壁件以及具有用于固定触头的开口的盖件优选能够一体地构造并且形成所述开关箱壁。所述开关箱能够附加地具有开关箱底，该开关箱底与开关箱壁一起形成开关箱。作为替换方案，所述侧壁件也能够与开关箱底部一体地构造。此外，所述侧壁件能够在没有盖件和开关箱底的情况下形成开关箱壁，该开关箱壁与单独制造的盖件和单独制造的开关箱底一起形成开关箱。

根据另一种实施方式，所述固定触头中的每个固定触头与各自较近的横向的侧壁件具有比与纵向的侧壁件更小的间距。所述固定触头中的每个固定触头尤其能够具有与横向的侧壁件之一的间距T，其中，所述间距T小于与纵向的侧壁件的相应的间距L。换言之，所述固定触头中的每个固定触头与各自较近的横向的侧壁件具有间距T。尤其所述间距T能够分别沿着纵向方向来测量并且对于固定触头来说关于各自较近的横向的侧壁件是相等的或者至少基本上是相等的。“基本上相等”在这里并且在下面能够表示彼此间偏差小于20%并且优选小于10%。此外，所述固定触头中的每个固定触头与纵向的侧壁件具有间距L，其中，所述间距L尤其分别能够沿着横向方向来测量。特别优选的是，所述固定触头中的每个固定触头与两面纵向的侧壁件具有相同的或基本上相同的间距L。所述间距T和L能够特别优选地涉及固定触头的上侧面与相应的侧壁件的内表面之间的相应的最小距离，因而所述间距T和L能够分别被理解为固定触头与侧壁件之间的缝隙宽度或间隙宽度。

特别优选的是，能够适用T/L≤0.5或T/L≤0.3或T/L≤0.25。换言之，固定触头与纵向的侧壁件之间的最小间隙能够是固定触头与较近的横向的侧壁件之间的最小间隙的至少大约两倍大或至少大约三倍大或优选至少大约四倍大。

根据另一种实施方式，所述固定触头和活动触头沿着纵向方向布置在永磁体之间。换言之，所述永磁体和固定触头能够沿着纵向方向串联布置。特别优选的是，所述永磁体中的每一个永磁体都能够布置在横向的侧壁件的背离固定触头和活动触头的外侧面上并且因此布置在开关箱的内部空间之外。

所述永磁体尤其能够是所谓的消弧磁体，所述消弧磁体被设置且被设立用于使开关电弧、即在开关过程的期间在固定触头与活动触头之间可能出现的电弧偏转并且由此将其延长。通过所述永磁体的纵向布置，使开关电弧从所述固定触头中的每个固定触头朝纵向的侧壁件之一的方向偏转。换言之，通过永磁体能够促使在开关过程中在固定触头与活动触头之间出现的开关电弧朝横向方向偏转。所述永磁体尤其能够沿着纵向方向关于其磁极平移对称地布置。由此能够实现的是，使可能在固定触头之一上形成的开关电弧能够与可能在另一个固定触头上形成的开关电弧相比朝另一个纵向的侧壁件偏转。换言之，在不取决于电流方向的情况下，使所述两个固定触头上的开关电弧朝相反的横向方向偏转并且因此朝相反的纵向的侧壁件偏转。由此能够防止同时在两个固定触头上出现的电弧可能的合并，因为这可能会导致短路。

特别优选的是，所述固定触头与各自较近的横向的侧壁件之间的间距T尽可能小、也就是说例如略小于或等于开关箱及尤其开关箱的内部空间的沿着纵向方向的伸展度的1/10或优选小于或等于其1/20。由此能够实现的是，所述永磁体之一分别都尽可能靠近固定触头之一并且因此尽可能靠近电弧的起始点来放置。所述纵向的侧壁件与固定触头之间的间距大于所述横向的侧壁件与固定触头之间的间距，由此能够实现的是，电弧沿着横向方向具有足够的空间，以便在开关箱的自由空间中燃烧并且冷却。优选所述电弧几乎不到达或特别优选根本不到达开关箱壁、即尤其是纵向的侧壁件。由此能够减小或甚至完全防止由于电弧而损坏开关箱壁的风险。

根据另一种实施方式，所述开关箱在沿着竖直方向的俯视图中具有至少几乎正方形的横截面。此外，所述纵向的侧壁件沿着横向方向彼此间具有间距B，该间距基本上对应于至少两个固定触头的彼此背离的侧面的沿着纵向方向的间距K。换言之，所述开关箱和尤其是其内部空间沿着横向方向具有宽度B，该宽度基本上对应于所述固定触头的沿着纵向方向的布置的空间需求。“基本上对应于”在该情况中能够对应于所提到的长度尺寸的彼此间偏差小于或等于20%并且优选小于或等于10%。特别优选的是，所述开关箱沿着横向方向具有宽度B，该宽度略小于所述两个固定触头的彼此背离的侧面的沿着纵向方向的间距K。

根据另一种实施方式，所述开关箱具有至少一个接片，所述接片沿着纵向方向布置在所述至少两个固定触头之间并且所述接片从至少一个纵向的侧壁件沿着横向方向延伸到开关箱的里面。通过所述开关箱的内部空间中的至少一个接片，能够将所述开关箱的内部空间至少部分地分隔成不同的燃烧室、也就是说分隔成用于分别在固定触头上形成的开关电弧的不同的空间区域。由此，能够显著地提高所述开关箱的绝缘能力。

尤其所述至少一个接片能够沿着横向方向在开关箱的内部空间中越过活动触头从纵向的侧壁件中的一个纵向的侧壁件延伸至所述纵向的侧壁件中的另一个纵向的侧壁件。在此，所述至少一个接片能够具有留空部，所述活动触头在开关过程的期间能够在所述留空部中运动。此外，所述至少一个接片能够直接被连接到开关箱的盖件上。所述至少一个接片尤其能够与开关箱的侧壁件和/或盖件一体地构造。

根据另一种实施方式，所述开关箱具有至少两个这样的接片，所述两个接片沿着纵向方向布置在所述至少两个固定触头之间，并且所述两个接片中的每个接片从至少一个纵向的侧壁件沿着横向方向延伸到开关箱的里面。所述两个接片在该情况中沿纵向方向彼此隔开。两个接片尤其能够沿着横向方向越过活动触头在开关箱的内部空间中从所述纵向的侧壁件中的一个纵向的侧壁件延伸至所述纵向的侧壁件中的另一个纵向的侧壁件。尤其所述接片能够沿着开关箱的盖件并且直接与开关箱的盖件邻接地伸展。通过所述至少两个接片能够在固定触头之间在所述开关箱的内部空间中形成一个或者多个空间，所述一个或者多个空间与固定触头至少部分地隔开并且由此电绝缘。在如此形成的至少一个被隔离的空间中能够布置附加构件、像比如附加触头和/或充气管接头，所述充气管接头用于注入前面所描述的气体，以便在开关箱中形成气体氛围。

优选能够在所述开关箱中沿着纵向方向在所述两个接片之间并且由此在一个这样的空间中布置至少一个永磁体。特别优选的是，能够在所述两个接片之间以关于活动触头对称的方式、即以关于通过纵向方向和竖直方向撑开的对称平面对称的方式布置两个永磁体。所述一个或两个在开关箱中布置在接片之间的永磁体能够附加地被构造为消弧磁体并且由此被构造为用于在触头处出现的开关电弧的偏转磁体。由此可能的是，除了所述开关箱的外部的消弧磁体之外在所述开关箱的内部布置附加的消弧磁体。通过接片能够保护所述开关箱以便防止开关电弧。

附图说明

其它优点、有利的实施方式和改进方案从下面结合附图所描述的实施例中得出。

其中：

图1A至1D示出了一种用于开关装置的实施例的示意图，

图2示出了用于按照另一种实施例的开关装置的开关箱的示意图，

图3A至3C示出了用于按照另一种实施例的开关装置的开关箱和开关箱壁的示意图，并且

图4示出了用于按照另一种实施例的开关装置的开关箱的示意图，并且

图5示出了常规的开关箱的示意图。

具体实施方式

在实施例和附图中，相同的、同类的或起相同作用的元件能够分别设有相同的附图标记。所示出的元件及其彼此间的大小关系不应该视为是按照比例的，更确切地说，为了更好的可显示性并且/或者为了更好的理解，可能夸大地示出单个元件、像比如层、构件、结构元件和区域。

在图1A至1D中示出了一种用于开关装置100的实施例，所述开关装置例如能够用于接通强电流和/或高电压并且所述开关装置能够是继电器或接触器、尤其是功率接触器。在图1A中示出了具有竖直截面的三维的剖面图，而在图1B至1D中则示出了穿过所述开关装置100的部件的二维的剖面图连同图1B和图1C中的水平截面以及图1D中的竖直截面。以下描述同样涉及图1A至1D。所示出的几何形状应该仅仅示例性地并且非限制性来理解并且也能够作为替代方案来构造。

所述开关装置100在壳体1中具有两个固定触头2、3和一个活动触头4。所述活动触头4被构造为接触板。所述固定触头2、3与活动触头4一起形成开关触头。作为所示出的触头数量的替代方案，其它数量的固定触头和/或活动触头也是可能的。所述壳体1主要用作用于布置在内部中的部件的接触保护并且具有塑料或者由塑料、例如PBT或者玻璃纤维填充的PBT制成。所述固定触头2、3和/或活动触头4例如能够由或用Cu、Cu合金、一种或多种高熔点的金属、像比如Wo、Ni和/或Cr或所提到的材料的混合物、例如铜与至少一种另外的金属、例如Wo、Ni和/或Cr的混合物制成。

在图1A中示出了处于静止状态的开关装置100，在所述静止状态中所述活动触头4与所述固定触头2、3隔开，使得所述触头2、3、4彼此在电流上彼此分开。所述开关触头的所示出的结构以及尤其是其几何形状应该纯示例性地并且非限制性地来理解。作为替代方案，所述开关触头也能够不同地构造。

所述开关装置100具有可活动的电枢5，该电枢基本上执行开关运动。所述电枢5具有磁芯6，该磁芯例如用或由铁磁材料制成。此外，所述电枢5具有轴7，该轴7导引穿过磁芯6并且在一个轴端部上与磁芯6固定地连接。在与磁芯6对置的另一轴端部上，所述电枢5具有同样与轴7连接的活动触头4。所述轴7优选能够用或由不锈钢制成。为了使活动触头4与轴7电绝缘，能够在它们之间布置绝缘体47，该绝缘体也能够被称为桥式绝缘体。

所述磁芯6被线圈8包围。所述线圈8中的能够从外部通过控制电路接通的通过电流产生磁芯6以及整个电枢5的沿着轴向方向的运动，直至所述活动触头4接触固定触头2、3。在所示出的图示中，所述电枢向上运动。因此，所述电枢5从第一位置运动到第二位置中，所述第一位置相应于所示出的静止状态并且同时相应于分开的、即不连通的并且因此被切断的状态，所述第二位置相应于运转中的、即连通的并且因此被接通的状态。在运转中的状态中，所述触头2、3、4在电流上彼此连接。

为了导引轴7并且由此导引电枢5，所述开关装置100具有磁轭9，该磁轭能够具有纯铁或者低掺杂的铁合金或者由其制成并且该磁轭构成磁路的一部分。所述磁轭9具有开口，所述轴7在该开口中得到导引。如果中断所述线圈8中的通过电流，则所述电枢5通过一个或多个弹簧10又运动到第一位置中。在所示出的图示中，所述电枢5因此又向下运动。所述开关装置100然后又处于静止状态中，在所述静止状态中所述触头2、3、4断开。

所述电枢5的运动方向以及由此所述活动触头4的运动方向在下面也被称为竖直方向91。所述固定触头2、3的垂直于竖直方向91的布置方向在下面被称为纵向方向92。垂直于竖直方向91且垂直于纵向方向92的方向在下面被称为横向方向93。为了使定向变得容易，在附图中略示了方向91、92和93，这些方向也独立于所描述的开关运动而适用。

例如在断开触头2、3、4时，如在图1D中所略示可能产生至少一个电弧99，所述电弧可能会损坏触头2、3、4的接触面。由此可能存在以下风险，即：所述触头2、3、4通过由电弧引起的焊接而保持彼此“粘合”并且不再彼此分开。因此，即使所述线圈8中的电流被切断并且因此负载电路必定被分开，但是所述开关装置100继续处于被接通的状态中。为了防止产生这样的电弧或者为了至少支持将所出现的电弧熄灭，所述触头2、3、4布置在气体氛围中，使得所述开关装置100被构造为充气的继电器或者充气的接触器。为此，所述触头2、3、4在由开关箱壁12和开关箱底13构成的开关箱11之内被布置在由气密封闭的部件形成的气密的区域14中，其中，所述开关箱11能够是气密的区域14的一部分。除了固定触头2、3的被设置用于进行外部连接的部分之外，所述气密的区域14完全包围电枢5和触头2、3、4。所述气密的区域14以及由此所述开关箱11的内部空间15也填充有气体。所述气密的区域14基本上由开关箱11、磁轭9的部件和附加的壁构成。在制造开关装置100的范围内能够通过充气管接头注入到气密的区域14中的气体能够特别优选是含氢的、例如在惰性气体中具有20%或更多的H₂或者甚至具有100%的H₂，因为含氢气体能够促进电弧的熄灭。

所述开关箱壁12和开关箱底13例如能够用或由金属氧化物、像比如Al₂O₃制成。此外，具有足够高的耐温度性的塑料、例如PEEK、PE和/或填充玻璃纤维的PBT也适合。作为替代方案或补充方案，所述开关箱11也能够至少部分地具有POM、尤其是具有结构（CH₂O）_n的POM。这样的塑料的突出之处能够在于相对低的碳份额和非常低的形成石墨的倾向。由于尤其（CH₂O）_n中的碳和氧的相同份额，在热诱发的且尤其电弧诱发的分解的情况下，主要产生气态的CO和H₂。附加的氢能够增强电弧熄灭。

在图1B和1C中，以垂直于竖直方向91的水平截面示出了所述开关箱11的示意性的剖面图。所述开关箱壁12以及触头2、3、4在图1B和1C中为简明起见而简化地仅仅通过线条略示，其中，所述活动触头4处于所示出的截面之外并且仅仅为了改善可理解性被略示。此外，在所述固定触头2、3中略示示例性的电流方向，根据该电流方向负载电流在开关装置100的被接通的状态下从外部通过固定触头2流至活动触头4并且通过活动触头4并且通过固定触头3再次流至外部接头。在图1D中，以竖直的截面同样以简化的视图示出了所述开关装置100的一部分的示意性的剖面图。

所述开关箱壁12在水平的剖视图中具有矩形的横截面形状或者至少具有接近于矩形的横截面形状，其如所示出例如能够具有倒圆的角。所述开关箱壁12具有彼此对置的横向的侧壁件121和彼此对置的纵向的侧壁件122，这些侧壁件产生至少近似的矩形形状。所述横向的侧壁件121、纵向的侧壁件122和具有用于固定触头2、3的开口120的盖件119如在所示出的实施例中所略示一体地构造并且形成开关箱壁12。作为替代方案，所述侧壁件121、122也能够与开关箱底13一体地构造。此外，所述侧壁件121、122能够在没有盖件的情况下并且在没有开关箱底的情况下形成开关箱壁12，该开关箱壁12然后能够与单独制造的盖件和单独制造的开关箱底13一起形成开关箱11。

所述固定触头2、3中的每个固定触头与各自较近的横向的侧壁件121具有比与纵向的侧壁件122更小的间距。如在图1B中所略示，所述固定触头2、3中的每个固定触头与横向的侧壁件121之一、也就是较近的横向的侧壁件121具有间距T。此外，所述固定触头2、3中的每个固定触头与纵向的侧壁件122具有间距L，其中，所述固定触头2、3中的每个固定触头的各自与纵向的侧壁件122中的每个的间距L能够是相同或不同的。如可以看出的，所述间距T尤其能够沿着纵向方向92来测量并且对于固定触头2、3而言关于各自较近的横向的侧壁件121能够是相同或至少基本上相同的、也就是彼此偏差小于20%并且优选小于10%。所述间距L能够如所描述的及在图1B中所示出的那样分别在每个固定触头2、3与每个纵向的侧壁件122之间沿着横向方向来测量。在这里并且在下面中所讨论的间距L可能地表示所述固定触头2、3中的每个固定触头的与纵向的侧壁件122的各自较小的间距，其中，对所有固定触头2、3和所属的间距T和L来说适用关系T < L。特别优选的是，所述固定触头2、3中的每个固定触头与两个纵向的侧壁件122具有相同的或基本上相同的间距L。如可以看出的那样，所述间距T和L代表着固定触头2、3与侧壁件121、122之间的缝隙或间隙宽度并且涉及固定触头2、3的上侧面与相应的侧壁件121、122的内表面之间的各自的最小距离。

尤其适用T/L≤0.5或者优选适用T/L≤0.3或者特别优选适用T/L≤0.25，使得固定触头2、3与纵向的侧壁件122之间的最小间隙是固定触头2、3与较近的横向的侧壁件121之间的最小间隙的至少大约两倍大或优选至少大约三倍大或特别优选至少大约四倍大。

如在图1B和1C中所略示，所述开关箱11在水平的截面中具有至少近似正方形的横截面。此外，所述纵向的侧壁件122沿着横向方向93优选彼此间具有间距B，该间距基本上对应于所述两个固定触头2、3的彼此背离的侧面的沿着纵向方向91的间距K。特别优选的是，所述开关箱沿着横向方向具有宽度B，该宽度等于或者略小于所述两个固定触头2、3的彼此背离的侧面的沿着纵向方向的间距K。

如此外可以在图1A至1D中看出的一样，在所述开关箱11的外部存在永磁体16、所谓的消弧磁体，所述永磁体被设置并且被设立用于使在图1D中所略示的电弧99偏转。所述永磁体16尤其引起电弧间隙的延长并且因此能够改进电弧99的熄灭。所述永磁体16中的每个永磁体被布置在横向的侧壁件121的背离固定触头2、3及活动触头4的外侧面上并且因此被布置在开关箱11的内部空间15之外。所述固定触头2、3和活动触头4尤其沿着纵向方向92被布置在永磁体16之间，使得所述永磁体16和固定触头2、3沿着纵向方向92串联布置。

通过所述永磁体16的纵向布置，电弧99由固定触头2、3中的每个朝向纵向的侧壁件122之一的方向偏转，使得通过所述永磁体16能够促使在开关过程中在固定触头2、3与活动触头4之间出现的电弧99朝横向方向93偏转，如在图1C中以偏转方向90的形式所略示的那样。如此外在图1B和1C中看出的那样，所述永磁体16以沿着纵向方向92相对于其磁极平移对称的方式来布置。由此能够实现的是，使可能在所述固定触头2上形成的电弧99与可能在所述固定触头3上形成的电弧99相比朝另一个纵向的侧壁件122偏转。在所述固定触头2、3中所略示的负载电流方向反转时，所述偏转方向90分别反转。因此，所述两个固定触头2、3上的电弧99在不取决于负载电流方向的情况下朝相反的横向方向93偏转并且由此朝相反的纵向的侧壁件122偏转。通过这种双极性，能够在不取决于负载电流方向的情况下始终防止同时在所述两个固定触头2、3上出现的电弧99可能的合并。

特别优选的是，所述固定触头2、3与各自较近的横向的侧壁件121之间的间距T尽可能小、优选略小于或等于所述开关箱11的沿着纵向方向92的纵向伸展度G的1/10或特别优选小于或等于其1/20。由此能够实现的是，所述永磁体16之一分别尽可能靠近固定触头2、3之一来放置并且因此尽可能靠近电弧99的起始点来放置。在图1C中略示出所述开关箱壁12的以下区域，电弧99可能朝这些区域的方向转向。所述纵向的侧壁件122与固定触头2、3之间的间距L大于所述横向的侧壁件121与固定触头2、3之间的间距T，由此能够实现的是，所述电弧99沿着横向方向93具有足够的空间，以便优选在没有到达开关箱壁12、即尤其是纵向的侧壁件122的情况下在开关箱11的自由空间中燃烧和冷却。由此能够减小或甚至完全防止由于电弧而损坏所述开关箱壁12的风险。

在图5中，为了进行比较而根据图1B和1C的视图示出了具有固定触头992、993和活动触头994的常规的接触器的开关箱911。所述常规的接触器具有开关箱911，该开关箱根据触头2、3、4的形状和布置而具有常见的沿着纵向方向细长形的构造。消弧磁体916布置在所述开关箱911的较长的纵向侧上。如果这个接触器在通过电流以所示出的电流优选方向通过触头992、993、994时被切断，则电弧如通过偏转方向990所略示的一样朝所述开关箱911的短的横向的外侧面移动。温度负荷在通过用虚线画出的方框所标记的区域998中最高。如果要降低温度负荷，则必须沿着纵向方向延长所述开关箱911，以便扩大所述间距。然而，这在常见的接触器中由于外部的壳体尺寸而典型地不容易实现。所示出的常见设计方案的另一缺点是缺少关于负载电流方向的双极性。也就是说，如果负载电流方向被掉转，则在所述固定触头992、993上产生的电弧会反向于所示出的偏转方向990朝向彼此移动并且会引起直接的短路。所述消弧磁体916的另一布置虽然可能导致双极性，但是会导致所述开关箱壁上的非常高的温度负荷，因为电弧可能没有足够的空间来形成、在自由空间中燃烧并且冷却。由此可能容易地在所述开关箱壁中形成裂纹或者甚至出现壳体材料的熔化。

相反，对于结合图1A至1D所描述的开关装置100来说，能够以所描述的方式实现的是，与常规的接触器相比能够明显地改进消弧能力。通过所描述的几何形状，能够实现电弧99的起始点与开关箱11的内壁之间的扩大的间距，由此对所述开关箱壁来说产生明显更小的负荷。通过由所述开关箱11形成的放电室的所描述的形状，所述放电室优选基本上是正方形的，也能够使所述用于使电弧99偏转的永磁体16明显更靠近电弧起始点，这产生额外的优点。此外，能够实现所述开关装置100的双极性，因为电弧99能够在不取决于通过触头2、3、4流动的负载电流的电流方向的情况下同样好地被熄灭。放电室尤其为电弧99提供足够的空间，用以沿着横向方向93偏移并且因此与活动触头4的主延伸方向成直角地偏移，因为所述固定触头2、3的与纵向的侧壁件122的间距大于与相应的最近的横向的侧壁件121的间距。

结合图2至4来描述用于开关装置100的开关箱11的其他实施例。关于以下附图的描述基本上限于相对于相应先前的实施例的区别处。未明确提及的特征和特征的特性能够如已经在相应先前的实施例中描述的那样来实现。

在图2中以与在图1B和1C中示出的视图相对应的示意性的剖面图示出了所述开关箱11的开关箱壁12，其中，又略示出所述触头2、3、4的位置。在本实施例中，所述开关箱11具有至少一个接片123，所述接片顺着沿纵向方向92的方向布置在至少两个固定触头2、3之间，并且所述接片沿着横向方向93从至少一个纵向的侧壁件122延伸到开关箱11的内部空间15中。在所示出的实施例中，分别在纵向的侧壁122中的每个上略示出一个接片123。所述两个接片123也能够尤其如在下面的实施例中所示出的那样被构造为以下接片，所述接片沿着横向方向93在开关箱11的内部空间15中越过活动触头4从纵向的侧壁件122中的一个纵向的侧壁件延伸到所述纵向的侧壁件122中的另一个纵向的侧壁件。在该情况中，所述接片123能够具有留空部，所述活动触头4能够在开关过程的期间在所述留空部中运动。通过所述开关箱11的内部空间15中的至少一个接片123，能够实现将所述内部空间15至少部分地分隔成不同的区域，这些区域形成彼此分开的燃烧室、也就是说用于分别在固定触头2、3上形成的开关电弧的不同的空间区域。由此，能够显著提高所述开关箱11的绝缘能力。所述接片123是开关箱壁12的一部分并且尤其能够与开关箱壁12一体地构造。

在图3A到3C中示出了另一种用于所述开关装置100的开关箱11的实施例，其中，图3A的视图对应于图3的视图。在图3B和3C中示出了所述开关箱壁11的三维视图。如在图3A至3C中可以看出的一样，本实施例的开关箱11具有两个接片123，这两个接片都沿着纵向方向92布置在固定触头2、3之间，其中，所述接片123沿着纵向方向92彼此间隔开。在此，所述两个接片123沿着横向方向93越过活动触头4在开关箱11的内部空间15中从纵向的侧壁件122中的一个纵向的侧壁件延伸到所述纵向的侧壁件122中的另一个纵向的侧壁件。所述接片123分别具有留空部124，所述活动触头4能够在开关过程的期间在所述留空部中运动。此外，所述接片123沿着开关箱11的盖件119并且直接与该盖件邻接地伸展。如在图3B中可以看出的一样，所述侧壁件121、122、盖件119和接片123在所示出的实施例中一体地构造。

通过所述接片123，在固定触头2、3之间在所述内部空间15中形成一个区域，该区域与所述固定触头2、3至少部分地隔开并且由此电绝缘。在如此形成的被隔离的空间127中能够布置附加构件、像比如附加触头和/或充气管接头，所述充气管接头用于注入前面所描述的气体，以便在开关箱中形成气体氛围。在图3C中略示了相应的用于附加触头的开口125以及用于充气管接头的开口126。

在图4中示出了另一种用于开关装置100的开关箱11的实施例，其中所述开关箱壁12如前面所描述的那样来构造并且其中沿着纵向方向92在两个接片123之间并且由此在与所述固定触头2、3至少部分地隔开的空间127中将永磁体17布置在所述开关箱11的内部空间15中。如所示出的那样，这些永磁体17，其能够作为被安置在开关箱11之外的永磁体16的补充方案或者也作为替代方案而存在，其特别优选在两个接片123之间关于活动触头4对称地、即关于对称平面对称地布置，所述对称平面通过纵向方向和竖直方向来撑开。所述空间127相应地对称地构造。在所述开关箱11中的其他数量的接片和永磁体也是可能的，用以形成一个或多个其他空间。在所述开关箱11中布置在接片123之间的永磁体17尤其能够额外地被构造为消弧磁体，并且因此被构造为用于在触头2、3、4处出现的开关电弧的偏转磁体。由此可能的是，作为所述开关箱11之外的消弧磁体的替代方案或特别优选作为补充方案，将另外的消弧磁体布置在开关箱11之内。通过所述接片123来保护所述开关箱以便防止开关电弧。

如借助于图2至4所解释的那样，能够通过处于所述开关箱11的内部空间15中的至少一个附加的接片123在所述内部空间15中提供至少被分开的“燃烧室”，所述“燃烧室”能够明显提高绝缘能力。通过多个接片123的设置，能够为附加构件提供呈至少部分被隔离的腔室的形式的一个或多个空间，所述空间然后可以不再与开关电弧形成接触。此外，如上所述，能够在放电空间的内部创建至少一个空间，所述空间不仅延长了绝缘路径并且提高了绝缘电阻，而且能够在所述空间中安置另外的永磁体。

所述结合附图描述的特征和实施例能够根据其他实施例相互组合，即使不是所有的组合都明确地得到描述。此外，作为替代方案或补充方案，所述结合附图所描述的实施例能够具有按照概述部分中的描述的其他特征。

本发明没有通过根据实施例所作的描述而局限于此。更确切地说，本发明包括每种新特征以及特征的每种组合，这尤其包含权利要求中的特征的每种组合，即使这种特征或这种组合本身没有明确地在权利要求或实施例中得到说明。

附图标记列表

1 壳体

2、3 固定触头

4 活动触头

5 电枢

6 磁芯

7 轴

8 线圈

9 磁轭

10 弹簧

11 开关箱

12 开关箱壁

13 开关箱底

14 气密的区域

15 内部空间

16 永磁体

17 永磁体

47 绝缘体

90 偏转方向

91 竖直方向

92 纵向方向

93 横向方向

98 区域

99 电弧

100 开关装置

119 盖件

120 开口

121 横向的侧壁件

122 纵向的侧壁件

123 接片

124 留空部

125 用于辅助触头的开口

126 用于充气管接头的开口

127 空间

911 开关箱

916 消弧磁体

992、993 固定触头

994 活动触头

990 偏转方向

998 区域

B 间距

G 纵向伸展度

L、T 间距。

Claims (14)

1.一种开关装置（100），所述开关装置具有在开关箱（11）中的两个固定触头（2、3）和一个活动触头（4），其中，

所述固定触头（2、3）沿着纵向方向（92）彼此并排地布置，

所述开关箱（11）具有开关箱壁（12），所述开关箱壁具有彼此对置的横向的侧壁件（121）和彼此对置的纵向的侧壁件（122），

所述两个固定触头中的每个固定触头具有与所述横向的侧壁件之一的间距（T），所述间距小于与所述纵向的侧壁件的相应的间距（L）。

2.根据权利要求1所述的开关装置，其中，所述固定触头和所述活动触头沿着纵向方向布置在永磁体（16）之间。

3.根据权利要求2所述的开关装置，其中，所述永磁体被设置并且被设立用于使在开关过程中可能在固定触头与活动触头之间出现的电弧（99）朝横向方向（93）偏转。

4.根据权利要求2或3所述的开关装置，其中，所述永磁体中的每个永磁体布置在横向的侧壁件的背离所述固定触头和所述活动触头的外侧面上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置，其中，所述纵向的侧壁件沿着横向方向彼此间具有间距（B），所述间距基本上对应于所述两个固定触头的背离彼此的侧面沿着纵向方向的间距（K）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置，其中，所述开关箱具有至少一个接片（123），所述接片沿着纵向方向布置在所述至少两个固定触头之间并且所述接片从至少一个纵向的侧壁件沿着横向方向延伸到所述开关箱的里面。

7.根据权利要求6所述的开关装置，其中，所述至少一个接片沿着横向方向经过所述活动触头从所述纵向的侧壁件之一延伸到所述纵向的侧壁件中的另一个纵向的侧壁件。

8.根据权利要求7所述的开关装置，其中，所述至少一个接片具有留空部（124），所述活动触头在开关过程期间能够在所述留空部中运动。

9.根据权利要求7或8所述的开关装置，其中，所述开关箱具有至少两个接片，所述至少两个接片都沿着纵向方向布置在所述至少两个固定触头之间，并且所述至少两个接片中的每个接片从至少一个纵向的侧壁件沿着横向方向延伸到所述开关箱的里面。

10.根据权利要求9所述的开关装置，其中，沿着纵向方向在所述两个接片之间将至少一个永磁体（17）布置在所述开关箱中。

11.根据权利要求10所述的开关装置，其中，在所述两个接片之间以关于所述活动触头对称的方式布置两个永磁体。

12.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置，其中，所述纵向的侧壁件、所述横向的侧壁件和具有用于所述固定触头的开口（120）的盖件（119）一体地构造。

13.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置（100），其中，在所述开关箱（11）中包含气体（14），所述气体包含H₂。

14.一种开关装置（100），所述开关装置具有在开关箱（11）中的两个固定触头（2、3）和一个活动触头（4），其中，

所述固定触头（2、3）沿着纵向方向（92）彼此并排地布置，

所述开关箱（11）具有开关箱壁（12），所述开关箱壁具有彼此对置的横向的侧壁件（121）和彼此对置的纵向的侧壁件（122），

所述开关箱具有至少两个接片（123），所述至少两个接片都沿着纵向方向布置在所述至少两个固定触头之间，并且所述至少两个接片中的每个接片都从所述纵向的侧壁件中的一个纵向的侧壁件延伸到所述纵向的侧壁件中的另一个纵向的侧壁件，并且

沿着纵向方向在所述两个接片之间以关于所述活动触头对称的方式布置两个永磁体（17）。

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