DE102011052003B4

DE102011052003B4 - Switching device with overload protection device and a first and a second actuating member

Info

Publication number: DE102011052003B4
Application number: DE102011052003.1A
Authority: DE
Inventors: Roman Dietrich; Andreas Minke; Matthias Kroeker
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2022-06-15
Anticipated expiration: 2031-07-21
Also published as: WO2013020783A1; DE102011052003A1

Abstract

Schaltvorrichtung (1) mit einer Schalteinrichtung (6), die in einem geschlossenen Schaltzustand (B) zumindest teilweise in einem Betriebsstrompfad (5) der Schaltvorrichtung (1) angeordnet ist und durch die der Betriebsstrompfad (5) in einem offenen Schaltzustand (S) der Schaltvorrichtung (1) unterbrochen ist, wobei die Schaltvorrichtung (1) ein erstes (15) und ein zweites (40) Betätigungsorgan aufweist, die den Schaltzustand (B, S) beeinflussend ausgebildet sind, wobei das erste Betätigungsorgan (15) im Betriebsstrompfad (5) und das zweite Betätigungsorgan (40) in einem Steuerstrompfad (41) angeordnet sind, wobei die Schaltvorrichtung (1) mit einer Haltevorrichtung (11) ausgebildet ist, die wenigstens einen den geschlossenen Schaltzustand (B) sichernden Haltemagneten (12, 13) aufweist, und wobei die Schalteinrichtung (6) eine Kupplungseinrichtung (18) aufweist, die mit einem im geschlossenen Schaltzustand (B) im Betriebsstrompfad (5) angeordneten mechanischen Unterbrecherelement (7) der Schalteinrichtung (6) bewegungsübertragend verbunden ist, wobei die Kupplungseinrichtung (18) mit einem Ankerelement (14) ausgebildet ist, durch das das Unterbrecherelement (7) zumindest in einer Öffnungsrichtung (R) zwangsgeführt bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (18) ein im Wesentlichen U-förmiges Mitnehmermittel (19) aufweist, und ein unterer, geschlossener Abschnitt des im Wesentlichen U-förmigen Mitnehmermittels (19) als eine Magnetfeldaufnahmeplatte (24) ausgebildet ist, und das Ankerelement (14) in Öffnungsrichtung (R) relativ zum Mitnehmermittel (19) bewegbar gehalten ist.Switching device (1) with a switching device (6) which, in a closed switching state (B), is at least partially arranged in an operating current path (5) of the switching device (1) and through which the operating current path (5) is in an open switching state (S) of the Switching device (1) is interrupted, the switching device (1) having a first (15) and a second (40) actuating element which are designed to influence the switching state (B, S), the first actuating element (15) being in the operating current path (5 ) and the second actuating element (40) are arranged in a control current path (41), the switching device (1) being designed with a holding device (11) which has at least one holding magnet (12, 13) which secures the closed switching state (B), and wherein the switching device (6) has a coupling device (18) which is arranged with a mechanical interrupter element (7) de r switching device (6) is connected in a movement-transmitting manner, the coupling device (18) being designed with an anchor element (14) by means of which the interrupter element (7) can be moved in a forcibly guided manner at least in an opening direction (R), characterized in that the coupling device (18 ) has a substantially U-shaped driver means (19), and a lower, closed section of the substantially U-shaped driver means (19) is designed as a magnetic field receiving plate (24), and the anchor element (14) in the opening direction (R) relative to the driver means (19) is held movable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung mit einer Schalteinrichtung, die in einem geschlossenen Schaltzustand zumindest teilweise in einem Betriebsstrompfad der Schaltvorrichtung angeordnet ist und durch die der Betriebsstrompfad in einem offenen Schaltzustand der Schaltvorrichtung unterbrochen ist, wobei die Schaltvorrichtung ein erstes und ein zweites Betätigungsorgan aufweist, die den Schaltzustand beeinflussend ausgebildet sind, wobei das erste Betätigungsorgan im Betriebsstrompfad und das zweite Betätigungsorgan in einem Steuerstrompfad angeordnet sind, wobei die Schaltvorrichtung mit einer Haltevorrichtung ausgebildet ist, die wenigstens einen den geschlossenen Schaltzustand sichernden Haltemagneten aufweist, und wobei die Schalteinrichtung eine Kupplungseinrichtung aufweist, die mit einem im geschlossenen Schaltzustand im Betriebsstrompfad angeordneten mechanischen Unterbrecherelement der Schalteinrichtung bewegungsübertragend verbunden ist.The invention relates to a switching device with a switching device which, in a closed switching state, is at least partially arranged in an operating current path of the switching device and through which the operating current path is interrupted when the switching device is in an open switching state, the switching device having a first and a second actuating element which are designed to influence the switching state, with the first actuating element being arranged in the operating current path and the second actuating element being arranged in a control current path, with the switching device being designed with a holding device which has at least one holding magnet which secures the closed switching state, and with the switching device having a clutch device which is is connected in a movement-transmitting manner to a mechanical interrupter element of the switching device which is arranged in the closed switching state in the operating current path.

Schaltvorrichtungen sind allgemein bekannt. Insbesondere Betriebs- oder Laststrompfade von zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Automobilen sind mit Schaltvorrichtungen ausgestattet. Einige Schaltvorrichtungen unterbrechen den Betriebs- oder Laststrompfad als Folge eines Steuersignals, das aufgrund einer externen Anforderung, zum Beispiel durch den Fahrer, von einer Überwachungseinrichtung oder von einem Unfallsensor hervorgerufen, ausgelöst wird. Solche Schaltvorrichtungen können als steuerbare Schalter bezeichnet werden. Andere Schaltvorrichtungen sind als Überlastsicherungsvorrichtung, beispielsweise als Schmelzsicherung, ausgestaltet und schützen elektrotechnische Bauteile vor zu hohen Betriebsströmen.Switching devices are well known. In particular, operating or load current paths of at least partially electrically powered automobiles are equipped with switching devices. Some switching devices interrupt the operating or load current path as a result of a control signal triggered by an external request, for example from the driver, from a monitoring device or from a crash sensor. Such switching devices can be referred to as controllable switches. Other switching devices are designed as overload protection devices, for example as fuses, and protect electrotechnical components from operating currents that are too high.

Oftmals sind beide der obigen Typen von Schaltvorrichtungen im Betriebs- oder Laststrompfad vorgesehen, was zu vermehrten Kosten und zu einem erhöhten Platzbedarf für die Schaltvorrichtungen führt.Often both of the above types of switching devices are included in the operating or load current path, resulting in increased cost and space requirements for the switching devices.

Ferner zeigt die Druckschrift DE 100 58 075 A1 eine elektrische Schalteinrichtung für Fehlerstrom-, Überstrom- und Kurzschlussstromschutz mit einem Auslöseelement, das zwei Permanentmagneten umfasst. Die gleichnamigen Pole dieser Magnete sind einander gegenüberliegend angeordnet, während ein magnetischer Kern zwischen den Magneten liegend an einem der beiden Magnete befestigt ist, der wiederum über ein Stößel mit einem Schaltschloss verbunden ist. Zwei Spulen sind konzentrisch um die Magnete herum angeordnet. Die äußere Spule umgibt die innere Spule und ist mit einem Laststrompfad elektrisch leitend verbunden, während die innere Spule mit einem Steuerstrompfad elektrisch leitend verbunden ist. Die Druckschrift FR 2 605 454 A1 beschreibt einen Schaltmechanismus mit einem Schalter, der manuell oder automatisch bewegt werden kann, um einen Laststrompfad zu öffnen. Der Schalter ist mit einem Hebel verbunden, der ein bewegliches elektrisches Kontaktelement umfasst, das in einem geschlossenen Zustand des Laststrompfades an einem stationären Kontaktelement anliegt, während es in der Nähe eines elektromagnetischen Auslöseelements angeordnet ist. Wenn ein Kurzschluss vorliegt, bewegt entweder das Auslöseelement oder ein bi-metallisches Element den Hebel in eine Offenstellung, in der die elektrischen Kontakteelemente voneinander beabstandet angeordnet sind.The publication also shows DE 100 58 075 A1 an electrical switching device for residual current, overcurrent and short-circuit current protection with a tripping element that includes two permanent magnets. The poles of the same name of these magnets are arranged opposite one another, while a magnetic core lying between the magnets is attached to one of the two magnets, which in turn is connected to a switch lock via a plunger. Two coils are placed concentrically around the magnets. The outer coil surrounds the inner coil and is electrically conductively connected to a load current path, while the inner coil is electrically conductively connected to a control current path. The pamphlet FR 2 605 454 A1 describes a switching mechanism with a switch that can be manually or automatically moved to open a load current path. The switch is connected to a lever comprising a movable electrical contact element which, in a closed state of the load current path, abuts a stationary contact element while being arranged in the vicinity of an electromagnetic tripping element. When a short circuit occurs, either the tripping element or a bi-metallic element moves the lever to an open position in which the electrical contact elements are spaced apart.

Um eine Schaltvorrichtung bereitzustellen, die einen preiswerten und einen verringerten Platzbedarf aufweisenden Aufbau von Betriebs- oder Laststrompfaden ermöglicht, kann die Kupplungsvorrichtung mit einem Ankerelement ausgebildet sein, durch das das Unterbrecherelement zumindest in einer Öffnungsrichtung zwangsgeführt bewegbar ist.In order to provide a switching device that enables an inexpensive construction of operating or load current paths that requires less space, the coupling device can be designed with an anchor element, by which the interrupter element can be positively moved at least in an opening direction.

Durch die Verwendung von zwei den Schaltzustand beeinflussenden Betätigungsorganen in eine Schaltvorrichtung sind die Funktionen der im Stand der Technik verwendeten zwei Schaltvorrichtungen in die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung integriert, die sowohl die Funktion der Überlastsicherungsvorrichtung als auch die Funktion des steuerbaren Schalters aufweist. Folglich reicht es aus, anstelle der zwei bekannten Schaltvorrichtungen nur die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung im Betriebs- oder Laststrompfad anzuordnen. Dies spart Materialkosten und Platzbedarf des Betriebs- oder Laststrompfads und erleichtert dessen Aufbau. Die Kupplungseinrichtung dient zur Einleitung der Halte- beziehungsweise Sicherungskräfte und/oder der durch das Betriebsstrommagnetfeld und/oder das Steuermagnetfeld zumindest zum Teil hervorgerufenen Schaltkraft. Durch die Kupplungseinrichtung kann eine in der Öffnungsrichtung verlaufende Öffnungsbewegung zwangsweise in das Unterbrecherelement eingeleitet werden. Die Öffnungszwangsbewegung gewährleistet, dass der Betriebsstrompfad sicher unterbrochen wird, selbst wenn Kontaktelemente des Unterbrecherelements an Gegenkontaktelementen der Schaltvorrichtung haften sollten. Das Ankerelement kann die Öffnungskräfte aufnehmen und an das Unterbrecherelement weiterleiten.By using two actuators influencing the switching state in a switching device, the functions of the two switching devices used in the prior art are integrated in the switching device according to the invention, which has both the function of the overload safety device and the function of the controllable switch. Consequently, it is sufficient to arrange only the switching device according to the invention in the operating or load current path instead of the two known switching devices. This saves material costs and space requirements of the operating or load current path and simplifies its construction. The clutch device is used to introduce the holding or securing forces and/or the shifting force caused at least in part by the operating current magnetic field and/or the control magnetic field. An opening movement running in the opening direction can be forcibly introduced into the interrupter element by the coupling device. The forced opening movement ensures that the operating current path is reliably interrupted, even if contact elements of the interrupter element stick to mating contact elements of the switching device. The anchor element can absorb the opening forces and pass them on to the interrupter element.

Aus der EP 114 231 A1 ist eine Schaltvorrichtung bekannt, bei der im Überlastfall ein Stößel den Lastkreis trennt. Die DE 196 02 118 A1 zeigt ein Schaltgerät mit einem Hilfsmagnetsystem. Die EP 1 113 558 A2 zeigt ein Relay bei dem mit einer Zusatzwicklung ein Strom überwacht wird. Aus der EP 1 962 317 A1 ist ein Schaltgerät mit einem Haltemagneten bekannt.From the EP 114 231 A1 a switching device is known in which a plunger separates the load circuit in the event of an overload. the DE 196 02 118 A1 shows a switching device with an auxiliary magnet system. the EP 1 113 558 A2 shows a relay in which a current is monitored with an additional winding. From the EP 1 962 317 A1 a switching device with a holding magnet is known.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen, die sicherer ist. The object of the invention is to provide a solution that is safer.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, dass die Kupplungseinrichtung ein im Wesentlichen U-förmiges Mitnehmermittel aufweist, und ein unterer, geschlossener Abschnitt des im Wesentlichen U-förmigen Mitnehmermittels als eine Magnetfeldaufnahmeplatte ausgebildet ist, und das Ankerelement in Öffnungsrichtung relativ zum Mitnehmermittel bewegbar gehalten ist.According to the invention, this is achieved in that the coupling device has a substantially U-shaped entrainment means, and a lower, closed section of the substantially U-shaped entrainment means is designed as a magnetic field receiving plate, and the anchor element is held movably in the opening direction relative to the entrainment means.

Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte, beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungsformen und die mit ihnen verbundenen Vorteile wird im Folgenden eingegangen.The solution according to the invention can be further improved by various configurations that are advantageous in and of themselves and can be combined with one another as desired. These embodiments and the advantages associated with them are discussed below.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Schalteinrichtung durch das erste Betätigungsorgan zumindest teilweise von oberhalb eines Grenzbetriebsstroms liegenden Betriebsströmen betätigbar und vom geschlossenen Schaltzustand in den offenen Schaltzustand überführbar ausgestaltet sein.In a first advantageous embodiment, the switching device can be actuated by the first actuating member at least partially by operating currents above a limit operating current and can be configured to be transferrable from the closed switching state to the open switching state.

Die direkte Verwendung des Betriebsstroms zur Änderung des Schaltzustandes macht Steuersignale und diese erzeugende oder verwendende Vorrichtungen zum Schutz der im Betriebsstrompfad angeordneten elektrotechnischen Bauteile vor oberhalb des Grenzbetriebsstroms liegenden Betriebsströmen unnötig. Die Trennung bzw. Unterbrechung des Betriebsstrompfades, beispielsweise bei Erreichen oder Überschreiten des Grenzbetriebsstroms, erfolgt zuverlässig und ist nicht von Schmelzeigenschaften der Schmelzsicherungen oder von Umgebungsparametern, wie etwa der Umgebungstemperatur, abhängig.The direct use of the operating current to change the switching state makes control signals and devices generating or using them for protecting the electrotechnical components arranged in the operating current path from operating currents above the operating current limit unnecessary. The separation or interruption of the operating current path, for example when the operating current limit is reached or exceeded, takes place reliably and is not dependent on the melting properties of the safety fuses or on environmental parameters such as the ambient temperature.

Das erste Betätigungsorgan ist bevorzugt Teil einer Überlastsicherungsvorrichtung der Schaltvorrichtung.The first actuator is preferably part of an overload safety device of the switching device.

Das erste Betätigungsorgan kann einen Abschnitt des Betriebsstrompfades aufweisen, der zumindest teilweise gewunden ausgeformt ist. Der gewundene Abschnitt des vom Betriebsstrom durchflossenen Betriebsstrompfades kann ein Magnetfeld hervorrufen, dessen Stärke proportional zur Höhe des Betriebsstroms ist. Die Schaltvorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass das Magnetfeld den Schaltzustand beeinflusst bzw. ändert, beispielsweise wenn der Betriebsstrom den Grenzbetriebsstrom erreicht oder überschreitet.The first actuating element can have a section of the operating current path which is formed at least partially in a tortuous manner. The winding section of the operating current path through which the operating current flows can generate a magnetic field whose strength is proportional to the level of the operating current. The switching device can be designed in such a way that the magnetic field influences or changes the switching state, for example when the operating current reaches or exceeds the limit operating current.

Aufgrund der direkten Beziehung zwischen der Magnetfeldstärke und der Betriebsstromhöhe wird der Schaltzustand bei Erreichen oder Überschreiten des Grenzbetriebsstroms zuverlässig und ohne Einfluss externer Faktoren geändert.Due to the direct relationship between the magnetic field strength and the operating current level, the switching state is changed reliably and without the influence of external factors when the operating current limit is reached or exceeded.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Schalteinrichtung durch das zweite Betätigungsorgan zumindest teilweise von einem Steuerstrom betätigbar und vom geschlossenen Schaltzustand in den offenen Schaltzustand überführbar ausgestaltet sein.In a further advantageous embodiment, the switching device can be configured such that it can be actuated at least partially by a control current by the second actuating element and can be converted from the closed switching state into the open switching state.

Auch der Steuerstrom kann ein Magnetfeld, insbesondere ein Steuermagnetfeld, hervorrufen, das den Schaltzustand beeinflussen oder ändern kann. Hierdurch ergibt sich wie beim Magnetfeld des ersten Betätigungsorgans die oben genannte Unabhängigkeit von externen Faktoren, wie etwa der Umgebungstemperatur. Da der Steuerstrom unabhängig vom Betriebsstrom sein kann, kann der Schaltzustand der Schaltvorrichtung bedarfsgerecht geändert und insbesondere der Betriebsstrompfad unterbrochen werden.The control current can also produce a magnetic field, in particular a control magnetic field, which can influence or change the switching state. As with the magnetic field of the first actuating element, this results in the aforementioned independence from external factors, such as the ambient temperature. Since the control current can be independent of the operating current, the switching state of the switching device can be changed as required and, in particular, the operating current path can be interrupted.

Der Steuerstrom kann unabhängig vom Betriebsstrom einstellbar und der Steuerstrom- und der Betriebsstrompfad können voneinander getrennt den jeweiligen Strom leiten, gegebenenfalls von einer gemeinsamen Energiequelle zu einer gemeinsamen Energiesenke.The control current can be set independently of the operating current, and the control current path and the operating current path can conduct the respective current separately from one another, possibly from a common energy source to a common energy sink.

Zum Erzeugen des Steuermagnetfeldes kann das zweite Betätigungsorgan einen zumindest teilweise gewunden ausgeformten Abschnitt des Steuerstrompfades aufweisen. Insbesondere kann der gewunden ausgeformte Abschnitt des Steuerstrompfades als eine Spule ausgebildet sein, deren Windungen parallel zu einer Windungs- oder Schlaufenebene und um eine zentrale Windungsachse verlaufen.In order to generate the control magnetic field, the second actuating element can have a section of the control current path that is formed at least partially in a twisted manner. In particular, the wound section of the control current path can be designed as a coil, the windings of which run parallel to a winding or loop plane and around a central winding axis.

Um die Schaltvorrichtung besonders kompakt aufbauen zu können, kann das zweite Betätigungsorgan zumindest abschnittweise im ersten Betätigungsorgan angeordnet und insbesondere vom gewundenen Abschnitt des Betriebsstrompfades umgeben sein. Dabei können sowohl der gewundene Abschnitt des Betriebsstrompfades als auch der gewunden ausgeformte Abschnitt des Steuerstrompfades parallel zur Windungs- bzw. Schlaufenebene gewunden sein.In order to be able to construct the switching device in a particularly compact manner, the second actuating element can be arranged at least in sections in the first actuating element and, in particular, be surrounded by the winding section of the operating current path. Both the winding section of the operating current path and the winding section of the control current path can be wound parallel to the winding or loop plane.

Um eine Änderung des Schaltzustandes sowohl durch den Steuerstrom als auch durch den Betriebsstrom zu gewährleisten, können die Stromrichtungen in den gewundenen Abschnitten des Steuerstrom- und des Betriebsstrompfades gleichartig und insbesondere parallel ausgerichtet sein. Folglich können auch das Betriebsstrom- und das Steuermagnetfeld gleich ausgerichtet sein.In order to ensure a change in the switching state both by the control current and by the operating current, the current directions in the winding sections of the control current path and the operating current path can be aligned in the same way and, in particular, in parallel. Consequently, the operating current and the control magnetic field can also be aligned in the same way.

Die Schalteinrichtung kann also zumindest teilweise durch das von den zu hohen Betriebsströmen hervorgerufene Betriebsstrommagnetfeld betätigbar sein. Hierzu kann eine die Schalteinrichtung vom geschlossenen in den offenen Schaltzustand überführende mechanische Schaltkraft durch das Betriebsstrommagnetfeld und/oder das Steuermagnetfeld erzeugt werden. Der direkte Zusammenhang zwischen Betriebsstrom bzw. Steuerstrom und den dadurch hervorgerufenen Magnetfeldern ergibt einen direkten und einfachen Zusammenhang zwischen den Strömen und den Schaltkräften, die auf das Unterbrecherelement wirken. Folglich kann die Schaltvorrichtung in besonders einfacher Weise dimensioniert werden, ohne dass externe Faktoren, wie beispielsweise die Umgebungstemperatur, einen nennenswerten Einfluss nehmen. Das durch den Steuerstrom hervorgerufene Steuermagnetfeld kann zusätzlich oder alternativ zum Betriebsstrompfad die mechanische Schaltkraft erzeugen.The switching device can therefore be actuated at least partially by the operating current magnetic field caused by the excessively high operating currents. For this purpose, a mechanical switching force that transfers the switching device from the closed to the open switching state can be generated by the operating current magnetic field and/or the control magnetic field. The direct relationship between the operating current or control current and the resulting magnetic fields results in a direct and simple relationship between the currents and the switching forces that act on the interrupter element. Consequently, the switching device can be dimensioned in a particularly simple manner without external factors, such as the ambient temperature, having a significant influence. The control magnetic field caused by the control current can generate the mechanical switching force in addition or as an alternative to the operating current path.

Damit die Schalteinrichtung nicht nur einen sicheren geschlossenen, sondern auch einen sicheren offenen Schaltzustand gewährleisten kann, kann sie bistabil ausgebildet sein. Die Haltevorrichtung kann also neben dem wenigstens einen Haltemagneten noch ein Sicherungselement aufweisen, durch dessen Sicherungskräfte die Schalteinrichtung im offenen Schaltzustand gehalten ist.So that the switching device can ensure not only a securely closed but also a securely open switching state, it can be designed as bistable. In addition to the at least one holding magnet, the holding device can therefore also have a securing element, by the securing forces of which the switching device is held in the open switching state.

Zur weiteren Vereinfachung des mechanischen Aufbaus der Schaltvorrichtung kann das Sicherungselement als ein Federelement ausgestaltet sein, das im geschlossenen Schaltzustand stärker vorgespannt ist als im offenen Schaltzustand. Die als elastische Federkraft erzeugte Sicherungskraft des Federelements kann zusammen mit der Kraft des Betriebsstrommagnetfeldes und/oder des Steuermagnetfeldes zur Schaltkraft oder Öffnungskraft beitragen. Die Feder und ein darunter liegender Kontaktraum können so dimensioniert sein, dass der Federhub Kontaktabstände gewährleistet, die ein Abschalten von Strömen im Kiloamperebereich bei Spannungen von bis zu 400V ermöglichen.To further simplify the mechanical structure of the switching device, the securing element can be designed as a spring element which is more strongly prestressed in the closed switching state than in the open switching state. The securing force of the spring element generated as an elastic spring force can contribute to the switching force or opening force together with the force of the operating current magnetic field and/or the control magnetic field. The spring and a contact space underneath can be dimensioned in such a way that the spring stroke ensures contact gaps that enable currents in the kiloampere range to be switched off at voltages of up to 400V.

Um die Schaltvorrichtung einfach in den Betriebsstrompfad integrieren zu können, kann die Schaltvorrichtung einen Abschnitt des Betriebsstrompfads umfassen, der das Betriebsstrommagnetfeld hervorruft. Beispielsweise kann die Schaltvorrichtung einen elektrischen Leiter aufweisen, dessen Enden Anschlusselemente der Schaltvorrichtung ausbilden können. Über die Anschlusselemente kann die Schaltvorrichtung in den Betriebsstrompfad eingebunden werden, sodass sie in Reihe mit den zu schützenden Bauteilen geschaltet ist.In order to be able to easily integrate the switching device into the operating current path, the switching device can include a section of the operating current path that produces the operating current magnetic field. For example, the switching device can have an electrical conductor, the ends of which can form connection elements of the switching device. The switching device can be integrated into the operating current path via the connection elements, so that it is connected in series with the components to be protected.

Der durch die Schaltvorrichtung verlaufende Teil des Betriebsstrompfads kann das erste Betätigungselement und insbesondere den zumindest teilweise gewunden ausgeformten Abschnitt umfassen, der durch den Leiter ausgebildet sein kann. Der gewundene Abschnitt kann so ausgebildet sein, dass er das die Schaltkräfte zumindest teilweise hervorrufende Betriebsstrommagnetfeld erzeugt, wenn der Leiter vom Betriebsstrom durchflossen ist. Das vom gewunden ausgeformten Abschnitt hervorgerufene Betriebsstrommagnetfeld kann insbesondere auf die Schalteinrichtung wirken und sie aus einer geschlossenen Position in Richtung einer offenen Position ziehen, wenn der Betriebsstrom bei oder oberhalb des Grenzbetriebsstroms liegt. Eine vergleichbare Funktion kann das zweite Betätigungselement haben, wenn der Steuerstrom eine vorgegebene Stärke aufweist oder überschreitet.The part of the operating current path running through the switching device can comprise the first actuating element and in particular the at least partially twisted section which can be formed by the conductor. The coiled section can be designed in such a way that it generates the operating current magnetic field that at least partially produces the switching forces when the operating current flows through the conductor. In particular, the operating current magnetic field created by the tortuous shaped portion may act on the switching device and pull it from a closed position toward an open position when the operating current is at or above the limit operating current. The second actuating element can have a comparable function if the control current has or exceeds a predetermined strength.

Im geschlossenen Schaltzustand kann die Schalteinrichtung in der geschlossenen Position angeordnet sein. Im geschlossenen Schaltzustand kann die Schalteinrichtung in der geschlossenen Position angeordnet sein. Im offenen Schaltzustand kann die Schalteinrichtung in der offenen Position angeordnet sein. Die offene Position kann in einer Öffnungsrichtung hinter der geschlossenen Position liegen.In the closed switching state, the switching device can be arranged in the closed position. In the closed switching state, the switching device can be arranged in the closed position. In the open switching state, the switching device can be arranged in the open position. The open position may be behind the closed position in an opening direction.

Der gewundene Abschnitt des Betriebs- und/oder des Steuerstrompfades kann beispielsweise als eine Schlaufe oder Spule ausgebildet sein, deren Windungen sich parallel zur Schlaufen- oder Spulen- beziehungsweise Windungsebene erstrecken. Bei entsprechender Dimensionierung der Schaltvorrichtung und wenn der Grenzbetriebsstrom bzw. der Steuerstrom hoch genug liegt, kann es jedoch ausreichen, wenn zumindest einer der gewundenen Abschnitte nur eine Windung oder nur einen Teil einer Windung ausbildet. Zum Beispiel kann es ausreichen, wenn der gewundene Abschnitt eine halbe oder eine dreiviertel Windung ausbildet und beispielsweise U-förmig ausgeformt und in der Windungsebene verlaufend angeordnet ist. Alternativ können das erste und/oder das zweite Betätigungsorgan spulenförmig und mit mehreren Windungen ausgebildet sein.The winding section of the operating and/or the control current path can be designed, for example, as a loop or coil, the turns of which extend parallel to the plane of the loop or coil or turn. With appropriate dimensioning of the switching device and if the limit operating current or the control current is high enough, it can be sufficient if at least one of the wound sections forms only one turn or only part of a turn. For example, it can be sufficient if the coiled section forms half or three-quarters of a coil and is formed, for example, in a U-shape and is arranged to run in the plane of the coil. Alternatively, the first and/or the second actuating element can be designed in the form of a coil and with a plurality of turns.

Die Schalteinrichtung kann mit einem mechanischen Unterbrecherelement ausgeformt sein, das im geschlossenen Schaltzustand beispielsweise eine Lücke im Betriebsstrompfad beziehungsweise im elektrischen Leiter der Schaltvorrichtung überbrückend schließen kann, sodass der Betriebsstrom durch das Unterbrecherelement und die Schaltvorrichtung fließen kann. In diesem geschlossenen Schaltzustand, in dem das Unterbrecherelement in seiner geschlossenen Position angeordnet ist, kann das Unterbrecherelement von betriebsunabhängigen und insbesondere von dem wenigstens einen Haltemagneten erzeugten Haltekräften in seiner geschlossenen Position gehalten werden. Die betriebsunabhängigen Haltekräfte gewährleisten also, dass sich der geschlossene Schaltzustand der Schaltvorrichtung nicht ohne Weiteres ändert. Die Haltekräfte können alternativ federelastische Kräfte und der wenigstens eine Haltemagnet ein Elektro- oder ein Permanentmagnet sein.The switching device can be formed with a mechanical interrupter element which, in the closed switching state, can, for example, bridge a gap in the operating current path or in the electrical conductor of the switching device, so that the operating current can flow through the interrupter element and the switching device. In this closed switching state, in which the interrupter element is arranged in its closed position, the interrupter element can be held in its closed position by holding forces that are independent of operation and generated in particular by the at least one holding magnet. The holding forces, which are independent of operation, thus ensure that the closed switching state of the switching device does not change easily. Alternatively, the holding forces can be resilient forces and the at least one holding magnet can be an electromagnet or a permanent magnet.

Erreichen der Betriebsstrom den Grenzbetriebsstrom und/oder der Laststrom die vorgegebene Stärke, so können das Betriebsstrommagnetfeld und/oder das Steuermagnetfeld einzeln oder gemeinsam eine Stärke erreichen, die zumindest zum Teil und womöglich zusammen mit der elastischen Sicherungskraft ausreicht, um die Schaltvorrichtung aus dem geschlossenen Schaltzustand zu holen. Nach Verlassen des geschlossenen Schaltzustands kann sich die Schaltvorrichtung in einem zwischen den Betriebs- und dem offenen Schaltzustand liegenden instabilen dynamischen Zustand befinden. In einem solchen dynamischen Zustand kann das Unterbrecherelement den geschlossenen Schaltzustand verlassen haben und in den offenen Schaltzustand wechseln. Im offenen Schaltzustand kann das Unterbrecherelement in seiner offenen Position angeordnet sein, wobei die offene Position von der geschlossenen Position in einer Öffnungsrichtung beabstandet liegen kann. Auch der offene Schaltzustand kann ein stabiler Zustand sein, der von betriebsunabhängigen Haltekräften gehalten ist. Auch die Haltekräfte zur Gewährleistung des offenen Schaltzustandes können magnetische oder federelastische Kräfte sein. Insbesondere kann die Haltekraft zur Stabilisierung des offenen Schaltzustandes die federelastische Kraft des Sicherungselements sein.If the operating current reaches the operating current limit and/or the load current reaches the specified strength, the operating current magnetic field and/or the control magnetic field can individually or jointly reach a strength that is sufficient, at least in part and possibly together with the elastic securing force, to move the switching device from the closed switching state pick up. After leaving the closed switching state, the switching device can be in an unstable dynamic state lying between the operating and the open switching state. In such a dynamic state, the interrupter element can have left the closed switching state and switch to the open switching state. In the open switching state, the interrupter element can be arranged in its open position, wherein the open position can be spaced from the closed position in an opening direction. The open switching state can also be a stable state that is held by holding forces that are independent of operation. The holding forces to ensure the open switching state can also be magnetic or spring-elastic forces. In particular, the holding force for stabilizing the open switching state can be the resilient force of the securing element.

Zur Unterbrechung des Betriebsstrompfades ist zumindest die magnetische Haltekraft zu überwinden. Im geschlossenen Schaltzustand kann die federelastische Sicherungskraft geringer sein als die magnetische Haltekraft, sodass das Unterbrecherelement in seiner geschlossenen Position gehalten ist. Erreicht der Betriebsstrom den Grenzbetriebsstrom und/oder der Laststrom die vorgegebene Stärke, so kann das Unterbrecherelement in Öffnungsrichtung bewegt werden, da das durch den Betriebsstrom hervorgerufene Betriebsstrommagnetfeld und/oder das Steuermagnetfeld, womöglich in Kombination mit der hierzu gleich ausgerichteten Sicherungskraft zur Sicherung des offenen Schaltzustandes, Kräfte hervorrufen, die größer sind als die magnetische Haltekraft. Auch durch den Betriebsstrom selbst hervorgerufene Haltekräfte, in Kombination mit den magnetischen Haltekräften, können durch die Öffnungskraft überwunden werden. Die Schalt- oder Öffnungskraft kann also wenigstens teilweise durch die federelastische Sicherungskraft und insbesondere durch eine Kombination dieser Federkraft mit der magnetischen und durch das Betriebsstrommagnetfeld und/oder durch das Steuermagnetfeld hervorgerufenen Kraft ausgebildet sein.To interrupt the operating current path, at least the magnetic holding force must be overcome. In the closed switching state, the spring-elastic securing force can be less than the magnetic holding force, so that the interrupter element is held in its closed position. If the operating current reaches the operating current limit and/or the load current reaches the specified level, the interrupter element can be moved in the opening direction, since the operating current magnetic field and/or the control magnetic field caused by the operating current, possibly in combination with the securing force aligned in the same way to secure the open switching state , cause forces that are greater than the magnetic holding force. Holding forces caused by the operating current itself, in combination with the magnetic holding forces, can also be overcome by the opening force. The switching or opening force can therefore be formed at least partially by the spring-elastic securing force and in particular by a combination of this spring force with the magnetic force caused by the operating current magnetic field and/or the control magnetic field.

Durch die Bewegung des Unterbrecherelements in Richtung auf seine Sicherungsposition zu kann der Betriebsstrompfad unterbrochen werden und der Betriebsstrom zusammenbrechen. Ferner nimmt die Stärke des Haltekraftmagnetfelds mit steigendem Abstand schnell ab, sodass die federelastische Sicherungskraft ausreicht, den dynamischen Zustand der Schaltvorrichtung in den offenen Schaltzustand zu überführen. Alternativ oder zusätzlich zur Federkraft kann auch die durch das Steuermagnetfeld erzeugte mechanische Kraft zur Schalt- oder Öffnungskraft beitragen und den dynamischen Zustand in den offenen Schaltzustand mit überführen.The movement of the interrupting element towards its safety position can interrupt the operating current path and collapse the operating current. Furthermore, the strength of the holding force magnetic field decreases rapidly as the distance increases, so that the spring-elastic securing force is sufficient to convert the dynamic state of the switching device into the open switching state. As an alternative or in addition to the spring force, the mechanical force generated by the control magnetic field can also contribute to the switching or opening force and also convert the dynamic state into the open switching state.

Die den geschlossenen Schaltzustand sichernde Haltekraft kann direkt in das Ankerelement eingeleitet werden. Beispielsweise kann der wenigstens eine Haltemagnet das Ankerelement im geschlossenen Schaltzustand anziehen und so dessen Lage in der geschlossenen Position sichern. Um die Sicherung der geschlossenen Position zu gewährleisten und den Übergang in den offenen Schaltzustand zu ermöglichen, kann das Ankerelement im geschlossenen Schaltzustand näher am Haltemagneten angeordnet sein als im offenen Schaltzustand. Insbesondere kann der Haltemagnet im geschlossenen Schaltzustand am Ankerelement anliegen, damit dessen Haltekräfte maximal wirken. Im offenen Schaltzustand kann der Abstand zwischen dem wenigstens einen Haltemagneten und dem Ankerelement größer sein und die Wirkung des Haltemagneten auf den Anker folglich wesentlich geringer, sodass der Haltemagnet den offenen Schaltzustand nur geringfügig oder sogar vernachlässigbar beeinflusst.The holding force that secures the closed switching state can be introduced directly into the anchor element. For example, the at least one holding magnet can attract the armature element in the closed switching state and thus secure its position in the closed position. In order to ensure that the closed position is secured and to enable the transition to the open switching state, the armature element can be arranged closer to the holding magnet in the closed switching state than in the open switching state. In particular, the holding magnet can rest against the armature element in the closed switching state, so that its holding forces have a maximum effect. In the open switching state, the distance between the at least one holding magnet and the armature element can be larger and the effect of the holding magnet on the armature consequently much lower, so that the holding magnet only slightly or even negligibly influences the open switching state.

Die Kupplungseinrichtung kann ein Mitnehmermittel aufweisen, das die Öffnungsbewegung an das Ankerelement überträgt beziehungsweise in dieses einleitet. Das Betriebsstrommagnetfeld kann eine auf das Mitnehmermittel wirkende und in Öffnungsrichtung weisende Öffnungskraft erzeugen, welche die Öffnungsbewegung hervorruft. Auf das Mitnehmermittel können die durch das Betriebsstrommagnetfeld hervorgerufenen Öffnungskräfte wirken, sodass das bewegungsübertragend mit dem Ankerelement verbundene Unterbrecherelement dem Betriebsstrommagnetfeld weniger ausgesetzt ist und daher unabhängig von der Wechselwirkung mit dem Betriebsstrommagnetfeld ausgestaltet und betrieben werden kann.The coupling device can have a driver which transmits the opening movement to the anchor element or introduces it into it. The operating current magnetic field can generate an opening force which acts on the driver means and points in the opening direction and which causes the opening movement. The opening forces caused by the operating current magnetic field can act on the driver means, so that the interrupter element, which is connected to the anchor element in a movement-transmitting manner, is less exposed to the operating current magnetic field and can therefore be designed and operated independently of the interaction with the operating current magnetic field.

Das Mitnehmermittel kann ein Mitnehmerorgan aufweisen, wobei das Ankerelement durch das Mitnehmerorgan mit dem Mitnehmermittel bewegungsübertragend zwangsgeführt gekoppelt ist. Dabei kann die zwangsgeführte Bewegung insbesondere in der Öffnungsrichtung verlaufen. Das Mitnehmerorgan kann als ein Vorsprung oder ein Kragen des Mitnehmermittels ausgebildet und in Öffnungsrichtung vor dem Ankerelement angeordnet sein, wobei es das Ankerelement zumindest abschnittsweise überlappen kann. In Öffnungsrichtung kann das Ankerelement das Mitnehmermittel also zumindest teilweise verdecken.The entrainment means can have an entrainment element, the anchor element being positively coupled to the entrainment means in a movement-transmitting manner by the entrainment element. The forced movement can esp special run in the opening direction. The driver element can be designed as a projection or a collar of the driver means and can be arranged in front of the anchor element in the opening direction, whereby it can overlap the anchor element at least in sections. The anchor element can therefore at least partially cover the driver means in the opening direction.

Um das Ankerelement möglichst gleichförmig in Richtung auf die offene Position ziehen zu können, kann das Mitnehmermittel wenigstens zwei Mitnehmerorgane aufweisen, die jeweils eines von mindestens zwei voneinander weg weisende Enden des Ankerelements überlappen. Dabei können die Mitnehmerorgane aufeinander zu weisende Vorsprünge oder Mitnehmerlippen des Mitnehmermittels sein.In order to be able to pull the anchor element as uniformly as possible in the direction of the open position, the driver means can have at least two driver elements which each overlap one of at least two ends of the anchor element pointing away from one another. The entrainment elements can be projections or entrainment lips of the entrainment means pointing towards one another.

Das Mitnehmermittel kann beispielsweise U-förmig oder krallenförmig ausgestaltet sein, wobei ein offenes Ende des Mitnehmermittels vom gewundenen Abschnitt des Leiters weg weisen kann. Ein geschlossenes Ende des U-förmigen oder krallenförmigen Mitnehmermittels kann als eine Magnetfeldaufnahmeplatte ausgebildet sein, die nah am gewundenen Abschnitt angeordnet und effektiv durch das Betriebsstrommagnetfeld und/oder das Steuermagnetfeld in Öffnungsrichtung gezogen wird.The entrainment means can, for example, be U-shaped or claw-shaped, with an open end of the entrainment means being able to point away from the coiled section of the conductor. A closed end of the U-shaped or claw-shaped cam means may be formed as a magnetic field receiving plate placed close to the wound portion and effectively pulled in the opening direction by the operating current magnetic field and/or the control magnetic field.

Das offene Ende des U-förmigen oder krallenförmigen Mitnehmermittels kann vom Mitnehmerorgan quer zur Öffnungsrichtung umgeben oder begrenzt sein, wobei die vom Mitnehmerorgan begrenzte Öffnung kleiner als das Ankerelement quer zur Öffnungsrichtung bemessen sein kann. Hierdurch ist ein Herausrutschen des Ankerelements aus dem Mitnehmermittel entgegen der Öffnungsrichtung verhindert.The open end of the U-shaped or claw-shaped entrainment means can be surrounded or limited by the entrainment element transversely to the opening direction, wherein the opening delimited by the entrainment element can be dimensioned smaller than the anchor element transversely to the opening direction. This prevents the anchor element from slipping out of the driver means counter to the opening direction.

Das Mitnehmermittel kann die Öffnungskraft zunächst auf das Ankerelement leiten. Das Ankerelement kann also durch das Mitnehmermittel in Öffnungsrichtung zwangsbewegt werden. Zur Erreichung des stabilen offenen Schaltzustandes kann es jedoch vorteilhaft sein, wenn das Ankerelement in Öffnungsrichtung relativ zum Mitnehmermittel bewegbar gehalten ist. So kann nämlich die federelastische Sicherungskraft das Ankerelement in Öffnungsrichtung bewegen, sobald die Haltekraft überwunden ist. Hierdurch kann das Ankerelement von dem wenigstens einem Haltemagneten, der die magnetische Haltekraft erzeugt, in Öffnungsrichtung weg und in dessen offene Position bewegt werden, nachdem das Ankerelement zumindest teilweise durch das Mitnehmermittel in den dynamischen Zustand überführt worden ist.The driver means can initially direct the opening force to the anchor element. The anchor element can therefore be forced to move in the opening direction by the driver means. In order to achieve the stable open switching state, however, it can be advantageous if the armature element is held so that it can move in the opening direction relative to the driver means. This is because the resilient securing force can move the anchor element in the opening direction as soon as the holding force has been overcome. As a result, the armature element can be moved away from the at least one holding magnet, which generates the magnetic holding force, in the opening direction and into its open position after the armature element has been at least partially converted into the dynamic state by the driver means.

Da das Ankerelement in Öffnungsrichtung relativ zum Mitnehmermittel beweglich ist, kann der Abstand zwischen der geschlossenen und der offenen Position des Ankerelements größer sein als der Abstand zwischen der geschlossenen und der offenen Position des Mitnehmermittels. Selbst kleine Bewegungen des Mitnehmermittels aus seiner geschlossenen Position heraus können also vergleichsweise große Bewegungen des Ankerelements und folglich auch des Unterbrecherelements hervorrufen. Daher kann das Mitnehmermittel in Öffnungsrichtung nahe an zumindest einem der gewundenen Abschnitte oder an einem das Betriebsstrommagnetfeld und/oder das Steuermagnetfeld leitenden Magnetfeldleiter angeordnet sein, sodass das Betriebsstrommagnetfeld und/oder das Steuermagnetfeld effektiv mit dem Mitnehmermittel interagieren können. Dabei kann das Ankerelement durch dessen größeren Bewegungsspielraum in Öffnungsrichtung weit genug aus seiner geschlossenen Position bewegt werden, damit der Betriebsstrompfad sicher unterbrochen und das Ankerelement weit genug vom Haltemagneten weg bewegt werden kann.Since the anchor element is movable in the opening direction relative to the entrainment means, the distance between the closed and the open position of the anchor element can be greater than the distance between the closed and the open position of the entrainment means. Even small movements of the entraining means from its closed position can therefore cause comparatively large movements of the anchor element and consequently also of the interrupter element. Therefore, in the opening direction, the entrainment means can be arranged close to at least one of the winding sections or to a magnetic field conductor conducting the operating current magnetic field and/or the control magnetic field, so that the operating current magnetic field and/or the control magnetic field can interact effectively with the entrainment means. The armature element can be moved far enough from its closed position due to its greater freedom of movement in the opening direction so that the operating current path can be safely interrupted and the armature element can be moved far enough away from the holding magnet.

Auf das Ankerelement können sowohl die das Unterbrecherelement im geschlossenen Schaltzustand als auch im offenen Schaltzustand haltenden Halte- beziehungsweise Sicherungskräfte einwirken. Durch diese einfache Ausgestaltung ist sichergestellt, dass die Halte- beziehungsweise Sicherungskräfte nur auf ein einzelnes Element der Schaltvorrichtung, nämlich auf das Ankerelement, wirken und daher einfach dimensioniert werden können.Both the holding or securing forces holding the interrupter element in the closed switching state and in the open switching state can act on the anchor element. This simple configuration ensures that the holding or securing forces act only on a single element of the switching device, namely on the anchor element, and can therefore be easily dimensioned.

Der wenigstens eine Haltemagnet und auch das Federelement können an der Halteeinrichtung gelagert sein, wobei die Halteeinrichtung ortsfest in der Schaltvorrichtung vorgesehen sein kann. Ferner kann die Halteeinrichtung ein Führungsorgan aufweisen, durch welches die Öffnungskraft vom Anker zum Unterbrecherelement geführt sein kann. Das Führungsorgan kann beispielsweise eine Führungshülse umfassen, die eine Halteachse oder Haltestange führt. Ein Ende der Halteachse kann am Anker fixiert sein. Ein anderes Ende der Halteachse kann die in Öffnungsrichtung weisende Öffnungskraft in das Unterbrecherelement einleiten. Beispielsweise kann das vom Ankerelement weg weisende Ende der Halteachse bzw. -stange in Öffnungsrichtung vor einem Kontaktelementträger des Unterbrecherelements angeordnet sein und diesen überlappen. Wird der Anker durch das Betriebsstrommagnetfeld nun in Öffnungsrichtung bewegt, kann das vom Ankerelement weg weisende Ende der Halteachse oder -stange an einer entgegen der Öffnungsrichtung weisenden Seite des Kontaktelementträgers anliegen und hier die Öffnungskraft direkt einleiten.The at least one holding magnet and also the spring element can be mounted on the holding device, it being possible for the holding device to be provided in a stationary manner in the switching device. Furthermore, the holding device can have a guide element, through which the opening force can be guided from the armature to the interrupter element. The guide element can, for example, comprise a guide sleeve which guides a holding axle or holding rod. One end of the support axle can be fixed to the anchor. Another end of the holding axle can introduce the opening force pointing in the opening direction into the interrupter element. For example, the end of the holding axle or holding rod pointing away from the anchor element can be arranged in front of a contact element carrier of the interrupter element in the opening direction and overlap it. If the armature is now moved in the opening direction by the operating current magnetic field, the end of the retaining axle or rod pointing away from the armature element can bear against a side of the contact element carrier pointing opposite to the opening direction and initiate the opening force directly here.

Da die Kontaktelemente oder die Gegenkontaktelemente des Unterbrecherelements bzw. der Schaltvorrichtung von einer vorgegebenen Idealgeometrie abweichen können, kann eine direkte Zwangsführung des Unterbrecherelements entgegen der Öffnungsrichtung dazu führen, dass die Kontaktelemente die Gegenkontaktelemente nicht optimal kontaktieren. Folglich kann die Verbindung der Halteachse oder -stange entgegen der Öffnungsrichtung federelastisch ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Halteachse oder -stange über eine Überhubfeder mit dem Unterbrecherelement und insbesondere mit dem Kontaktelementträger verbunden sein. Durch die Überhubfeder werden die Kontakte gegen die Gegenkontakte gedrückt, auch wenn sich die Geometrie der Kontakte, beispielsweise durch Abbrand, verändert haben sollte. Liegen die Kontakte nicht an den Gegenkontakten an, beispielsweise im offenen Schaltzustand, kann das vom Ankerelement weg weisende Ende der Halteachse oder -stange als ein Anschlag für das Unterbrecherelement dienen, gegen den die Überhubfeder den Kontaktelementträger drückt. Der Kontaktelementträger kann so zumindest im offenen Schaltzustand vorpositioniert sein, damit die Kontakte bei einem Schließen der Lücke des Leiters gut zu den Gegenkontakten angeordnet sind.Since the contact elements or the mating contact elements of the interrupter element or the switching device can deviate from a predetermined ideal geometry, direct forced guidance of the interrupter element counter to the opening direction can result in the contact elements not optimally contacting the mating contact elements. Consequently, the connection of the holding axle or holding rod can be designed to be spring-elastic counter to the opening direction. For example, the holding axle or holding rod can be connected to the interrupter element and in particular to the contact element carrier via an overtravel spring. The contacts are pressed against the mating contacts by the overtravel spring, even if the geometry of the contacts has changed, for example due to erosion. If the contacts do not lie against the mating contacts, for example in the open switching state, the end of the retaining axle or rod pointing away from the armature element can serve as a stop for the interrupter element, against which the overtravel spring presses the contact element carrier. The contact element carrier can thus be pre-positioned at least in the open switching state, so that the contacts are well arranged relative to the mating contacts when the gap in the conductor is closed.

Um das Betriebsstrommagnetfeld und/oder das Steuermagnetfeld möglichst effizient in die Kopplungseinrichtung und insbesondere in das Mitnehmermittel einleiten zu können, kann die Schalteinrichtung mit dem Magnetfeldleiter ausgebildet sein, der das durch den Betriebsstrom und/oder den Steuerstrom hervorgerufene Magnetfeld zumindest teilweise entgegen der Öffnungsrichtung leitet.In order to be able to introduce the operating current magnetic field and/or the control magnetic field as efficiently as possible into the coupling device and in particular into the driver means, the switching device can be designed with the magnetic field conductor, which at least partially conducts the magnetic field caused by the operating current and/or the control current in the opposite direction to the opening direction.

Der Magnetfeldleiter kann ein Kernelement aufweisen, um das zumindest einer oder beide der gewundenen Abschnitte des Betriebsstrompfades bzw. des Steuerstrompfades zumindest teilweise herumgewunden ist. Das Kernelement kann das Magnetfeld entgegen der Öffnungsrichtung effektiver leiten als beispielsweise Luft. Beispielsweise kann das Kemelement T-förmig ausgebildet und in etwa entlang einer zentralen Achse oder der Windungsachse, die parallel zur Öffnungsrichtung verlaufen kann, zumindest eines der gewundenen Abschnitte angeordnet sein. Die als gewundene Abschnitte ausgestalteten Betätigungsorgane können eine gemeinsame zentrale Achse aufweisen.The magnetic field conductor can have a core element around which at least one or both of the winding sections of the operating current path or the control current path is at least partially wound. The core element can conduct the magnetic field against the opening direction more effectively than, for example, air. For example, the core element can be T-shaped and at least one of the wound sections can be arranged approximately along a central axis or the winding axis, which can run parallel to the opening direction. The actuators configured as serpentine sections may have a common central axis.

Sich von einem entlang der Öffnungsrichtung verlaufenden Abschnitt des Kernelements weg erstreckende Teile des Kemelements können quer zur Öffnungsrichtung verlaufend eine Magnetfeldabgabeplatte ausbilden. Die Magnetfeldabgabeplatte und die Magnetfeldaufnahmeplatte des Mitnehmermittels können im geschlossenen Schaltzustand und in Öffnungsrichtung soweit voneinander beabstandet angeordnet sein, dass auf das Mitnehmermittel wirkende Steuer- und/oder Betriebsstrommagnetfeldkräfte womöglich in Kombination mit den federelastischen Sicherungskräften bei Erreichen des Grenzbetriebsstroms bzw. des vorgegebenen Steuer- oder Auslösestroms größer sind als zumindest die magnetische Haltekraft, die im geschlossenen Schaltzustand auf das Ankerelement wirkt, d.h. durch Einstellen des Abstands von Magnetfeldabgabeplatte und Mitnehmermittel können der Grenzstrom und/oder der vorgegebene Steuer- oder Auslösestrom voreingestellt werden.Parts of the core element extending away from a portion of the core element running along the opening direction can form a magnetic field emission plate running transversely to the opening direction. In the closed switching state and in the opening direction, the magnetic field emission plate and the magnetic field receiving plate of the entrainment means can be spaced far enough apart that control and/or operating current magnetic field forces acting on the entrainment means, possibly in combination with the spring-elastic securing forces when the limit operating current or the specified control or tripping current is reached are greater than at least the magnetic holding force that acts on the armature element in the closed switching state, i.e. the limit current and/or the specified control or tripping current can be preset by adjusting the distance between the magnetic field emission plate and the driver means.

Ferner kann der Abstand zwischen den Platten so groß sein, dass das Mitnehmermittel spätestens bei Erreichen des Kemelements das Ankerelement so weit von den Haltemagneten entfernt hat, dass deren auf das Ankerelement wirkende magnetische Haltekräfte geringer sind als die federelastischen Kräfte des Federelements allein oder in Kombination mit der durch das Steuermagnetfeld hervorgerufenen Öffnungskraft.Furthermore, the distance between the plates can be so great that the entrainment means, at the latest when it reaches the core element, has removed the armature element so far from the holding magnets that their magnetic holding forces acting on the armature element are lower than the spring-elastic forces of the spring element alone or in combination with the opening force caused by the control magnetic field.

Zur weiteren Verbesserung der Effizienz der Steuer- und/oder Betriebsstrommagnetfeldeinleitung in das Mitnehmermittel kann der Magnetfeldleiter wenigstens ein Magnetfeldkurzschlusselement aufweisen, das sich parallel zum Kern und quer zur Öffnungsrichtung erstreckt. Das wenigstens eine Magnetfeldkurzschlusselement kann das Magnetfeld vom Mitnehmermittel aufnehmen und zurück zum Kernelement leiten, wodurch ein magnetischer Kreis im Wesentlichen geschlossen und im geschlossenen Schaltzustand lediglich durch den Abstand zwischen dem Kernelement und dem Mitnehmermittel unterbrochen ist. Das Magnetfeldkurzschlusselement kann sich insbesondere soweit entgegen der Öffnungsrichtung erstrecken, dass es in Öffnungsrichtung wenigstens teilweise neben dem Mitnehmermittel angeordnet ist. Hierdurch leitet es nicht nur das Magnetfeld effektiv zurück zum Kernelement. Vielmehr kann es darüber hinaus auch das Mitnehmermittel vor ungewollten Verdrehung um die Öffnungsrichtung schützen, wodurch auch die Lage des Unterbrecherelements vor ungewünschten Drehungen gesichert sein kann, wenn die Halteachse oder -stange beispielsweise einen polygonalen Querschnitt aufweist und/oder drehfest mit dem Unterbrecherelement verbunden ist. Das Magnetfeldkurzschlusselement kann auch am Mitnehmermittel anliegen.To further improve the efficiency of introducing the control and/or operating current magnetic field into the driver means, the magnetic field conductor can have at least one magnetic field short-circuiting element, which extends parallel to the core and transversely to the opening direction. The at least one magnetic field short-circuiting element can absorb the magnetic field from the driver means and conduct it back to the core element, whereby a magnetic circuit is essentially closed and only interrupted by the distance between the core element and the driver means in the closed switching state. The magnetic field short-circuiting element can in particular extend so far counter to the opening direction that it is at least partially arranged next to the driver means in the opening direction. As a result, it not only effectively directs the magnetic field back to the core element. Rather, it can also protect the driver means from unwanted rotation about the opening direction, which means that the position of the interrupter element can also be secured from unwanted rotations if the holding axle or rod has a polygonal cross-section, for example, and/or is connected to the interrupter element in a torque-proof manner. The magnetic field short-circuiting element can also rest against the driver means.

Der Magnetfeldleiter kann symmetrisch und mit zwei Magnetfeldkurzschlusselementen ausgebildet sein. Hierdurch kann das durch den Betriebsstrom im gewundenen Abschnitt hervorgerufene Magnetfeld noch effektiver geleitet und darüber hinaus die Bewegung des Mitnehmermittels in Öffnungsrichtung genauer geführt werden.The magnetic field conductor can be designed symmetrically and with two magnetic field short-circuiting elements. As a result, the magnetic field caused by the operating current in the winding section can be guided even more effectively and, moreover, the movement of the driver means can be guided more precisely in the opening direction.

Alternativ zu den bisher geschilderten Wegen, um den Schaltzustand der Schaltvorrichtung von geschlossen auf offen zu ändern, kann die Schaltvorrichtung auch anders und wie im Folgenden beschrieben ausgestaltet sein.As an alternative to the previously described ways of changing the switching state of the switching device from closed to open, the switching device can also be configured differently and as described below.

Um das Ankerelement in der Öffnungsrichtung aus seiner geschlossenen Position entfemen zu können, können das Betriebsstrom- und/oder das Steuermagnetfeld wenigstens teilweise entgegengesetzt zum Magnetfeld der Haltemagneten ausgerichtet sein. Insbesondere im Bereich von Abschnitten des Ankerelements, die benachbart zu dem wenigstens einem Haltemagneten angeordnet sind, können das Betriebsstrom- und/oder das Steuermagnetfeld entgegengesetzt zum Magnetfeld des wenigstens einen Haltemagneten ausgerichtet sein. Die Betätigungsorgane und insbesondere deren gewundene Abschnitte können zur Erzeugung derartig ausgerichteter Magnetfelder entsprechend angeordnet sein. Somit können das Betriebsstrom- und/oder Steuermagnetfeld jeweils für sich oder gemeinsam das Permanentmagnetfeld des Haltemagneten zumindest teilweise kompensieren.In order to be able to remove the armature element from its closed position in the opening direction, the operating current and/or the control magnetic field can be aligned at least partially in the opposite direction to the magnetic field of the holding magnets. In particular in the area of sections of the anchor element which are arranged adjacent to the at least one holding magnet, the operating current and/or the control magnetic field can be aligned opposite to the magnetic field of the at least one holding magnet. The actuators, and in particular their twisted sections, can be arranged appropriately for generating such aligned magnetic fields. Thus, the operating current and/or control magnetic field can at least partially compensate for the permanent magnetic field of the holding magnet, individually or jointly.

Kompensiert das Betriebsstrom- oder das Steuermagnetfeld jeweils für sich oder beide gemeinsam das Permanentmagnetfeld der Haltemagneten so stark, dass die Sicherungskraft des Öffnungskraftspeichers größer ist als die Summe der Magnetkräfte, kann die Schaltvorrichtung den geschlossenen Schaltzustand verlassen.If the operating current or the control magnetic field either individually or both together compensate the permanent magnetic field of the holding magnets so much that the securing force of the opening force store is greater than the sum of the magnetic forces, the switching device can leave the closed switching state.

Alternativ können das Betriebsstrom- und/oder das Steuermagnetfeld so ausgerichtet sein, dass sie eine Übertragung der magnetischen Haltekraft auf das Ankerelement behindern. Insbesondere wenn das Betriebsstrom- und/oder das Steuermagnetfeld zumindest im Bereich des Ankerelements benachbart zum Haltemagneten senkrecht zum Magnetfeld des Haltemagneten und beispielsweise parallel zum Ankerelement ausgerichtet ist, können das Betriebsstrom- und/oder das Steuermagnetfeld ab einer vorgegebenen Höhe das Ankerelement vor dem Magnetfeld des Haltemagneten abschirmen. Insbesondere kann die Schlaufen- oder Windungsebene parallel zur Öffnungsrichtung verlaufend angeordnet sein. Ist zum Beispiel zwischen dem Haltemagneten und dem Ankerelement ein Magnetfeldleiter, beispielsweise eine weichmagnetische Platte angeordnet, und sind das Betriebsstrom- und/oder das Steuermagnetfeld einzeln oder gemeinsam so stark, dass deren senkrecht zum Magnetfeld des Haltemagneten verlaufende Komponenten den Magnetfeldleiter in die magnetische Sättigung bringen, kann der Magnetfeldleiter das Magnetfeld des Haltemagneten nicht mehr wie bisher oder womöglich sogar überhaupt nicht mehr an das Ankerelement leiten. Sobald die auf das Ankerelement wirkende und durch das Magnetfeld des Haltemagneten hervorgerufene Haltekraft geringer ist als die Sicherungskraft des Öffnungskraftspeichers, kann die Schaltvorrichtung auch hier den geschlossenen Schaltzustand verlassen.Alternatively, the operating current and/or the control magnetic field can be aligned in such a way that they prevent the magnetic holding force from being transmitted to the anchor element. In particular, if the operating current and/or the control magnetic field, at least in the area of the armature element adjacent to the holding magnet, is aligned perpendicular to the magnetic field of the holding magnet and, for example, parallel to the armature element, the operating current and/or the control magnetic field can, from a predetermined level, push the armature element in front of the magnetic field of the Shield holding magnets. In particular, the loop or winding plane can be arranged running parallel to the opening direction. If, for example, a magnetic field conductor, for example a soft magnetic plate, is arranged between the holding magnet and the anchor element, and the operating current and/or the control magnetic field are individually or jointly so strong that their components running perpendicular to the magnetic field of the holding magnet bring the magnetic field conductor into magnetic saturation , the magnetic field conductor can no longer direct the magnetic field of the holding magnet to the anchor element as before, or possibly even no longer at all. As soon as the holding force acting on the anchor element and caused by the magnetic field of the holding magnet is lower than the securing force of the opening force storage device, the switching device can leave the closed switching state here as well.

Durch die obigen Maßnahmen kann es möglich sein, die Schaltvorrichtung ohne das Mitnehmermittel auszugestalten.The above measures can make it possible to design the shifting device without the driver means.

Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Die unterschiedlichen Merkmale der Ausführungsformen können dabei unabhängig voneinander kombiniert werden, wie es bei den einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen bereits dargelegt wurde.The invention is explained below by way of example using exemplary embodiments with reference to the drawings. The different features of the embodiments can be combined independently of one another, as has already been explained for the individual advantageous configurations.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in einem geschlossenen Schaltzustand;
2 eine schematische Darstellung der Schaltvorrichtung des Ausführungsbeispiels der 1 in einem offenen Schaltzustand;
3 eine schematische Darstellung der Schaltvorrichtung der Ausführungsbeispiele der 1 und 2 mit einem teilweise transparent dargestellten Betriebsstrompfad.

Show it:

1 a schematic representation of an embodiment of the switching device according to the invention in a closed switching state;
2 a schematic representation of the switching device of the embodiment of FIG 1 in an open circuit state;
3 a schematic representation of the switching device of the embodiments of FIG 1 and 2 with a partially transparent operating current path.

Zunächst sind Aufbau und/oder Funktion einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel der 1 beschrieben.First, structure and / or function of a switching device according to the invention with reference to the embodiment of 1 described.

1 zeigt die Schaltvorrichtung 1 schematisch in einer perspektivischen Vorderansicht. Die Schaltvorrichtung 1 umfasst zwei Anschlusselemente 2, 3, über welche die Schaltvorrichtung 1 in einen Betriebsstrompfad eines Betriebsstromkreises, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, eingebunden werden kann. Ein elektrischer Leiter 4 der Schaltvorrichtung 1 kann die Anschlusselemente 2, 3 miteinander verbinden. Der elektrische Leiter 4 kann in den Betriebsstrompfad eingebunden und die Schaltvorrichtung 1 in Reihe mit elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen des Betriebsstrompfades geschaltet werden. Der elektrische Leiter 4 kann also ein in der Schaltvorrichtung 1 angeordneter Abschnitt 5 des Betriebsstrompfades sein, wenn die Schaltvorrichtung 1 in diesen eingebunden ist. 1 shows the switching device 1 schematically in a perspective front view. The switching device 1 comprises two connection elements 2, 3, via which the switching device 1 can be integrated into an operating current path of an operating circuit, for example a motor vehicle. An electrical conductor 4 of the switching device 1 can connect the connecting elements 2, 3 to one another. The electrical conductor 4 can be integrated into the operating current path and the switching device 1 can be connected in series with electrical and/or electronic components of the operating current path. The electrical conductor 4 can therefore be a section 5 of the operating current path arranged in the switching device 1 if the switching device 1 is integrated into it.

Die Schaltvorrichtung 1 kann eine Schalteinrichtung 6 aufweisen, die den Abschnitt des Betriebsstrompfades 5 in einem geschlossenen Schaltzustand B der Schaltvorrichtung 1 elektrisch durchgängig schließt.The switching device 1 can have a switching device 6 which electrically closes the section of the operating current path 5 in a closed switching state B of the switching device 1 .

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Schalteinrichtung 6 ein mechanisches Unterbrecherelement 7 aufweisen, das als eine Kontaktbrücke ausgestaltet sein kann. Das mechanische Unterbrecherelement 7 kann im geschlossenen Schaltzustand B eine Lücke L im Abschnitt des Betriebsstrompfades 5 überbrücken. Kontaktelemente 8, 9 können an Enden eines Kontaktelementträgers 10 der Schalteinrichtung 6 angeordnet sein, wobei der Kontaktelementträger 10 die Kontaktelemente 8, 9 elektrisch miteinander verbindet. Die Schaltvorrichtung 1 kann Gegenkontaktelemente 8', 9' für die Kontaktelemente 8, 9 aufweisen, wobei die Kontaktelemente 8, 9 im geschlossenen Schaltzustand B elektrisch mit den Gegentaktelementen 8', 9' verbunden sein können. Zum Schließen der Lücke L kann das mechanische Unterbrecherelement 7 in seiner geschlossenen Position Pb angeordnet sein, sodass die Kontaktelemente 8, 9 mit den Gegenkontaktelementen 8', 9' verbunden sein und paarweise aneinander anliegen können.According to the exemplary embodiment shown, the switching device 6 can have a mechanical interrupter element 7, which can be designed as a contact bridge. In the closed switching state B, the mechanical interrupter element 7 can bridge a gap L in the section of the operating current path 5 . Contact elements 8, 9 can be arranged at the ends of a contact element carrier 10 of the switching device 6, the contact element carrier 10 electrically connecting the contact elements 8, 9 to one another. The switching device 1 can have mating contact elements 8', 9' for the contact elements 8, 9, it being possible for the contact elements 8, 9 in the closed switching state B to be electrically connected to the push-pull elements 8', 9'. To close the gap L, the mechanical interrupter element 7 can be arranged in its closed position Pb, so that the contact elements 8, 9 can be connected to the mating contact elements 8', 9' and can abut one another in pairs.

Um das Unterbrecherelement 7 in der geschlossenen Position Pb zu halten, kann die Schaltvorrichtung 1 mit einer Halteeinrichtung 11 ausgestattet sein. Die Halteeinrichtung 11 kann betriebsunabhängige Haltekräfte aufbringen, um das Unterbrecherelement 7 im geschlossenen Schaltzustand B in seiner geschlossenen Position Pb zu halten. Diese betriebsunabhängigen Haltekräfte können magnetische oder federelastische Kräfte sein. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel der 1 kann die Halteeinrichtung 11 wenigstens ein und insbesondere zwei Haltemagnete 12, 13 umfassen, welche die geschlossenen Position Pb des Unterbrecherelements 7 sichern. Die Halteeinrichtung 11 kann wie auch der elektrische Leiter 4 ortsfest in der Schaltvorrichtung 1 angeordnet sein.In order to keep the breaker element 7 in the closed position Pb, the switching device 1 can be equipped with a holding device 11 . The holding device 11 can apply holding forces that are independent of operation in order to hold the interrupter element 7 in the closed switching state B in its closed position Pb. These non-operational holding forces can be magnetic or spring-elastic forces. According to the illustrated embodiment of the 1 the holding device 11 can comprise at least one and in particular two holding magnets 12, 13, which secure the closed position Pb of the interrupter element 7. Like the electrical conductor 4 , the holding device 11 can be arranged in a stationary manner in the switching device 1 .

Die Haltemagnete 12, 13 können mit einem Ankerelement 14 interagieren und insbesondere das Ankerelement 14 magnetisch halten. Das Ankerelement 14 kann bewegungsübertragend mit dem Unterbrecherelement 7 verbunden sein, sodass die magnetische Halterung des Ankerelements 14 durch die Haltemagnete 12, 13 für eine Fixierung des Unterbrecherelements 7 in der geschlossenen Position Pb sorgen kann. In der gezeigten Ansicht der Schaltvorrichtung 1 sind die Haltemagnete 12, 13 vom Ankerelement 14 verdeckt.The holding magnets 12, 13 can interact with an anchor element 14 and in particular hold the anchor element 14 magnetically. The anchor element 14 can be connected to the interrupter element 7 in a movement-transmitting manner, so that the magnetic mounting of the anchor element 14 by the holding magnets 12, 13 can ensure that the interrupter element 7 is fixed in the closed position Pb. In the view of the switching device 1 shown, the holding magnets 12, 13 are covered by the armature element 14.

Von der Lücke L aus gesehen hinter dem Ankerelement 14 ist ein erstes Betätigungsorgan 15 in Form eines gewunden ausgebildeten Abschnitts 15' des elektrischen Leiters 4 angeordnet. Eine Windungsebene P des Abschnitts 15' kann parallel zum Ankerelement 14 bzw. zur Lücke L angeordnet sein. Fließt ein Betriebsstrom Ib vom Anschlusselement 2 zum Anschlusselement 3 oder umgekehrt, so kann der gewundene Abschnitt 15' ein Magnetfeld erzeugen, durch das Kräfte in das Unterbrecherelement 7 eingeleitet werden. Diese Betriebsstrommagnetfeld- oder Öffnungskräfte können das Unterbrecherelement 7 aus seiner geschlossenen Position Pb in einer Öffnungsrichtung R zu bewegen suchen. Übersteigen nun die durch das Magnetfeld hervorgerufenen Kräfte zumindest zum Teil die Haltekräfte der Haltemagnete 12, 13, so kann das Ankerelement 14 weg von den Haltemagneten 12, 13 und der Lücke L in Öffnungsrichtung R auf den gewundenen Abschnitt 15' des ersten Betätigungsorgans 15 zu bewegt werden. Das Ankerelement 14 kann so mit dem Unterbrecherelement 7 verbunden sein, dass eine solche Öffnungsbewegung des Ankerelements 14 zwangsweise auf das Unterbrecherelement 7 übertragen wird und das Unterbrecherelement 7 dieser Öffnungsbewegung folgt.A first actuating element 15 in the form of a wound section 15 ′ of the electrical conductor 4 is arranged behind the anchor element 14 , as seen from the gap L. A winding plane P of the section 15' can be arranged parallel to the anchor element 14 or to the gap L. If an operating current Ib flows from the connection element 2 to the connection element 3 or vice versa, the coiled section 15 ′ can generate a magnetic field, through which forces are introduced into the interrupter element 7 . These operating current magnetic field or opening forces may tend to move the breaker element 7 in an opening direction R from its closed position Pb. If the forces caused by the magnetic field now at least partially exceed the holding forces of the holding magnets 12, 13, the anchor element 14 can be moved away from the holding magnets 12, 13 and the gap L in the opening direction R towards the twisted section 15' of the first actuating member 15 will. The anchor element 14 can be connected to the breaker element 7 in such a way that such an opening movement of the anchor element 14 is forcibly transmitted to the breaker element 7 and the breaker element 7 follows this opening movement.

Sobald der durch die Schaltvorrichtung 1 verlaufende Abschnitt des Betriebsstrompfades 5 jedoch unterbrochen ist, kann das durch den gewundenen Abschnitt 15' hervorgerufene Betriebsstrommagnetfeld zusammenbrechen. Liegt das Ankerelement 14 dann noch so nahe an den Haltemagneten 12, 13, das deren Magnetkräfte das Ankerelement 14 zurückziehen, kann der Betriebsstrompfad 5 unmittelbar wieder geschlossen werden. Dies kann zu einem unerwünschten Betriebsmodus führen, in den die Schaltvorrichtung 1 den Betriebsstrompfad 5 in schneller Folge öffnet und schließt.However, as soon as the section of the operating current path 5 running through the switching device 1 is interrupted, the operating current magnetic field caused by the tortuous section 15' can collapse. If the armature element 14 is still so close to the holding magnets 12, 13 that their magnetic forces pull the armature element 14 back, the operating current path 5 can be closed again immediately. This can lead to an undesired operating mode in which the switching device 1 opens and closes the operating current path 5 in quick succession.

Um einen solchen Betriebsmodus zu verhindern, kann die Halteeinrichtung 11 Sicherungselement E, beispielsweise einen Öffnungskraftspeicher aufweisen, dessen Sicherungskraft zumindest teilweise freigesetzt wird, sobald das Unterbrecherelement 7 aus seiner geschlossenen Position Pb in Öffnungsrichtung R bewegt ist. Beispielsweise kann das Sicherungselement E ein Federelement 16 aufweisen, das im geschlossenen Schaltzustand B in Öffnungsrichtung R gegen das Ankerelement 14 drückt, dessen elastische Federkraft im geschlossenen Schaltzustand B allein jedoch nicht ausreicht, das Ankerelement 14 von den Haltemagneten 12, 13 zu lösen. Alternativ kann das Schaltelement 1 ein zweites Betätigungsorgan aufweisen, das Kräfte zum Überführen des Schaltzustandes in den offenen Schaltzustand bereitstellt. Das zweite Betätigungsorgan kann zum Beispiel ein Magnetfeld und insbesondere ein Steuermagnetfeld erzeugen, das wie das Betriebsstrommagnetfeld wirkt.In order to prevent such an operating mode, the holding device 11 can have a securing element E, for example an opening force storage device, the securing force of which is at least partially released as soon as the interrupter element 7 is moved from its closed position Pb in the opening direction R. For example, the securing element E can have a spring element 16 which, in the closed switching state B, presses in the opening direction R against the armature element 14, the elastic spring force of which, however, in the closed switching state B alone is not sufficient to detach the armature element 14 from the holding magnets 12, 13. Alternatively, the switching element 1 can have a second actuating member that provides forces for transferring the switching state into the open switching state. The second actuator can, for example, generate a magnetic field and in particular a control magnetic field which acts like the operating current magnetic field.

Sobald das Betriebsstrommagnetfeld oder das Steuermagnetfeld das Ankerelement 14 von den Haltemagneten 12, 13 löst, nimmt die magnetische Haltekraft der Haltemagneten 12, 13 auf das Ankerelement 14 rapide ab und die elastische Federkraft des Federelements 16 und/oder die Kräfte des zweiten Betätigungsorgans können in einem solchen dynamischen Zustand der Schaltvorrichtung 1 größer sein als die dann wirkende Haltekraft der Haltemagnete 12, 13. Folglich kann das Ankerelement 14 und somit das Unterbrecherelement 7 in Öffnungsrichtung R auf den gewundenen Abschnitt 15' des elektrischen Leiters 4 zu verschoben werden, sobald die Lücke L nicht mehr durch die Schalteinrichtung 6 überbrückt ist. Eine solche durch das Federelement 16 und/oder durch das zweite Betätigungsorgan hervorgerufene Öffnungsbewegung des Ankerelements 14 folgt auch das Unterbrecherelement 7. Diese Öffnungsbewegung verhindert den unerwünschten Betriebsmodus.As soon as the operating current magnetic field or the control magnetic field detaches the armature element 14 from the holding magnets 12, 13, the magnetic holding force of the holding magnets 12, 13 on the armature element 14 decreases rapidly and the elastic spring force of the spring element 16 and/or the forces of the second actuating element can such dynamic state of the switching device 1 can be greater than the then effective holding force of the holding magnets 12, 13. Consequently, the armature element 14 and thus the interrupter element 7 can be displaced in the opening direction R onto the coiled section 15' of the electrical conductor 4 as soon as the gap L is not more is bridged by the switching device 6. Such an opening movement of the anchor element 14 caused by the spring element 16 and/or by the second actuating member is also followed by the interrupter element 7. This opening movement prevents the undesired operating mode.

Das Ankerelement 14 kann Teil einer Kupplungseinrichtung 18 der Schaltvorrichtung 1 sein. Die Kupplungseinrichtung 18 kann neben dem Ankerelement 14 noch ein Mitnehmermittel 19 aufweisen. Das Mitnehmermittel 19 kann im Wesentlichen U-förmig ausgebildet sein, wobei die offene Seite des Mitnehmermittels 19 von dem gewundenen Abschnitt 15' weg und entgegen der Öffnungsrichtung R zur Lücke L weisen kann. Das Mitnehmermittel 19 kann wenigstens ein Mitnehmerorgan M aufweisen, das so ausgebildet sein kann, dass es bewegungsübertragend mit dem Ankerelement 14 verbunden ist und das Ankerelement 14 beispielsweise auf dessen zur Lücke L weisenden Seite zumindest abschnittsweise überlappt. Hierzu kann das Mitnehmermittel 19 beispielsweise krallen- oder klammerförmig ausgestaltet sein, wobei freie Enden 22, 23 von Schenkeln 20, 21 des im Wesentlichen U-förmigen Mitnehmermittels 19 als Mitnehmerorgane M aufeinander zu weisen können. Insbesondere diese aufeinander zu weisenden Enden 22, 23 können sich gegenüberliegende Abschnitte oder Enden W des Ankerelements 14 überlappen und beispielsweise im geschlossenen Schaltzustand B an einer auf die Lücke L und entgegen der Öffnungsrichtung R weisenden Seite 24 des Ankerelements 14 anliegen. Die Mitnehmerorgane M beziehungsweise die Enden 22, 23 können als ein umlaufender Kragen oder sich gegenüberliegende Mitnehmerlippen ausgebildet sein, die ins innere des Mitnehmermittels 19 ragen und die Öffnung O des Mitnehmermittels 19 so begrenzen, dass die Öffnung O quer zur Öffnungsrichtung R kleiner bemessen ist als das Ankerelement 14. In Öffnungsrichtung R hinter der Öffnung O kann sich das Mitnehmermittel 19 weiten, womöglich sogar sprunghaft, wodurch ein das Mitnehmerorgan M ausbildender Hinterschnitt ausgeformt sein kann.The anchor element 14 can be part of a coupling device 18 of the switching device 1 . The coupling device 18 can also have a driver means 19 in addition to the anchor element 14 . The driver means 19 can be essentially U-shaped, with the open side of the driver means 19 being able to point away from the twisted section 15′ and counter to the opening direction R to the gap L. The driver means 19 can have at least one driver element M, which can be designed in such a way that it is connected to the anchor element 14 in a movement-transmitting manner and overlaps the anchor element 14 at least in sections, for example on its side facing the gap L. For this purpose, the entraining means 19 can be designed, for example, in the form of claws or clamps, with free ends 22, 23 of legs 20, 21 of the essentially U-shaped entraining means 19 as entraining elements M being able to point towards one another. In particular, these ends 22, 23 pointing towards one another can overlap opposite sections or ends W of the anchor element 14 and, for example in the closed switching state B, can bear against a side 24 of the anchor element 14 pointing towards the gap L and counter to the opening direction R. The driver elements M or the ends 22, 23 can be designed as a circumferential collar or opposing driver lips that protrude into the interior of the driver means 19 and delimit the opening O of the driver means 19 in such a way that the opening O transverse to the opening direction R is smaller than the anchor element 14. In the opening direction R behind the opening O, the driver means 19 can widen, possibly even abruptly, as a result of which an undercut forming the driver element M can be formed.

Ein unterer, geschlossener Abschnitt des im Wesentlichen U-förmigen Mitnehmermittels 19 kann als eine Magnetfeldaufnahmeplatte 25 ausgebildet sein. Die Magnetfeldaufnahmeplatte 25 kann quer zur Öffnungsrichtung R ausgerichtet verlaufen und zwischen dem Ankerelement 14 und dem gewundenen Abschnitt 15' angeordnet sein. Dadurch, dass die Magnetfeldaufnahmeplatte 25 näher an dem gewundenen Abschnitt 15' angeordnet ist als das Ankerelement 14, kann das Betriebsstrommagnetfeld des gewundenen Abschnitts 15' oder das Steuermagnetfeld des zweiten Betätigungselements größere Kräfte auf die Magnetfeldaufnahmeplatte 25 hervorrufen als auf das Ankerelement 14. Ein Abstand A zwischen dem Kernelement 26 und der Magnetfeldaufnahmeplatte 25 kann in Öffnungsrichtung R so bemessen sein, dass das durch den Betriebsstrom Ib vom gewundenen Abschnitt 15' erzeugte Betriebsstrommagnetfeld und/oder das Steuermagnetfeld stark genug ist, um das Ankerelement 14 von den Haltemagneten 12, 13 so weit zu lösen, dass die Federkraft des Federelements 16 im dynamischen Zustand ausreicht, das Ankerelement 14 in Öffnungsrichtung R weiter von den Haltemagneten 12, 13 zu entfernen.A lower, closed section of the essentially U-shaped driver means 19 can be designed as a magnetic field receiving plate 25 . The magnetic field pick-up plate 25 can run aligned transversely to the opening direction R and can be arranged between the anchor element 14 and the wound section 15′. Due to the fact that the magnetic field receiving plate 25 is arranged closer to the coiled section 15' than the armature element 14, the operating current magnetic field of the coiled section 15' or the control magnetic field of the second actuating element can produce greater forces on the magnetic field reception plate 25 than on the armature element 14. A distance A between the core element 26 and the magnetic field receiving plate 25 can be dimensioned in the opening direction R in such a way that the operating current magnetic field generated by the operating current Ib from the wound section 15' and/or the control magnetic field is strong enough to move the armature element 14 away from the holding magnets 12, 13 so far to solve that the spring force of the spring element 16 is sufficient in the dynamic state to further remove the anchor element 14 in the opening direction R from the holding magnets 12, 13.

Ohne das Mitnehmermittel 19 könnte der Abstand zwischen dem gewundenen Abschnitt 15' und dem Ankerelement 14 zwar verringert werden, um die Kräfte des Betriebsstrommagnetfelds direkt auf das Ankerelement 14 zu erhöhen. Ist der Abstand zwischen dem Ankerelement 14 und dem gewundenen Abschnitt 15' jedoch zu gering, kann die durch das Federelement 16 hervorgerufene Öffnungsbewegung jedoch womöglich zu gering ausfallen, um das Ankerelement 14 weit genug von den Haltemagneten 12, 13 zu entfernen.Without the driver means 19, the distance between the wound section 15' and the armature element 14 could be reduced in order to increase the forces of the operating current magnetic field directly on the armature element 14. However, if the distance between the armature element 14 and the coiled section 15' is too small, the opening movement caused by the spring element 16 may possibly be too small to remove the armature element 14 far enough from the holding magnets 12, 13.

Eine in Öffnungsrichtung R weisende lichte Weite H zwischen der Magnetaufnahmeplatte 25 und den aufeinander zu weisenden Endabschnitten 22, 23 beziehungsweise dem Mitnehmerorgan M des Mitnehmermittels 19 kann also so bemessen sein, dass die Ankerplatte 14 zumindest dann weit genug weg von den Haltemagneten 12, 13 angeordnet ist, wenn sie von dem Federelement 16 gegen die Magnetfeldaufnahmeplatte 25 gedrückt ist.A clear width H pointing in the opening direction R between the magnet receiving plate 25 and the end sections 22, 23 pointing towards one another or the driver element M of the driver means 19 can therefore be dimensioned in such a way that the anchor plate 14 is at least then far enough away from the holding magnets 12, 13 is when it is pressed against the magnetic field receiving plate 25 by the spring element 16 .

Damit das Steuer- und/oder Betriebsstrommagnetfeld effektiv in das Mitnehmermittel 19 eingeleitet werden können, kann die Schalteinrichtung 6 einen Magnetfeldleiter 26 umfassen. Der Magnetfeldleiter 26 kann ortsfest in der Schaltvorrichtung 1 angeordnet und so ausgebildet sein, dass er das vom ersten und/oder dem zweiten Betätigungsorgan hervorgerufene Steuer- und/oder Betriebsstrommagnetfeld aufnimmt und in Richtung auf das Mitnehmermittel 19 leitet. Der Magnetfeldleiter 26 kann mit einem Kernelement 27 ausgebildet sein, wobei der gewundene Abschnitt 15' das Kernelement 27 zumindest teilweise umlaufen kann. Der gewundene Abschnitt 15' kann dabei beispielsweise als eine 3/4-Windung ausgebildet sein, in deren Zentrum sich das in Öffnungsrichtung R erstreckende Kernelement 27 angeordnet sein kann. Das Kernelement 27 kann im Wesentlichen T-förmig ausgebildet sein, wobei ein zum Mitnehmermittel 19 weisendes Ende des Kernelements 27 im Wesentlichen als eine Magnetfeldabgabeplatte 28 ausgebildet sein kann, welche das Steuer- und/oder das Betriebsstrommagnetfeld effektiv in Richtung auf das Mitnehmermittel 19 richtet.The switching device 6 can include a magnetic field conductor 26 so that the control and/or operating current magnetic field can be introduced effectively into the driver means 19 . The magnetic field conductor 26 can be stationarily arranged in the switching device 1 and designed in such a way that it picks up the control and/or operating current magnetic field caused by the first and/or the second actuating element and conducts it in the direction of the driver means 19 . The magnetic field conductor 26 can be formed with a core element 27, in which case the coiled section 15' can at least partially encircle the core element 27. The wound section 15′ can be designed, for example, as a 3/4 turn, in the center of which the core element 27 extending in the opening direction R can be arranged. The core element 27 can be essentially T-shaped, with an end of the core element 27 pointing towards the driver means 19 essentially as a magnetic field 28 can be formed gift plate, which effectively directs the control and / or the operating current magnetic field in the direction of the driver means 19.

Das Kernelement 27 kann den gewundenen Abschnitt 15' des ersten Betätigungsorgans 15 entgegen der Öffnungsrichtung R überragen, sodass das Mitnehmermittel 19 bei Öffnungsbewegungen in Öffnungsrichtung R nur gegen das Kernelement 27 stößt und somit ein Kontakt des Mitnehmermittels 25 mit dem elektrischen Leiter 4 und insbesondere mit dessen gewundenen Abschnitt 15' verhindert wird.The core element 27 can protrude beyond the twisted section 15' of the first actuating member 15 counter to the opening direction R, so that the driver means 19 only abuts against the core element 27 during opening movements in the opening direction R and thus contact of the driver means 25 with the electrical conductor 4 and in particular with it tortuous portion 15' is prevented.

Der Magnetfeldleiter 26 kann wenigstens ein Magnetfeldkurzschlusselement 29 aufweisen, das sich parallel zum Kernelement 26 und entgegen der Öffnungsrichtung R erstreckt. Das Magnetfeldkurzschlusselement 29 kann das in das Mitnehmermittel 19 eingeleitete Betriebsstrommagnetfeld aufnehmen und zurück zum Kernelement 27 leiten, sodass ein im Wesentlichen geschlossener magnetischer Kreis entsteht, durch den die Effektivität der Schalteinrichtung 6 erhöht wird.The magnetic field conductor 26 can have at least one magnetic field short-circuit element 29 which extends parallel to the core element 26 and counter to the opening direction R. The magnetic field short-circuiting element 29 can absorb the operating current magnetic field introduced into the driver means 19 and conduct it back to the core element 27, so that an essentially closed magnetic circuit is created, through which the effectiveness of the switching device 6 is increased.

Der Magnetfeldleiter 26 kann symmetrisch und insbesondere W-förmig ausgeformt sein, wobei der Magnetfeldleiter 26 zwei Magnetfeldkurzschlusselemente 29, 30 aufweisen kann, die entgegen der Öffnungsrichtung R verlaufend das Kemelement 27 flankieren können.The magnetic field conductor 26 can be formed symmetrically and in particular in a W-shape, wherein the magnetic field conductor 26 can have two magnetic field short-circuiting elements 29, 30, which can flank the core element 27 running counter to the opening direction R.

Zusätzlich zur Effektivitätssteigerung der Schalteinrichtung 6 können die Magnetfeldkurzschlusselemente 29, 30 als Führungen für die Öffnungsbewegung des Mitnehmermittels 19 dienen. Hierdurch können Verdrehungen des Mitnehmermittels 19 und folglich auch des Unterbrecherelements 7 um die Öffnungsrichtung R herum wirksam unterbunden werden.In addition to increasing the effectiveness of the switching device 6, the magnetic field short-circuiting elements 29, 30 can serve as guides for the opening movement of the driver means 19. As a result, twisting of the driver means 19 and consequently also of the interrupter element 7 around the opening direction R can be effectively prevented.

Zur Bewegungsübertragung kann das Ankerelement 14 im Wesentlichen starr mit dem Unterbrecherelement 7 verbunden sein. Beispielsweise können das Ankerelement 14 und das Unterbrecherelement 7 bzw. dessen Kontaktelementträger 10 über eine Haltestange oder -achse 31 miteinander verbunden sein. Das Ankerelement 14 kann an der Haltestange 31 fixiert sein, und somit die Öffnungsbewegung direkt auf die Haltestange 31 übertragen. Ein vom Ankerelement 14 weg weisendes Ende 32 der Haltestange 31 kann so mit dem Unterbrecherelement 7 und insbesondere mit dessen Kontaktelementträger 10 verbunden sein, dass die Haltestange 31 die Öffnungsbewegung in Öffnungsrichtung R zwangsweise auf das Unterbrecherelement 7 überträgt. Beispielsweise kann die Haltestange 31 durch eine in Öffnungsrichtung R verlaufende Öffnung 33 im Kontaktelementträger 10 verlaufen, wobei der Durchmesser des Endes 32 größer sein kann als der Durchmesser der Öffnung 33.The anchor element 14 can be essentially rigidly connected to the interrupter element 7 for movement transmission. For example, the anchor element 14 and the interrupter element 7 or its contact element carrier 10 can be connected to one another via a retaining rod or axis 31 . The anchor element 14 can be fixed to the holding rod 31 and thus transfer the opening movement directly to the holding rod 31 . An end 32 of the retaining rod 31 pointing away from the anchor element 14 can be connected to the interrupter element 7 and in particular to its contact element carrier 10 in such a way that the retaining rod 31 forcibly transmits the opening movement in the opening direction R to the interrupter element 7 . For example, the retaining rod 31 can run through an opening 33 running in the opening direction R in the contact element carrier 10, in which case the diameter of the end 32 can be larger than the diameter of the opening 33.

Um das Unterbrecherelement 7 in der geschlossenen Position Pb zu halten, kann die Haltestange 31 auch entgegen der Öffnungsrichtung R bewegungsübertragend mit dem Unterbrecherelement 7 verbunden sein. Bei einer vollkommen starren Verbindung zwischen der Haltestange 31 und dem Unterbrecherelement 7 kann es jedoch zu Problemen kommen, falls die Geometrie der Kontaktelemente 8, 9 bzw. der Gegenkontaktelemente 8', 9' von einer Sollgeometrie abweicht. Beispielsweise können sowohl die Kontaktelemente 8, 9 als auch die Gegenkontaktelemente 8', 9' im Betrieb in Folge von Abbrand so verformt sein, dass die Kontaktelemente 8, 9 und die Gegenkontaktelemente 8', 9' bei einer starren Verbindung des Unterbrecherelements 7 mit der Haltestange 31 nicht mehr richtig kontaktiert werden.In order to hold the interrupter element 7 in the closed position Pb, the retaining rod 31 can also be connected to the interrupter element 7 in a movement-transmitting manner counter to the opening direction R. With a completely rigid connection between the retaining rod 31 and the interrupter element 7, however, problems can arise if the geometry of the contact elements 8, 9 or of the mating contact elements 8', 9' deviates from a target geometry. For example, both the contact elements 8, 9 and the mating contact elements 8', 9' can be deformed during operation as a result of erosion in such a way that the contact elements 8, 9 and the mating contact elements 8', 9' with a rigid connection of the interrupter element 7 with the Holding rod 31 are no longer properly contacted.

Um solche Probleme zu vermeiden, kann die Haltestange 31 entgegen der Öffnungsrichtung R elastisch bewegungsübertragung mit dem Unterbrecherelement 7 verbunden sein. Beispielsweise kann an der Haltestange 31 ein Federelement 34 fixiert sein, das federkraftübertragend mit dem Kontaktelementträger 10 verbunden sein kann. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 kann die Haltestange 31 über das hier als eine Überhubfeder ausgestaltetes Federelement 34 mit dem Kontaktelementträger 10 verbunden sein. Das Federelement 34 kann dabei symmetrisch ausgebildet sein, wobei Enden 35, 36 des womöglich blattfederartig ausgebildeten Federelements 34 an Abschnitten des Kontaktelementträgers 10, die den Kontaktelementen 8, 9 in Öffnungsrichtung R gegenüberliegen, befestigt sein können. Ein mittlerer Abschnitt 37 des Federelement 34 kann an der Haltestange 31 fixiert sein.In order to avoid such problems, the retaining rod 31 can be connected to the interrupter element 7 so that movement can be transmitted elastically counter to the opening direction R. For example, a spring element 34 can be fixed to the retaining rod 31 and can be connected to the contact element carrier 10 in a manner that transmits spring force. According to the embodiment of 1 For example, the retaining rod 31 can be connected to the contact element carrier 10 via the spring element 34, which is designed here as an overtravel spring. The spring element 34 can be symmetrical, with ends 35, 36 of the possibly leaf spring-like spring element 34 being able to be fastened to sections of the contact element carrier 10 which lie opposite the contact elements 8, 9 in the opening direction R. A middle section 37 of the spring element 34 can be fixed to the holding rod 31 .

Um Bewegungen parallel zur Öffnungsrichtung R der Haltestange 31 und somit auch des Unterbrecherelements 7 führen zu können, kann die Halteeinrichtung 11 ein Führungsorgan 38 umfassen. Das Führungsorgan 38 kann mit einer Führungshülse 39 ausgeformt sein, wobei sich die Führungshülse 39 entlang der Öffnungsrichtung R erstrecken und Bewegungen der Haltestange 31 parallel zur Öffnungsrichtung R führen kann. Beispielsweise kann die Halteachse oder -stange 31 durch die Führungshülse 39 geführt sein, wobei die Führungshülse 39 ortsfest in der Schaltvorrichtung 1 angeordnet sein kann.In order to be able to guide movements parallel to the opening direction R of the holding rod 31 and thus also of the interrupter element 7 , the holding device 11 can include a guide member 38 . The guide element 38 can be formed with a guide sleeve 39, with the guide sleeve 39 extending along the opening direction R and movements of the holding rod 31 parallel to the opening direction R being able to lead. For example, the holding axle or rod 31 can be guided through the guide sleeve 39 , with the guide sleeve 39 being able to be arranged in a stationary manner in the switching device 1 .

2 zeigt das Ausführungsbeispiel der 1 schematisch in einer perspektivischen Vorderansicht, wobei die Schaltvorrichtung 1 in einem offenen Schaltzustand S dargestellt ist. 2 shows the embodiment of 1 schematically in a perspective front view, the switching device 1 being shown in an open switching state S.

Im in der 2 gezeigten offenen Schaltzustand S der Schaltvorrichtung 1 ist die Lücke L nicht mehr durch das Unterbrecherelement 7 überbrückt. Vielmehr ist das Unterbrecherelement 7 in seiner offenen Position Ps angeordnet dargestellt, wobei die offene Position Ps in Öffnungsrichtung R hinter der geschlossenen Position Pb des Unterbrecherelements 7 angeordnet ist.Im in the 2 shown open switching state S of the switching device 1, the gap L is no longer bridged by the interrupter element 7. Rather, the interrupter element 7 is shown arranged in its open position Ps, the open position Ps being arranged behind the closed position Pb of the interrupter element 7 in the opening direction R.

Das Mitnehmermittel 19 kann im gezeigten offenen Schaltzustand S der Schaltvorrichtung 1 beispielsweise mit seiner Magnetfeldaufnahmeplatte 25 am Kemelement 27 und insbesondere an dessen Magnetfeldabgabeplatte 28 anliegen. Auch wenn im offenen Schaltzustand S kein Betriebsstrom Ib durch den elektrischen Leiter 4 fließt und daher der gewundene Abschnitt 15' kein Betriebsstrommagnetfeld erzeugen kann, kann das Mitnehmermittel 19 dennoch sicher am Kernelement 27 anliegen. Das Mitnehmermittel 19 kann nämlich durch das Ankerelement 14 in Öffnungsrichtung R gegen das Kernelement 27 gedrückt werden, da das Ankerelement 14 durch das Federelement 16 in Öffnungsrichtung R gedrückt ist. Auch das Unterbrecherelement 7 kann über das Ankerelement 14 und die Haltestange 31 durch das Federelement 16 in der offenen Position Ps sicher gehalten sein.In the open switching state S of the switching device 1 shown, the driver means 19 can, for example, rest with its magnetic field receiving plate 25 on the core element 27 and in particular on its magnetic field emitting plate 28 . Even if no operating current Ib flows through the electrical conductor 4 in the open switching state S and therefore the coiled section 15 ′ cannot generate an operating current magnetic field, the driver means 19 can still rest securely on the core element 27 . Specifically, the driver means 19 can be pressed against the core element 27 in the opening direction R by the anchor element 14 since the anchor element 14 is pressed in the opening direction R by the spring element 16 . The interrupter element 7 can also be securely held in the open position Ps by the spring element 16 via the anchor element 14 and the retaining rod 31 .

Die Schaltvorrichtung 1 und insbesondere deren Schalteinrichtung 6 kann also bistabil ausgebildet sein, wobei ein stabiler Zustand der geschlossene Schaltzustand B und ein anderer stabiler Zustand der offene Schaltzustand S sein kann. Der dynamische Zustand kann ein instabiler Übergangzustand sein. Die Haltemagnete 12, 13 können den stabilen geschlossenen Schaltzustand B im Normalbetrieb sichern. Löst ein unzulässiger, oberhalb des Grenzbetriebstroms liegender Betriebsstrom Ib die Schalteinrichtung 6 aus, so kann die Schaltvorrichtung 1 den stabilen geschlossenen Schaltzustand B verlassen und über den instabilen dynamischen Zustand in den stabilen offenen Schaltzustand S übergehen, der durch das Federelement 16 stabil gesichert sein kann.The switching device 1 and in particular its switching device 6 can therefore be of bistable design, with one stable state being the closed switching state B and another stable state being the open switching state S. The dynamic state can be an unstable transient state. The holding magnets 12, 13 can ensure the stable closed switching state B in normal operation. If an impermissible operating current Ib above the operating current limit triggers the switching device 6, the switching device 1 can leave the stable, closed switching state B and, via the unstable, dynamic state, go into the stable, open switching state S, which can be secured in a stable manner by the spring element 16.

3 zeigt das Ausführungsbeispiel der 1 und 2 schematisch in einer perspektivischen Vorderansicht, wobei ein Abschnitt des Betriebsstrompfades 5 im Bereich des gewundenen Abschnitts 15' des ersten Betätigungsorgans 15 transparent dargestellt ist. 3 shows the embodiment of 1 and 2 schematically in a perspective front view, with a portion of the operating current path 5 in the region of the twisted portion 15 'of the first actuator 15 is shown transparent.

Im in der 3 gezeigten dynamischen Schaltzustand D der Schaltvorrichtung 1 kann die Lücke L nicht mehr durch das Unterbrecherelement 7 überbrückt sein. Vielmehr ist das Unterbrecherelement 7 zwischen seiner geschlossenen Position Pb und seiner offenen Position Ps angeordnet sein. Das Ankerelement 14 kann von den Haltemagneten 12, 13 in der Öffnungsrichtung R durch das Mitnehmermittel 19 abgehoben sein. Das Federelement 16 kann entgegen der Öffnungsrichtung R jedoch noch gestaucht und nicht im gleichen Maß wie im offenen Schaltzustand S entspannt sein.Im in the 3 shown dynamic switching state D of the switching device 1, the gap L can no longer be bridged by the interrupter element 7. Rather, the breaker element 7 is arranged between its closed position Pb and its open position Ps. The armature element 14 can be lifted off the holding magnets 12, 13 in the opening direction R by the driver means 19. However, the spring element 16 can still be compressed counter to the opening direction R and not relaxed to the same extent as in the open switching state S.

Der transparent dargestellte Teil des gewundenen Abschnitts 15' ermöglicht die Darstellung des zweiten Betätigungsorgans 40, durch das ein Steuerstrom Is fließen kann. Das zweite Betätigungsorgan 40 kann als ein Teil eines Steuerstrompfades 41 und insbesondere als ein gewundener Abschnitt 42 des Steuerstrompfades 41 ausgebildet sein. Anschlussleitungen 43, 44 des zweiten Betätigungsorgans 40 sind zumindest teilweise durch den Magnetfeldleiter 26 verdeckt.The part of the tortuous portion 15' shown as transparent allows the second actuator 40 to be shown, through which a control current Is can flow. The second actuating element 40 can be designed as part of a control current path 41 and in particular as a tortuous section 42 of the control current path 41 . Connection lines 43, 44 of the second actuating member 40 are at least partially covered by the magnetic field conductor 26.

Der gewundene Abschnitt 42 kann wie der gewundene Abschnitt 15' des ersten Betätigungsorgans 15 als eine Teilwindung ausgebildet sein, die parallel zur Windungsebene P angeordnet ist. Um auch mit verhältnismäßig kleinen Steuerströmen Is Öffnungskräfte hervorrufen zu können, die ausreichen, um das Ankerelement 14 von den Haltemagneten 12, 13 zu lösen, kann das zweite Betätigungsorgan 40 mit mehreren Windungen ausgebildet sein. Die Windungen können so ausgerichtet sein, dass der Steuerstrom Is parallel zum Betriebsstrom Ib verläuft, wobei die parallelen Ströme Is, Ib durch benachbarte Abschnitte des Betriebsstrompfades 5 und des Steuerstrompfades 41 strömen. Hierdurch ist gewährleistet, dass das Betriebsstrommagnetfeld und das Steuermagnetfeld in gleicher Weise auf das Mitnehmermittel 19 einwirken und dieses jeweils oder gemeinsam in der Öffnungsrichtung R ziehen können.The coiled portion 42, like the coiled portion 15' of the first actuator 15, may be formed as a partial coil disposed parallel to the coil plane P. In order to be able to produce opening forces, even with relatively small control currents Is, which are sufficient to detach the armature element 14 from the holding magnets 12, 13, the second actuating member 40 can be designed with a plurality of windings. The windings can be aligned such that the control current Is is parallel to the operating current Ib, with the parallel currents Is, Ib flowing through adjacent sections of the operating current path 5 and the control current path 41 . This ensures that the operating current magnetic field and the control magnetic field act on the driver means 19 in the same way and can pull them in the opening direction R either individually or together.

Alternativ zu den bisher geschilderten Wegen, um den Schaltzustand der Schaltvorrichtung 1 von geschlossen B auf offen S zu ändern, kann die Schaltvorrichtung 1 auch anders und wie im Folgenden beschrieben ausgestaltet sein.As an alternative to the previously described ways of changing the switching state of the switching device 1 from closed B to open S, the switching device 1 can also be configured differently and as described below.

Um das Ankerelement 14 in der Öffnungsrichtung R aus seiner geschlossenen Position Pb entfernen zu können, können das Betriebsstrom- und/oder das Steuermagnetfeld wenigstens teilweise entgegengesetzt zum Magnetfeld der Haltemagneten 12, 13 ausgerichtet sein. Insbesondere im Bereich von Abschnitten des Ankerelements 14, die benachbart zu dem wenigstens einem Haltemagneten 12, 13 angeordnet sind, können das Betriebsstrom- und/oder das Steuermagnetfeld entgegengesetzt zum Magnetfeld des wenigstens einen Haltemagneten 12, 13 ausgerichtet sein. Die Betätigungsorgane 15, 40 und insbesondere deren gewundene Abschnitte 42 können zur Erzeugung derartig ausgerichteter Magnetfelder entsprechend angeordnet sein. Somit können das Betriebsstrom- und/oder Steuermagnetfeld jeweils für sich oder gemeinsam das Permanentmagnetfeld des Haltemagneten 12, 13 zumindest teilweise kompensieren.In order to be able to remove the armature element 14 from its closed position Pb in the opening direction R, the operating current and/or the control magnetic field can be aligned at least partially in the opposite direction to the magnetic field of the holding magnets 12, 13. In particular in the area of sections of the armature element 14 which are arranged adjacent to the at least one holding magnet 12, 13, the operating current and/or the control magnetic field can be aligned opposite to the magnetic field of the at least one holding magnet 12, 13. The actuating members 15, 40 and in particular their twisted sections 42 can be arranged accordingly for generating such aligned magnetic fields. Thus, the operating current and / or control magnetic field can each individually or together compensate the permanent magnetic field of the holding magnet 12, 13 at least partially.

Kompensiert das Betriebsstrom- oder das Steuermagnetfeld jeweils für sich oder beide gemeinsam das Permanentmagnetfeld der Haltemagneten 12, 13 so stark, dass die Sicherungskraft des Öffnungskraftspeichers größer ist als die Summe der Magnetkräfte, kann die Schaltvorrichtung den geschlossenen Schaltzustand B verlassen.If the operating current or the control magnetic field each individually or both together compensate the permanent magnetic field of the holding magnets 12, 13 to such an extent that the securing force of the opening force store is greater than the sum of the magnetic forces, the switching device can leave the closed switching state B.

Alternativ können das Betriebsstrom- und/oder das Steuermagnetfeld so ausgerichtet sein, dass sie eine Übertragung der magnetischen Haltekraft auf das Ankerelement 14 behindern. Insbesondere wenn das Betriebsstrom- und/oder das Steuermagnetfeld zumindest im Bereich des Ankerelements 14 benachbart zum Haltemagneten 12, 13 senkrecht zum Magnetfeld des Haltemagneten und beispielsweise parallel zum Ankerelement 14 ausgerichtet ist, können das Betriebsstrom- und/oder das Steuermagnetfeld ab einer vorgegebenen Höhe das Ankerelement 14 vor dem Magnetfeld des Haltemagneten 12, 13 abschirmen. Insbesondere kann die Schlaufen- oder Windungsebene P parallel zur Öffnungsrichtung R verlaufend angeordnet sein. Ist zum Beispiel zwischen dem Haltemagneten 12, 13 und dem Ankerelement 14 ein Magnetfeldleiter, beispielsweise eine weichmagnetische Platte angeordnet, und sind das Betriebsstrom- und/oder das Steuermagnetfeld einzeln oder gemeinsam so stark, dass deren senkrecht zum Magnetfeld des Haltemagneten verlaufende Komponenten den Magnetfeldleiter in die magnetische Sättigung bringen, kann der Magnetfeldleiter das Magnetfeld des Haltemagneten 12, 13 nicht mehr wie bisher oder womöglich sogar überhaupt nicht mehr an das Ankerelement 14 leiten. Sobald die auf das Ankerelement 14 wirkende und durch das Magnetfeld des Haltemagneten 12, 13 hervorgerufene Haltekraft geringer ist als die Sicherungskraft des Öffnungskraftspeichers, kann die Schaltvorrichtung 1 auch hier den geschlossenen Schaltzustand B verlassen.Alternatively, the operating current and/or the control magnetic field can be aligned in such a way that they prevent the magnetic holding force from being transmitted to the anchor element 14 . In particular, if the operating current and/or the control magnetic field is aligned perpendicularly to the magnetic field of the holding magnet and, for example, parallel to the armature element 14, at least in the region of the armature element 14 adjacent to the holding magnet 12, 13, the operating current and/or the control magnetic field can, from a predetermined level, Shield anchor element 14 from the magnetic field of holding magnet 12, 13. In particular, the loop or winding plane P can be arranged to run parallel to the opening direction R. If, for example, a magnetic field conductor, for example a soft magnetic plate, is arranged between the holding magnet 12, 13 and the armature element 14, and the operating current and/or the control magnetic field are individually or jointly so strong that their components running perpendicularly to the magnetic field of the holding magnet penetrate the magnetic field conductor in bring the magnetic saturation, the magnetic field conductor can no longer direct the magnetic field of the holding magnet 12, 13 to the anchor element 14 as before or possibly even no longer at all. As soon as the holding force acting on the armature element 14 and caused by the magnetic field of the holding magnet 12, 13 is less than the securing force of the opening force store, the switching device 1 can also leave the closed switching state B here.

Durch die obigen Maßnahmen kann es möglich sein, die Schaltvorrichtung 1 ohne das Mitnehmermittel 19 auszugestalten.The above measures may make it possible to design the shifting device 1 without the driver means 19 .

Claims

Switching device (1) with a switching device (6) which, in a closed switching state (B), is at least partially arranged in an operating current path (5) of the switching device (1) and through which the operating current path (5) is in an open switching state (S) of the Switching device (1) is interrupted, the switching device (1) having a first (15) and a second (40) actuating element which are designed to influence the switching state (B, S), the first actuating element (15) being in the operating current path (5 ) and the second actuating element (40) are arranged in a control current path (41), the switching device (1) being designed with a holding device (11) which has at least one holding magnet (12, 13) which secures the closed switching state (B), and wherein the switching device (6) has a coupling device (18) which is arranged with a mechanical interrupter element (7) de r switching device (6) is connected in a movement-transmitting manner, the coupling device (18) being designed with an anchor element (14) by means of which the interrupter element (7) can be moved in a positive manner at least in an opening direction (R), characterized in that the coupling device (18 ) has a substantially U-shaped driver means (19), and a lower, closed section of the substantially U-shaped driver means (19) is designed as a magnetic field receiving plate (24), and the anchor element (14) in the opening direction (R) relative to the driver means (19) is held movable.

Switching device (1) after claim 1 , characterized in that the switching device (6) can be actuated by the first actuating element (15) at least partially by operating currents (Ib) above an operating current limit and can be converted from the closed switching state (B) to the open switching state (S).

Switching device (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the first actuating member (15) is part of an overload safety device of the switching device (1).

Switching device (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the first actuating member (15) has an at least partially wound section (15 ') of the operating current path (5).

Switching device (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the switching device (6) can be actuated by the second actuating element (40) at least partially by a control current (Is) and can be converted from the closed switching state (B) to the open switching state (S).

Switching device (1) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the second actuating member (40) has an at least partially wound section (42) of the control current path (41).

Switching device (1) according to one of Claims 4 until 6 , characterized in that the second actuating member (40) is surrounded at least in sections by the winding section (15 ') of the operating current path (5).

Switching device (1) according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the holding device (11) has a safety element (E) through which the switching device (6) is held in the open switching state (S).

Switching device (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the armature element (14) is arranged closer to the holding magnet (12, 13) in the closed switching state (B) than in the open switching state (S).

Switching device (1) according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the coupling device (18) has an actuating element (19) with a driver element (M), the anchor element (14) being positively coupled to the actuating element (19) by the driver element (M).

Switching device (1) after claim 10 , characterized in that the actuating element (19) is aligned parallel to a loop plane (P) formed by one of the twisted sections (15', 42).