DE102015112141A1

DE102015112141A1 - Disconnector for high DC or AC currents at high voltages

Info

Publication number: DE102015112141A1
Application number: DE102015112141.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2017-01-26
Also published as: DE112016003342A5; WO2017016543A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere Trennschalter (10) für hohe Gleich- und Wechselströme bei hohen Spannungen, der aus einer Leitstellung in eine Trennstellung überführt werden kann und der ein Gehäuse (12), einen ersten Kontakt (29), einen zweiten Kontakt (30) und mindestens ein Verbindungselement (22), das in der Leitstellung des Schalters (10) eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kontakt (29) und dem zweiten Kontakt (30) herstellt, aufweist, wobei das Gehäuse (12) einen das mindestens eine Verbindungselement (22) umgebenden Innenraum (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement (22) in seiner Erstreckungsrichtung axial zugbelastet ist oder zugbelastet werden kann, so dass durchtrennte Teile des Verbindungselements sich voneinander entfernen können.The present invention relates to a switch, in particular disconnector (10) for high DC and AC currents at high voltages, which can be transferred from a Leitstellung in a disconnected position and a housing (12), a first contact (29), a second contact (30) and at least one connecting element (22), which establishes an electrical connection between the first contact (29) and the second contact (30) in the conducting position of the switch (10), wherein the housing (12) has an at least a connecting element (22) surrounding the interior (18), characterized in that the at least one connecting element (22) in its direction of extension is axially tensioned or can be loaded train, so that severed parts of the connecting element can move away from each other.

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere einen Trennschalter. Dieser kann hohe Gleich- oder Wechselströme bei hohen Spannungen trennen, er kommt beispielsweise in einem Spannungsbereich zwischen 100V und 5000V zum Einsatz. Dabei können elektrische Ströme bis 10000A getrennt werden. The present invention relates to a switch, in particular a circuit breaker. This can separate high DC or AC currents at high voltages, it is used, for example, in a voltage range between 100V and 5000V. Electric currents up to 10000A can be separated.

Hintergrund der Erfindung Background of the invention

Das Schalten von Stromkreisen mit hoher Leistung, also bei hohen Spannungen und/oder hohen Strömen ist eine Herausforderung auf dem gesamten Gebiet der Elektrotechnik. Insbesondere tritt das Problem beim Abschalten von hohen Gleichströmen und den hier gegenüber Wechselströmen nicht vorhandenen Nulldurchgängen auf, dass bei hinreichend hoher Spannung Lichtbögen gebildet werden können, die ab circa 100V Quellspannung stabil stehen bleiben können und alle Materialien in ihrer Umgebung verzehren. Durch den Abbrand und die Ionisation der den Strom führenden Kontakte bzw. Elektroden kann hierbei im Lichtbogen Strom weiterfließen, während der Stromkreis durch den Schalter mechanisch schon getrennt ist bzw. getrennt sein sollte. Zur Vermeidung dieses Problems sind vielfältige Ansätze bekannt. Bei einigen dieser Ansätze geht es auch um die Schnelligkeit des Trennvorganges. Switching high power circuits, ie at high voltages and / or high currents, is a challenge in the entire field of electrical engineering. In particular, the problem occurs when switching off high DC currents and the zero crossings here compared to alternating currents on that arcs can be formed at sufficiently high voltage, which can remain stable from about 100V source voltage stable and consume all materials in their environment. As a result of the burnup and the ionization of the current-carrying contacts or electrodes, current can continue to flow in the arc while the circuit is already mechanically separated by the switch or should be disconnected. To avoid this problem, various approaches are known. Some of these approaches also involve the speed of the separation process.

Die schweizerische Patentschrift CH 24 06 70 offenbart eine Vorrichtung zur Verbindung und Trennung von Stromkreisen, in denen hohe Potenziale auftreten. Das Patent offenbart, dass eines der Hochspannung führenden Kontaktleiterelemente mit einer metallischen Schirmhaube überdeckt werden kann. Das Kontaktleiterelement kann mehrere einzelne Kontaktleiter aufweisen und dementsprechend kann die metallische Schirmhaube mit einer der Zahl der Kontaktleiter entsprechenden Zahl von Öffnungen versehen werden. Die Schirmhaube wird mechanisch so mit dem Kontaktleiter verbunden, dass sie bei Annäherung eines zweiten Kontaktleiters, also des Gegenkontaktleiters mechanisch zurückbewegt wird und erst dann durch die Öffnungen hindurch die bis dahin abgeschirmten Kontaktleiter freigegeben werden. Diese Schalteinrichtung soll insbesondere bei Endstufen von Langwellensendern zum Einsatz kommen. The Swiss patent CH 24 06 70 discloses a device for connecting and disconnecting circuits in which high potentials occur. The patent discloses that one of the high voltage leading contact conductor elements can be covered with a metal shield cap. The contact conductor element may comprise a plurality of individual contact conductors and, accordingly, the metallic shield cover may be provided with a number of openings corresponding to the number of contact conductors. The shield cap is mechanically connected to the contact conductor so that it is moved back mechanically upon approach of a second contact conductor, so the mating contact conductor and only then through the openings through the hitherto shielded contact conductors are released. This switching device is intended to be used in particular in power amplifiers of long-wave transmitters.

Es ist erkennbar, dass durch die Schirmhaube die Ausbildung von Lichtbögen erschwert wird, ebenso erkennbar ist aber, dass diese jedenfalls bei hinreichend hoher Spannung nicht völlig unterdrückt werden kann. Der mechanische Aufbau ist auch für eine sehr schnelle Verbindung oder Trennung eines Stromkreises wenig geeignet, sie ist zudem nur für relativ kleine und hochfrequente Ströme wirksam. It can be seen that the formation of arcs is made more difficult by the umbrella hood, but it can also be seen that, in any case, it can not be completely suppressed at a sufficiently high voltage. The mechanical structure is not very suitable for a very fast connection or disconnection of a circuit, it is also effective only for relatively small and high-frequency currents.

Die deutsche Patentschrift DE 19 28 922 C3 offenbart einen Ansatz der Hochspannungstechnik, welcher ebenfalls die mechanische Trennung von Stromkreisen anstrebt. Der Strom wird über ein oder mehrere Trennmesser geführt, welche in ein Gegenschaltstück mechanisch hinein bewegt werden können. Die Trennmesser können zusätzlich gedreht werden, um einen besseren elektrischen Kontakt mit dem Gegenschaltstück sicher zu stellen. Dieser Ansatz erlaubt den Umgang mit sehr hohen Spannungen im Bereich von mehr als 10kV und wohl auch mehr als 100kV. Die mechanische Trennung ist aber wiederum recht langsam, außerdem ist ein mechanisch aufwändig herzustellendes Bauteil erforderlich, welches auch einen Platz einnimmt. The German patent DE 19 28 922 C3 discloses an approach of high voltage engineering which also seeks to mechanically isolate circuits. The current is passed through one or more cutting blades, which can be moved into a counterpart piece mechanically into it. In addition, the separating blades can be rotated in order to ensure better electrical contact with the counterpart contact piece. This approach allows dealing with very high voltages in the range of more than 10kV and probably more than 100kV. The mechanical separation is again quite slow, in addition, a mechanically complex to produce component is required, which also occupies a place.

Die deutsche Auslegeschrift 1 050 858 offenbart einen elektrischen Stromkreisunterbrecher in Form eines Sprengtrenners. Der Sprengtrenner weist eine Kammer auf, in der sich ein hohles Leiterstück befindet. In dieses kann eine Sprengladung eingebracht werden. Das Leiterstück kann über Kontakte mit Stromleitungen verbunden werden. Die Sprengladung kann durch eine beliebige Zündeinrichtung, beispielsweise einen Glühdraht gezündet werden. Dadurch wird das hohle Leiterstück zersprengt und eine Trennstrecke hergestellt. Die Ausbildung eines Lichtbogens soll durch einen Beutel oder Behälter unterdrückt werden, der mit Wasser gefüllt werden kann. Das Wasser wird durch die Hitze der Explosion zum Teil verdampft und soll so die Löschung eines Lichtbogens wesentlich unterstützen. Ein wesentlicher Vorteil des Sprengtrenners ist, dass er eine sehr schnelle Trennung eines Schaltkreises bewirken kann. Die Löschung eines Lichtbogens mit Wasser erscheint jedoch nicht zufriedenstellend. Sie könnte auch zur Benetzung umliegender Bauteile führen. Ferner ist zu bedenken, dass eine Unterbrechung des Schaltkreises hier ausschließlich durch die Sprengladung bewirkt werden kann. Eine manuelle Betätigung ist nicht möglich, so dass es sich hierbei auch nicht um einen Schalter im klassischen Sinne handelt. Eine Kapselung der Vorrichtung, die eine Wirkung nach außen ermöglichen würde, ist nicht möglich, weil die Sprengschwaden, die Trümmerstücke aus der Sprengung und insbesondere das verdampfende Wasser einen mit normalen Mitteln nicht mehr beherrschbaren Überdruck erzeugen würden, der nur durch extrem starke metallische Wandstärken beherrschbar wäre. The German Auslegeschrift 1 050 858 discloses an electrical circuit breaker in the form of an explosive separator. The blasting separator has a chamber in which a hollow conductor piece is located. In this an explosive charge can be introduced. The conductor piece can be connected via contacts with power lines. The explosive charge can be ignited by any ignition device, such as a filament. As a result, the hollow conductor piece is burst and made a separation distance. The formation of an arc should be suppressed by a bag or container that can be filled with water. The water is partially vaporized by the heat of the explosion and is said to support the extinguishing of an arc significantly. An important advantage of the blasting separator is that it can cause a very fast separation of a circuit. However, extinguishing an arc with water does not seem satisfactory. It could also lead to the wetting of surrounding components. Furthermore, it should be considered that an interruption of the circuit can be effected here exclusively by the explosive charge. A manual operation is not possible, so this is not a switch in the classical sense. An encapsulation of the device, which would allow an effect to the outside, is not possible because the explosive swaths, the debris from the demolition and in particular the evaporating water would produce an uncontrollable by normal means overpressure controllable only by extremely strong metallic wall thicknesses would.

Die deutsche Gebrauchsmusterschrift DE 20 2007 013 841 U1 offenbart ein elektrisches Schaltgerät, welches einen Kurbelkasten aufweist. Die Bedienung des Schaltgerätes erfolgt mechanisch über diesen Kurbelkasten, beispielsweise kann es von einer Einschaltstellung in eine Ausschaltstellung überführt werden. Zur Unterdrückung von möglicherweise auftretenden Lichtbögen wird Isoliergas eingesetzt. Dieses Isoliergas muss, um zuverlässig einen Lichtbogen unterdrücken zu können, einen vorgegebenen Mindestdruck aufweisen. Zur Prüfung der Einhaltung des Mindestdrucks ist ein Drucksensor vorgesehen. Wenn ein Isoliergas auch die Entstehung eines Lichtbogens zuverlässiger zu unterdrücken erscheint als etwa ein Wasserbeutel, so ist das Vorsehen von Drucksensoren doch sehr aufwändig. In diesem Hinblick wäre also eine einfachere Lösung wünschenswert. The German Utility Model DE 20 2007 013 841 U1 discloses an electrical switching device having a crankcase. The operation of the switching device is done mechanically via this crankcase, for example, it can be from a closed position to an open position be transferred. Insulating gas is used to suppress any possible arcing. In order to reliably suppress an arc, this insulating gas must have a predetermined minimum pressure. To check compliance with the minimum pressure, a pressure sensor is provided. If an insulating gas appears to suppress the formation of an arc more reliable than, for example, a water bag, then the provision of pressure sensors is very complicated. In this regard, a simpler solution would be desirable.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 198 19 662 A1 offenbart einen elektrischen Schalter zum Unterbrechen der Stromversorgung eines Kraftfahrzeugs. Der elektrische Schalter entspricht im Wesentlichen dem Konzept eines Trennsprengers. Insbesondere soll er dazu dienen, bei einem Kraftfahrzeugunfall einen Kurzschluss im elektrischen Bordnetz zu vermeiden. Ein solcher Kurzschluss kann bei auslaufendem Kraftstoff einen Brand verursachen. Daher ist vorgesehen, den elektrischen Schalter hinter der Batterieklemme einzusetzen. Der elektrische Schalter kann beispielsweise durch eine Zündpille ausgelöst werden, welche ihrerseits durch einen Crash- oder Aufprallsensor ausgelöst wird. Beim Trennen des Schalters kann ein Funke entstehen. Dieser soll durch das Gehäuse gegenüber der Umgebung abgeschirmt werden. Dieser elektrische Schalter ist für die hohen Ströme und Spannungen ausgelegt, die bei einem Batteriekurzschluss oder vergleichbaren Kurzschluss im Kfz auftreten können. Die Entstehung eines Funkens kann aber nicht ganz vermieden werden, so dass das Gehäuse diesen verlässlich abschirmen muss. The German patent application DE 198 19 662 A1 discloses an electrical switch for interrupting the power supply of a motor vehicle. The electrical switch essentially corresponds to the concept of a splitter. In particular, he should serve to avoid a short circuit in the electrical system in a motor vehicle accident. Such a short circuit can cause a fire if fuel leaks. Therefore, it is intended to insert the electrical switch behind the battery terminal. The electrical switch can be triggered for example by a squib, which in turn is triggered by a crash or impact sensor. When disconnecting the switch, a spark may occur. This should be shielded by the housing from the environment. This electrical switch is designed for the high currents and voltages that can occur in the case of a battery short circuit or similar short circuit in the vehicle. The emergence of a spark can not be completely avoided, so that the housing must protect it reliably.

Die deutsche Patentschrift DE 102 05 369 B4 offenbart einen ähnlichen Schalter in der Form einer elektrischen Sicherung, insbesondere einer pyrotechnischen Sicherung für das Unterbrechen hoher Stromstärken in elektrischen Schaltkreisen. Auch diese Sicherung ist speziell für den Einsatz zum Trennen der Bordverkabelung einer Autobatterie kurz nach einem Unfall ausgelegt. Auch dieser verbesserte Ansatz erlaubt allerdings keine manuelle Schaltung. The German patent DE 102 05 369 B4 discloses a similar switch in the form of an electrical fuse, in particular a pyrotechnic fuse for breaking high currents in electrical circuits. Also, this fuse is designed specifically for use for disconnecting the on-board wiring of a car battery shortly after an accident. However, this improved approach does not allow manual switching.

Die beiden letztgenannten Schalter sind wohl bei Quellspannungen unter 100V Gleichspannung gut einsetzbar, darüber würde jedoch zwangsläufig ein Lichtbogen entstehen, der, hohe elektrische Ströme im Augenblick des Trennens vorausgesetzt, stabil stehen, die Schalter zerstören und den Stromkreis letztendlich nicht trennen würde. The two last-mentioned switches are well usable at source voltages below 100V DC, but would inevitably create an arc that, assuming high electrical currents at the moment of separation, are stable, destroy the switches and ultimately would not separate the circuit.

Weiterhin weisen die Schalter des Stands der Technik oft das Problem auf, dass die Trennung des Stromkreises oft nicht ausreichend schnell genug stattfindet, bzw. die getrennten Teile des Stromkreises nicht schnell genug voneinander entfernt werden, so dass zwischen diesen ein unerwünschter Lichtbogen erzeugt wird, der den Stromfluss nicht unterbindet. Furthermore, the switches of the prior art often have the problem that the separation of the circuit often does not take place sufficiently fast enough, or the separate parts of the circuit are not removed fast enough from each other, so that between them an undesirable arc is generated the current flow is not prevented.

Beschreibung der Erfindung Description of the invention

Die vorliegende Erfindung wünscht diesen Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere soll ein Trennschalter zur Verfügung gestellt werden, welcher für hohe Gleich- und Wechselströme bei hohen Quell- bzw. Schaltspannungen geeignet ist, auch ohne Wartung viele Jahre in Bereitschaft steht und vor allem nach außen bei der Auslösung keine Wirkung hat, also umliegende Bauteile nicht beeinträchtigt. Der Schalter soll sicher sein und dennoch kostengünstig in der Herstellung. Weiterhin soll die Unterbrechung des Stromkreises möglichst schnell und effektiv stattfinden, so dass er schnell zum Erliegen kommt und sich auch keine Lichtbögen bilden können. Er soll auch gut mit anderen Sicherungssystemen kombinierbar sein. The present invention seeks to improve upon this prior art. In particular, a circuit breaker is to be made available, which is suitable for high DC and AC currents at high swelling or switching voltages, even without maintenance for many years on standby and especially to the outside when triggered no effect, so surrounding components not impaired. The switch should be safe and yet inexpensive to manufacture. Furthermore, the interruption of the circuit should take place as quickly and effectively, so that it comes to a halt quickly and also can not form arcs. He should also be well combined with other security systems.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere Trennschalter für hohe Gleich- und Wechselströme bei hohen Spannungen, der aus einer Leitstellung in eine Trennstellung überführt werden kann und der ein Gehäuse, einen ersten Kontakt, einen zweiten Kontakt und ein Verbindungselement, das in der Leitstellung des Schalters eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt herstellt, aufweist, wobei das Gehäuse einen das Verbindungselement umgebenden Innenraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement in seiner Erstreckungsrichtung axial zugbelastet ist oder zugbelastet werden kann, so dass durchtrennte Teile bzw. Enden des Verbindungselements nach dem Trennvorgang voneinander entfernt werden und somit in der Trennstellung des Schalters einen großen Isolationsabstand aufweisen, der zumindest so groß ist wie der Bewegungsweg infolge der Federbeaufschlagung. The present invention relates to a switch, in particular circuit breaker for high DC and AC currents at high voltages, which can be transferred from a Leitstellung in a disconnected position and a housing, a first contact, a second contact and a connecting element in the Leitstellung of Switch, an electrical connection between the first contact and the second contact produces, wherein the housing has an interior space surrounding the connecting element, characterized in that the connecting element in its direction of extension is axially tensioned or can be loaded train, so that severed parts or ends of the connecting element after the separation process are removed from each other and thus in the disconnected position of the switch have a large isolation distance which is at least as large as the path of movement due to the spring action.

Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Schalter eine Trennvorrichtung zum Durchtrennen des mindestens einen Verbindungselements auf. Preferably, the switch according to the invention has a separating device for severing the at least one connecting element.

Der Schalter soll von einer Leitstellung in eine Trennstellung überführt werden. Die Leitstellung kann auch als Einschaltstellung beschrieben werden. In dieser Stellung fließt ein Strom zwischen einem ersten Kontakt und einem zweiten Kontakt. In der Trennstellung fließt zumindest kein Strom zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt. Es ist leicht möglich, dass in dieser Trennstellung zwischen zwei anderen Kontakten, beispielsweise dem ersten Kontakt und einem dritten Kontakt Strom fließt. Dann wäre der Schalter kein bloßer Trennschalter. The switch should be transferred from a control position to a disconnected position. The control position can also be described as a closed position. In this position, a current flows between a first contact and a second contact. In the disconnected position, at least no current flows between the first contact and the second contact. It is easily possible that flows in this disconnected position between two other contacts, such as the first contact and a third contact current. Then the switch would not be a mere circuit breaker.

Der Schalter soll als Trennschalter für hohe Ströme bei hohen Quellspannungen geeignet sein. In jedem Fall soll er für Spannungen über 100V und auch für das Trennen von Gleichströmen geeignet sein. Der Schalter ist seiner Konstruktion nach in aller Regel auch für Mittel- bzw. Hochspannungen im Sinne der VDE-Vorschriften, nämlich für Spannungen für mehr als 1kV geeignet. The switch should be suitable as a disconnector for high currents at high source voltages. In any case, it should be suitable for voltages above 100V and also for the separation of direct currents. As a rule, the switch is also suitable for medium and high voltages in the sense of the VDE regulations, namely for voltages of more than 1 kV.

Der Schalter weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Wie erwähnt, könnte er auch weitere Kontakte aufweisen. Zumindest mit dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt wird er in einen zu schaltenden, d. h. potenziell zu trennenden Stromkreis geschaltet. In der Leitstellung des Schalters wird die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt durch ein Verbindungselement hergestellt. In der Regel wird das Verbindungselement den ersten Kontakt und den zweiten Kontakt auch mechanisch verbinden. The switch has a first contact and a second contact. As mentioned, he could also have other contacts. At least with the first contact and the second contact, he is in a to be switched, d. H. potentially disconnected circuit. In the control position of the switch, the electrical connection between the first contact and the second contact is made by a connecting element. As a rule, the connecting element will also mechanically connect the first contact and the second contact.

Zweckmäßigerweise erstreckt sich das Verbindungselement im Wesentlichen entlang einer Achse. Ein geeignetes Verbindungselement ist daher mindestens ein draht- oder ein rohrförmiges Gebilde. Das Gebilde muss dabei keine gleichmäßige Struktur aufweisen, es kann durchaus mechanische Schwächungen oder Verstärkungen aufweisen. Ebenfalls sehr gut geeignet ist ein mehr oder weniger strukturiertes oder gelochtes Verbindungsblech. Das Verbindungselement ist zum einen im Hinblick auf seine Geometrie und sein Material und zum anderen auf seine elektrischen Anforderungen, also die Stromleitung in der Leitstellung und Abführung der durch den Stromfluss in ihm erzeugten Wärmeenergie hin zu dimensionieren. Das Verbindungselement besteht zum Beispiel aus Kupfer oder dessen Legierungen oder aus Wolfram und dessen Legierungen, insbesondere aus einem Material, das zwar elektrisch gut leitfähig ist, aber dabei für dessen Verdampfen und Ionisieren möglichst hohe Energien erfordert, beispielsweise Wolfram und dessen Legierungen. Auch Beschichtungen des Verbindungselements mit derartigen Metallen oder Legierungen sind möglich (Mehrschicht- oder Sandwichaufbau). Conveniently, the connecting element extends substantially along an axis. A suitable connecting element is therefore at least one wire or a tubular structure. The structure must not have a uniform structure, it may well have mechanical weakenings or reinforcements. Also very suitable is a more or less structured or perforated connecting plate. The connecting element is on the one hand in terms of its geometry and its material and on the other to its electrical requirements, ie to dimension the power line in the control position and discharge of the heat generated by the flow of current in it. The connecting element consists, for example, of copper or its alloys or of tungsten and its alloys, in particular of a material which, although electrically conductive, requires very high energies for its evaporation and ionization, for example tungsten and its alloys. Coatings of the connecting element with such metals or alloys are also possible (multilayer or sandwich construction).

Neben dem Einsatz von nur einem Verbindungselement sind auch Ausführungen von Vorteil, bei denen mehrere Verbindungselemente elektrisch und mechanisch parallel geschaltet sind. Somit kann der erfindungsgemäße Schalter auch zwei oder mehr Verbindungselemente aufweisen. Damit lässt sich der Einschleifwiderstand der Sicherung in den übergeordneten Stromkreis deutlich reduzieren. In addition to the use of only one connecting element are also embodiments of advantage in which a plurality of connecting elements are electrically and mechanically connected in parallel. Thus, the switch according to the invention can also have two or more connecting elements. This significantly reduces the insertion resistance of the fuse into the higher-level circuit.

Für das kommandierte Trennen dieser Mehrfach-Verbindungselemente muss dann entweder für jedes einzelne Verbindungselement eine eigene Trennvorrichtung vorhanden sein, oder man führt das Bündel der Verbindungselemente an einer Stelle zusammen und trennt dieses bei Bedarf an dieser Stelle mit nur einer Trennvorrichtung auf. For the commanded separating these multiple fasteners then either a separate separation device must be present for each individual connection element, or you brings together the bundle of fasteners in one place and separates it if necessary at this point with only one separator.

Zum anderen soll das Verbindungselement im Hinblick auf seine Funktion für das gewünschte kommandierte Schalten gewählt werden. Es soll nämlich im Sinne der Erfindung möglich sein, das Verbindungselement bewusst / kommandiert zu durchtrennen, so dass der erste Kontakt elektrisch vom zweiten Kontakt getrennt ist, der Schalter also in seine Trennstellung überführt ist, auch wenn die Strombelastung noch nicht so hoch ist, dass sich das Verbindungselement von selbst auftrennt. On the other hand, the connecting element should be selected with regard to its function for the desired commanded switching. Namely, it should be possible within the meaning of the invention, the connecting element conscious / commanded to cut, so that the first contact is electrically isolated from the second contact, the switch is thus transferred to its disconnected position, even if the current load is not so high that the connection element separates itself.

Es ist ein wesentliches Element des erfindungsgemäßen Schalters, dass das Verbindungselement in seiner Erstreckungsrichtung axial zugbelastet ist oder zugbelastet werden kann, so dass durchtrennte Teile des Verbindungselements sich voneinander entfernen können. Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Schalter hierzu mindestens eine Feder auf, die sich in der Leitstellung des Schalters vorzugsweise in gespanntem Zustand befindet. Die gespannte Feder ist mit dem Gehäuse des Schalters und dem Verbindungselement fest verbunden. Bei Durchtrennen des Verbindungselements relaxiert die Feder vorzugsweise in Erstreckungsrichtung weg von dem Punkt, an dem das Verbindungselement durchtrennt wurde. Dies hat den Vorteil, dass die mindestens zwei getrennten Teile des durchtrennten Verbindungselements sich äußerst schnell voneinander wegbewegen, so dass eine sichere und schnelle Trennung der elektrischen Verbindung gewährleistet ist. Zudem können die mindestens zwei getrennten Teile des Verbindungselements auf diese Weise so weit voneinander entfernt werden, dass die Bildung eines Lichtbogens zwischen den beiden Teilen selbst bei hohen Strömen bzw. Spannungen nicht stattfinden kann. It is an essential element of the switch according to the invention that the connecting element is axially tension-loaded in its direction of extension or can be tensioned, so that severed parts of the connecting element can move away from each other. For this purpose, the switch according to the invention preferably has at least one spring, which is preferably in the tensioned state in the guide position of the switch. The tensioned spring is fixedly connected to the housing of the switch and the connecting element. When the connecting element is cut through, the spring preferably relaxes in the extension direction away from the point at which the connecting element has been severed. This has the advantage that the at least two separate parts of the severed connecting element move away from each other very quickly, so that a secure and rapid separation of the electrical connection is ensured. In addition, the at least two separate parts of the connecting element can be so far apart in this way that the formation of an arc between the two parts can not take place even at high currents or voltages.

Anstelle von Federn können selbstverständlich auch Gasdruckfedern, hydraulisch betätigte oder auch pyrotechnisch betriebene Pin-Puller oder Kraftelemente eingesetzt werden. Das Wort "Feder" bedeutet hier und nachfolgend nur eine Baugruppe/Funktion, mit deren Hilfe die getrennten Teile des Verbindungselementes auseinandergezogen werden können, entweder selbsttätig wie bei der mechanischen Feder oder der Gasdruckfeder, oder kommandiert wie bei dem Hydraulik- oder Pyrotechnik-Pin-Puller. Instead of springs, of course, gas springs, hydraulically operated or pyrotechnic operated pin puller or force elements can be used. The term "spring" here and below means only one assembly / function that can be used to pull apart the separate parts of the fastener, either automatically as with the mechanical spring or gas spring, or command as in the hydraulic or pyrotechnic pin. Puller.

In einer weiteren Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Schalter mindestens zwei gespannte Federn auf, die an zwei verschiedenen, vorzugsweise gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses mit dem Gehäuse und dem Verbindungselement fest verbunden sind. Alle Ausführungsformen, die in Verbindung mit der mindestens einen Feder in dieser Anmeldung genannt sind, treffen vorzugsweise auch für die zweite oder weitere Feder zu. Der Vorteil von zwei Federn an gegenüberliegenden Innenseiten des Gehäuses des Schalters ist, dass, wenn der Schalter über einen langen Zeitraum funktionieren soll, bei Ausfall einer der Federn, die andere Feder immer noch eine sichere Trennung der mindestens beiden getrennten Teile des Verbindungselements gewährleistet. In a further embodiment, the switch according to the invention comprises at least two tensioned springs, which are fixedly connected to the housing and the connecting element on two different, preferably opposite sides of the housing. All embodiments mentioned in connection with the at least one spring in this application preferably also apply for the second or further spring too. The advantage of having two springs on opposite inner sides of the housing of the switch is that, if the switch is to operate for a long period of time, if one of the springs fails, the other spring still ensures a secure separation of the at least two separate parts of the connecting element.

Die Befestigung des Verbindungselements an die Feder erfolgt vorzugsweise über eine sogenannte Zugplatte, die mit der Feder und dem Verbindungselement verbunden ist. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass der Schalter über ein Federgehäuse verfügt, das die Feder beispielsweise vor einem isolierenden Füllmaterial innerhalb des Innenraums des Gehäuses des Schalters schützt. The attachment of the connecting element to the spring is preferably carried out via a so-called tension plate, which is connected to the spring and the connecting element. Furthermore, it can be provided that the switch has a spring housing, which protects the spring, for example, in front of an insulating filling material within the interior of the housing of the switch.

Das Verbindungselement ist vorzugsweise aus einem Material, das dessen Stauchung bei Relaxation der Feder erlaubt. Auf diese Weise ist das Auseinanderbewegen der durchtrennten Enden des Verbindungselements gewährleistet. In anderen Worten werden die Relaxationskraft der Feder und die Stauchbarkeit des Verbindungselements entsprechend aufeinander abgestimmt. Das Verbindungselement kann ebenfalls verschiedene Formen haben. Zweckmäßig ist es, wenn das Verbindungselement ein Röhrchen ist. Alternativ kann das Verbindungselement auch ein Draht sein. Ebenfalls wäre ein Band zweckmäßig, das überdies besonders geeignet ist, um über Bohrungen und Prägungen vorgegebene Trennstellen und gleichzeitig gut einstellbare Schmelzbereiche für das passive Trennen des Verbindungselements zu erzeugen. Das Verbindungselement kann zweckmäßigerweise aus Metall bestehen, beispielsweise aus Kupfer, Messing, Rotguss, Stahl oder Edelstahl. Es kommen auch deren Legierungen in Frage, ferner auch elektrisch leitfähig beschichtete Kohlefasern und Glasfasern, alle Bänder auch in Sandwichbauweise. Vorzugsweise ist das Verbindungselement als Schmelzleiter ausgebildet. The connecting element is preferably made of a material that allows its compression during relaxation of the spring. In this way, the moving apart of the severed ends of the connecting element is ensured. In other words, the relaxation force of the spring and the compressibility of the connecting element are matched accordingly. The connecting element can also have different shapes. It is expedient if the connecting element is a tube. Alternatively, the connecting element may also be a wire. Also, a tape would be useful, which is also particularly suitable to produce via holes and embossing predetermined separation points and at the same time easily adjustable melting ranges for the passive separation of the connecting element. The connecting element can expediently be made of metal, for example copper, brass, red brass, steel or stainless steel. There are also their alloys in question, also electrically conductive coated carbon fibers and glass fibers, all bands also in sandwich construction. Preferably, the connecting element is designed as a fusible conductor.

Das Auseinanderbewegen der mindestens zwei getrennten Teile des Verbindungselements erfolgt vorzugsweise mindestens über eine Länge von mehr als 1% oder mehr als 5% des vormaligen Verbindungselements, Werte zwischen 5% und 20% sind in der Regel sinnvoll. Überdies ist die minimal zu bildende Trennstrecke stark abhängig von der Quellspannung und dem fließenden Strom im Augenblick der Trennung des Verbindungselements, sowie vom Stoff und der Einbringart (locker eingefüllt oder eingepresst, getrocknet oder im Gemenge mit einem Gleit- oder Dämpfungsmittel) des Füllmaterials. The moving apart of the at least two separate parts of the connecting element is preferably at least over a length of more than 1% or more than 5% of the former connecting element, values between 5% and 20% are usually useful. Moreover, the minimum separation distance to be formed is highly dependent on the source voltage and the flowing current at the moment of disconnection of the fastener, as well as the fabric and method of introduction (loosely filled or pressed, dried or blended with a slip or cushioning agent) of the filler.

Die Trennvorrichtung kann auf jegliche Weise ausgestaltet sein, die es erlaubt, die Verbindungsvorrichtung zu durchtrennen. Die Trennvorrichtung kann ein vom Gehäuse geführter Kolben sein, der durch eine mechanische Bewegung das Verbindungselement durchtrennen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Trennvorrichtung so ausgestaltet sein, dass bei Überschreiten eines bestimmten Nennwerts des/der an das Verbindungselement angelegten Stroms oder Spannung das Verbindungselement durchtrennt werden kann. The separating device can be designed in any way that allows to sever the connecting device. The separating device can be a piston guided by the housing, which can sever the connecting element by a mechanical movement. Alternatively or additionally, the separating device may be designed such that when a certain nominal value of the current or voltage applied to the connecting element is exceeded, the connecting element can be severed.

Ist die Trennvorrichtung ein vom Gehäuse des Schalters geführter Kolben, so verläuft die mechanische Bewegungsrichtung des Kolbens vorzugsweise in einer Richtung unterschiedlich zu der Erstreckungsrichtung des Verbindungselements, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht dazu. Die mechanische Bewegung des Kolbens führt vorzugsweise dazu, dass das Verbindungselement durchstanzt, durchschnitten oder durchrissen wird. In anderen Worten kann der Kolben als Stanz-, Schneid- oder Reißkolben ausgestaltet sein. If the separating device is a piston guided by the housing of the switch, then the mechanical direction of movement of the piston preferably extends in a direction different from the extension direction of the connecting element, preferably substantially perpendicular thereto. The mechanical movement of the piston preferably results in that the connecting element is punched, cut or torn. In other words, the piston can be designed as a punching, cutting or ripping piston.

Ist der Kolben als Stanz- oder Schneidkoben ausgebildet, so weist er an dem Ende, an dem das Verbindungselement durchtrennt werden soll, eine Spitze zum Ausstanzen eines Teils des Verbindungselements oder eine Spitze zum Zerschneiden des Verbindungselements auf. Um einen Gegendruck auf der dem Kolben gegenüberliegenden Seite des Verbindungselements zu gewährleisten, weist der erfindungsgemäße Schalter in seinem Innenraum vorzugsweise ein mit dem Gehäuse mechanisch verbundenes Gegenstück zu dem Kolben auf, das sich auf der dem Kolben gegenüberliegenden Seite des Verbindungselements befindet, um ein möglichst schnelles Durchtrennen des Verbindungselements zu gewährleisten. Das mit dem Gehäuse verbundene Gegenstück ist vorzugsweise eine Matrize für einen als Stanzkolben ausgebildeten Kolben oder eine Gegenfläche für einen als Schneidkolben ausgebildeten Kolben, oder das Gegenstück ist selbst ein Schneidwerkzeug. Die Spitze des Kolbens kann auch selbst eine Matrize für ein Stanzelement sein. In diesem Fall ist das am Gehäuse befestigte Gegenstück selbst als Stanzelement ausgebildet. Ebenso kann die Spitze des Kolbens auch selbst als Gegenfläche für ein Schneidwerkzeug ausgebildet sein, wobei das Schneidwerkzeug dann das am Gehäuse befestigte Gegenstück zu dem beweglichen Kolben ist. Ist der Kolben oder das Gegenstück dazu als Stanzwerkzeug ausgebildet, so wird eine Teilstrecke in der Mitte des Verbindungselements ausgestanzt. Dies hat den Vorteil, dass die mit den Kontakten verbundenen Teile des Verbindungselements weiter voneinander entfernt sind, so dass die Bildung eines Lichtbogens noch effektiver verhindert wird. If the piston is formed as a punching or Schneidkoben, it has at the end at which the connecting element is to be cut, a tip for punching a part of the connecting element or a tip for cutting the connecting element. In order to ensure a back pressure on the piston opposite side of the connecting element, the inventive switch preferably has in its interior a mechanically connected to the housing counterpart to the piston, which is located on the piston opposite side of the connecting element to the fastest possible To ensure severing of the connecting element. The counterpart connected to the housing is preferably a die for a piston designed as a punching piston or a counter surface for a piston designed as a cutting piston, or the counterpart is itself a cutting tool. The tip of the piston may itself also be a die for a punching element. In this case, the counterpart attached to the housing itself is formed as a punching element. Likewise, the tip of the piston may also be itself formed as a counter surface for a cutting tool, wherein the cutting tool is then attached to the housing counterpart to the movable piston. If the piston or its counterpart is designed as a punching tool, then a partial section is punched out in the middle of the connecting element. This has the advantage that the parts of the connecting element connected to the contacts are further away from each other, so that the formation of an arc is prevented even more effectively.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters kann der Kolben an der dem Verbindungselement zugewandten Seite auch so ausgestaltet sein, dass er an mindestens einer Stelle mit dem Verbindungselement mechanisch verbunden ist (Reißkolben), so dass bei der mechanischen Bewegung des Kolbens das Verbindungselement durchtrennt wird. Zu der mechanischen Verbindung kann beispielsweise eine Lötstelle dienen, genauso geeignet sind auch Crimpen oder die Verwendung von Schneidkontakten oder Multikontakten. Das Verbindungselement ist hier vorzugsweise als Band ausgebildet, das überdies geeignet ist, um über Lochungen, Bohrungen und Prägungen (mechanische Schwächungen) vorgegebene Trennstellen zu erzeugen. Besonders bevorzugt weist das Band eine sogenannte unsymmetrische Lochung auf, d.h. der Mittelpunkt der Löcher ist gegenüber der in Erstreckungsrichtung verlaufenden Mittellinie des Bands versetzt. Diese Lochungen, Bohrungen oder Prägungen des Bands können ein sicheres Abschmelzen bei Überschreitung der maximalen Stromdichte sowie ein sicheres Durchtrennen bei mechanischer Bewegung des Kolbens gewährleisten. Weiterhin können die durch den Versatz bedingten halb gelochten Ränder des Bands (Ausnehmungen) eine höhere Rissempfindlichkeit des Bands beim Zug verursachen. Weiterhin können solche Lochungen, Bohrungen oder Prägungen den Beginn der Rissbildung eindeutig festlegen. Weiterhin kann der Kolben auch an der dem Verbindungselement zugewandten Seite ein Verbreiterungselement aufweisen, an dem mehrere Stege vorhanden sind, die mit dem Verbindungselement mechanisch verbunden sind. Bevorzugt weist das Band neben den Verbindungsstellen mit den Stegen Prägungen oder Schwächungen auf, so dass das Band bei mechanischer Bewegung des Kolbens leichter durchreißt. In diesem Fall wird das Verbindungselement nicht nur an einer Stelle durchtrennt, sondern es werden ein oder mehrere Teilstücke des Verbindungselements herausgerissen, was zu einer Trennung der elektrischen Verbindung führt. Die Ausbildung von mehreren Verbindungen des Kolbens mit dem Band (Verbindungselement) hat den Vorteil, dass selbst nach langer Zeit und evtl. Versagen einer mechanischen Verbindung zwischen Band und Kolben ein Durchtrennen des Verbindungselements bei mechanischer Betätigung des Kolbens stattfindet. In a further embodiment of the switch according to the invention, the piston on the side facing the connecting element can also be designed such that it mechanically engages at least one point with the connecting element is connected (ripping piston), so that during the mechanical movement of the piston, the connecting element is severed. For example, a solder joint can serve for the mechanical connection, as well as crimping or the use of cutting contacts or multicontacts are just as suitable. The connecting element is here preferably designed as a band, which is also suitable for generating perforations, holes and embossings (mechanical weakenings) predetermined separation points. Particularly preferably, the band has a so-called asymmetrical perforation, ie the center of the holes is offset from the extending in the direction of extension of the center line of the band. These perforations, holes or embossments of the band can ensure a safe melting when exceeding the maximum current density and a safe severing mechanical movement of the piston. Furthermore, the offset-caused semi-perforated edges of the tape (recesses) can cause a higher tear sensitivity of the tape in the train. Furthermore, such perforations, holes or embossing can clearly determine the onset of cracking. Furthermore, the piston can also have a widening element on the side facing the connecting element, on which a plurality of webs are present, which are mechanically connected to the connecting element. Preferably, the band has impressions or weakenings in addition to the connection points with the webs, so that the band tears more easily during mechanical movement of the piston. In this case, not only is the connecting element severed at one point, but one or more sections of the connecting element are torn out, which leads to a separation of the electrical connection. The formation of several connections of the piston with the band (connecting element) has the advantage that, even after a long time and possibly failure of a mechanical connection between the band and the piston, a severing of the connecting element takes place upon mechanical actuation of the piston.

Für den Kolben (Trennvorrichtung) können verschiedene Formen zweckmäßig sein. Häufig wird eine Zylinderform gewählt werden, weil diese besonders kostengünstig hergestellt werden kann. Es könnte auch eine Form mit nicht rundem Querschnitt gewählt werden, beispielsweise mit elliptischem oder rechteckigem Querschnitt. For the piston (separator), various shapes may be appropriate. Often a cylindrical shape will be chosen because it can be made particularly cost effective. It could also be a shape with non-round cross section are selected, for example, with an elliptical or rectangular cross-section.

Das Gehäuse des erfindungsgemäßen Schalters soll den Kolben führen. Die Führung des Gehäuses also ermöglicht eine Bewegung des Kolbens relativ zum Gehäuse, beispielsweise durch eine Zug- oder Drückbewegung. Während dieser Bewegung soll das Gehäuse zumindest abschnittsweise den Kolben führen. Zweckmäßig ist es, wenn das Gehäuse, beispielsweise im Bereich eines Deckels eine Bohrung aufweist. Der Kolben, welcher in aller Regel als runder zylindrischer Körper ausgeführt wird, kann gut durch eine solche Bohrung geführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Kolben über einen Faltenbalg mit dem Gehäuse verbunden werden. So kann eine Bohrung vermieden und eine bessere und sogar hermetisch dichte Abdichtung des Gehäuses nach außen erreicht werden. The housing of the switch according to the invention is intended to guide the piston. The leadership of the housing thus allows movement of the piston relative to the housing, for example by a pulling or pushing movement. During this movement, the housing should at least partially guide the piston. It is useful if the housing, for example in the region of a lid has a bore. The piston, which is usually designed as a round cylindrical body, can be easily guided through such a bore. Alternatively or additionally, the piston can be connected via a bellows with the housing. Thus, a bore can be avoided and a better and even hermetically sealed sealing of the housing can be achieved to the outside.

Wie bereits weiter oben erwähnt, kann das Verbindungselement auch so ausgelegt sein, dass es nicht nur durch mechanische Einwirkung getrennt wird, sondern durch elektrische Last. Mit anderen Worten kann das Verbindungselement auch als Sicherung, im Wesentlichen nach Art einer Schmelzsicherung wirken. Dies ist ein besonders bemerkenswerter Aspekt der vorliegenden Erfindung. Es wird nicht nur ein mechanisch trennbarer Trennschalter vorgestellt, welcher zur Trennung hoher Ströme bei hohen Schaltspannungen geeignet ist, sondern gleichzeitig kann der Schalter als Überlastsicherung verwendet werden. Bei dem erfindungsgemäßen Konzept stehen diese beiden an sich separaten Funktionen nicht im Widerspruch. Beispielsweise führen die genannten mechanischen Schwächungen des Verbindungselements in der Regel zu Querschnittverengungen. An diesen Querschnittverengungen steigt die Stromdichte an. Daher erwärmt sich das Verbindungselement hier besonders stark und der Schmelzpunkt des Materials wird dadurch dort als erstes erreicht. As already mentioned above, the connecting element can also be designed so that it is separated not only by mechanical action, but by electrical load. In other words, the connecting element can also act as a fuse, essentially in the manner of a fuse. This is a particularly remarkable aspect of the present invention. Not only is a mechanically separable disconnector presented, which is suitable for separating high currents at high switching voltages, but at the same time the switch can be used as overload protection. In the concept according to the invention, these two separate functions are not contradictory. For example, the mentioned mechanical weakenings of the connecting element usually lead to cross-sectional constrictions. At these cross-sectional constrictions increases the current density. Therefore, the connecting element heats up particularly strongly here, and the melting point of the material is thereby reached there first.

Wenn mehrere elektrisch wirksame Schwächungen hintereinander im Verbindungselement vorhanden sind kann zudem erreicht werden, dass im Überlastfall oder im gewollten Schaltfall das Material des Verbindungselements an mehreren Stellen voneinander getrennt wird. Damit wird erreicht, dass nun an jeder Trennstelle nicht mehr die gesamte Schaltspannung anliegt, damit hier die Ionisation des Materials der Leiterstücke drastisch absinkt und damit auch die Löschung der entstehenden Lichtbogen einfacher möglich wird. If several electrically effective weakenings are present in succession in the connecting element can also be achieved that in case of overload or intentional switching the material of the connecting element is separated at several points from each other. This ensures that now no longer applies the entire switching voltage at each separation point, so here the ionization of the material of the conductor pieces drops drastically and thus the deletion of the resulting arc is easier possible.

In einer zweckmäßigen Weiterentwicklung der Erfindung kann das Verbindungselement selbst auch noch Pyroelemente, beispielsweise eine Pyroseele aufweisen. Eine solche Pyroseele wird an den vorgesehenen Stellen großer Stromdichte stark erwärmt und dabei gezündet, so dass in dieser Weise eine besonders schnelle Sicherheitsabschaltung eines Stromkreises möglich wird. Das vorgesehene Isolatormedium unterdrückt auch bei dieser Trennung durch elektrische Überlast einen möglicherweise auftretenden Lichtbogen. In an expedient development of the invention, the connecting element itself may also have pyroelements, for example a pyroseele. Such Pyroseele is strongly heated at the intended locations of high current density and thereby ignited, so that in this way a particularly fast safety shutdown of a circuit is possible. The proposed isolating medium suppresses even in this separation by electrical overload a possibly occurring arc.

Anstelle einer Pyroseele kann ein rohrförmiges Verbindungselement auch innen wieder mit einem Isolationsmedium gefüllt sein, um dem sich evtl. beim Trennen des Verbindungselements bildenden Lichtbogens zusätzlich Energie zu entziehen. Instead of a pyroseele, a tubular connecting element can also be filled internally with an insulating medium, in order to avoid any possible damage. to extract additional energy during separation of the connecting element forming arc.

Im Falle der Verwendung eines Reißkolbens zum Durchtrennen des Verbindungselements kann aber auch der Steg bzw. die Stege, der/die mit dem Verbindungselement vorzugsweise mechanisch verbunden ist/sind, mit einer pyrotechnischen Anzündmischung versehen sein, um so das Abschmelzen bereits bei deutlich niedrigeren Temperaturen im Bereich von 160 bis 500°C zu erreichen bzw. die Trennzeiten zu verkürzen. Ansonsten müsste die Trennvorrichtung beispielsweise bei Verwendung von Kupfer als Material bis zu dem Schmelzpunkt von 1100°C erhitzt werden, mit dem Nachteil, dass dann ein das Verbindungselement umgebendes Material, wie bspw. Sand, sowie das Material des Verbindungselements beim Durchtrennen bereits sehr heiß ist. Die hohe Hitze wäre ideal für die Ionenbildung und nährt und verstärkt den entstehenden Plasmabogen, den es zu vermeiden gilt. In the case of using a rupture piston for severing the connecting element but can also be the web or webs, which is / are preferably mechanically connected to the connecting element, be provided with a pyrotechnic ignition mixture so as to melt even at significantly lower temperatures in Range of 160 to 500 ° C to achieve or shorten the separation times. Otherwise, the separator would have to be heated, for example when using copper as a material up to the melting point of 1100 ° C, with the disadvantage that then surrounding the connecting element material, such as sand, and the material of the connecting element during cutting is already very hot , The high heat would be ideal for ion formation and nourishes and enhances the resulting plasma arc, which should be avoided.

Es sind durchaus noch andere zweckmäßige Gestaltungen des Verbindungselements möglich, welche im Zusammenhang mit dem erfinderischen Schalter einen hohen Nutzen bringen. Beispielsweise kann das Verbindungselement mindestens einen elektrisch geschwächten Querschnitt aufweisen, um damit bei einer bestimmten Überlast die Trennung des Verbindungselements durch den Überlaststrom zu erreichen. Ebenfalls ist es möglich, dass das Verbindungselement mindestens einen mechanisch geschwächten Querschnitt aufweist, der die Trennstellen geometrisch festlegt. In beiden Fällen kann auch eine Vielzahl solcher geschwächter Querschnitte hintereinander vorgesehen sein. Diese geschwächten Querschnitte können auch so beabstandet sein, dass dadurch mehrere vordefinierte kurze Trennstellen oder Trennstrecken entstehen. Geeignete mechanische Schwächungen sind beispielsweise Bohrungen, Ausnehmungen, Aussparungen, Quetschungen, usw. Das Verbindungselement kann in der Produktion mit solchen Elementen ausgestattet werden oder erst im Nachhinein. There are quite other suitable configurations of the connecting element possible, which bring a high benefit in connection with the inventive switch. For example, the connecting element may have at least one electrically weakened cross-section, in order thus to achieve the separation of the connecting element by the overload current at a certain overload. It is also possible that the connecting element has at least one mechanically weakened cross-section, which defines the separation points geometrically. In both cases, a plurality of such weakened cross sections can be provided one behind the other. These weakened cross sections may also be spaced so that this results in a plurality of predefined short separation points or parting lines. Suitable mechanical weakenings are, for example, holes, recesses, recesses, bruises, etc. The connecting element can be equipped in production with such elements or only afterwards.

Das Vorsehen von mehreren solchen geschwächten Querschnitten in Längsrichtung des Verbindungselements und in gleichem oder variablem Abstand ist regelmäßig günstig. Denn die Ausbildung von multiplen Trennstrecken bei gewünschter Überlast führt zu reduzierten Schaltspannungen gegenüber der äußeren, zwischen den Kontakten des Schalters anliegenden Quellspannung. Nach Art einer Serienschaltung von Widerständen fällt pro Trennstrecke nur ein Teil der außen anliegenden Quellspannung ab. The provision of several such weakened cross sections in the longitudinal direction of the connecting element and in the same or variable distance is regularly favorable. Because the formation of multiple separation sections at the desired overload leads to reduced switching voltages relative to the outer, applied between the contacts of the switch source voltage. In the manner of a series connection of resistors, only part of the externally applied source voltage drops per separation path.

Um das Trennverhalten im Vorhinein noch genauer festzulegen kommt es auch in Betracht, Materialien aufzulöten, aufzuprägen oder aufzuschweißen. Dadurch können Wärmesenken erzeugt werden, welche das Trennverhalten ebenfalls beeinflussen (indem sie nämlich an solchen Stellen die Trennung unterdrücken). In order to define the separation behavior in advance even more precisely, it is also possible to braze, apply or weld on materials. As a result, heat sinks can be generated which also influence the separation behavior (namely, by suppressing the separation at such locations).

Eine andere wesentliche Verbesserung der Effektivität des Verbindungselements kann zusätzlich oder alternativ zu den bis hier angesprochenen Lösungen darin bestehen, dass an einer oder mehreren Stellen pyrotechnisches Material auf das Verbindungselement aufgesetzt wird. Dadurch kann auch bei relativ kleinen Überlasten eine Trennung erreicht werden, da schon dann die Zündtemperatur des entsprechend ausgewählten pyrotechnischen Materials erreicht wird und durch Zündung eine Trennstrecke aufgebracht wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Material dazu benutzt werden, eine Trennstrecke schneller auszubilden oder zu vergrößern oder eine eventuelle Rückbildung oder Verkleinerung der Trennstrecke zu verhindern. Another significant improvement in the effectiveness of the connecting element may additionally or alternatively to the above-mentioned solutions consist in that at one or more points pyrotechnic material is placed on the connecting element. As a result, a separation can be achieved even with relatively small overloads, since even then the ignition temperature of the appropriately selected pyrotechnic material is achieved and an ignition gap is applied by ignition. Alternatively or additionally, the material can be used to form or increase a separation distance faster or to prevent any regression or reduction of the separation distance.

In einer weiteren Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Schalter mindestens zwei verschiedene Trennvorrichtungen auf. In dieser Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, wenn die eine Trennvorrichtung ein vom Gehäuse geführter Kolben wie in einer zuvor beschriebenen Ausführungsform ist, der durch eine mechanische Bewegung das Verbindungselement durchtrennen kann, und die zweite Trennvorrichtung so ausgestaltet ist, dass bei Überschreiten eines bestimmten Nennwerts des/der an das Verbindungselement angelegten Stroms oder Spannung das Verbindungselement durchtrennt werden kann, wie es ebenso zuvor hierin beschrieben ist. Dies hat den Vorteil, dass das Verbindungselement durch zwei verschiedene voneinander unabhängige Mechanismen durchtrennt werden kann. In a further embodiment, the switch according to the invention has at least two different separating devices. In this embodiment, it is particularly preferred if the one separating device is a piston guided by the housing as in an embodiment described above, which can cut through the connecting element by a mechanical movement, and the second separating device is designed so that when a certain nominal value of the the current or voltage applied to the connector can be severed by the connector as also described hereinbefore. This has the advantage that the connecting element can be severed by two different independent mechanisms.

Das Gehäuse des erfindungsgemäßen Schalters soll einen Innenraum aufweisen. Bezogen auf das Gehäuse handelt es sich bei diesem Innenraum um einen Hohlraum. Der Innenraum soll das Verbindungselement umgeben. Schon durch das Vorsehen eines Gehäuses ergibt sich ein Schutz vor Funkenflug, wenn das Verbindungselement mechanisch in die Trennstellung überführt wird und bei dieser Trennung des Verbindungselements die Ausbildung eines Lichtbogens zu befürchten ist. The housing of the switch according to the invention should have an interior. Based on the housing, this interior is a cavity. The interior should surround the connecting element. Even the provision of a housing provides protection against flying sparks, when the connecting element is mechanically transferred to the disconnected position and in this separation of the connecting element, the formation of an arc is to be feared.

Der Innenraum des Gehäuses kann zusätzlich mit einem Isolatormedium gefüllt sein. Dieses Isolatormedium soll geeignet sein, die Ausbildung eines Lichtbogens ganz zu unterdrücken oder zumindest in Bezug auf seine Stärke, Strecke und Zeitdauer die Ausbildung zu begrenzen. Es soll die eventuell bei der Trennung bei hohem Stromfluss an der Trennstelle entstehenden Bruchstücke abfangen und vor allem dem hier entstehenden Lichtbogen Energie durch Aufschmelzungen und Abkühlen entziehen und ihn damit wieder erlöschen lassen. The interior of the housing may additionally be filled with an isolating medium. This isolating medium should be capable of completely suppressing the formation of an arc or at least limiting its formation in terms of its strength, distance and duration. It is intended to catch the fragments which may be formed during the separation at high current flow at the point of separation and, above all, to extract energy from the resulting arc by melting and cooling and thus to let it go out again.

Das Isolatormedium kann ein Silikat, Mineral oder Sondermetall sein, insbesondere mit hoher Wärmeleitfähigkeit bei kleiner elektrischer Leitfähigkeit, hoher Schmelzenergie bei möglichst kleiner Schmelztemperatur. Insbesondere bietet sich ein bezogen auf die Größe des Gehäuses feinkörniger Quarzsand an. Denkbar sind auch andere Sande. The isolating medium may be a silicate, mineral or special metal, in particular with high thermal conductivity at low electrical conductivity, high melting energy at the lowest possible melting temperature. In particular, a fine-grained quartz sand based on the size of the housing offers itself. Conceivable are also other sands.

Alternativ zu einem Sand mineralischen Ursprunges kommt auch ein metallischer Sand in Frage. Solche Isolatormedien können auch gemischt werden. Als Isolatormedium kommen ferner Öle in Frage, beispielsweise Silikonöl, Transformatorenöl, Rapsöl oder auch reines Sonnenblumenöl, sowie deren Fette und Gele. Ebenfalls kommt destilliertes Wasser in Frage. Ferner kann ein Schutzgas eingebracht werden. Alle diese genannten Isolationsmedien können auch miteinander gemischt werden. Im Sinne dieser Erfindung soll auch ein Hochvakuum als Isolatormedium gelten. Alternatively to a sand of mineral origin also a metallic sand comes into question. Such isolator media can also be mixed. As an isolating medium also oils in question, for example silicone oil, transformer oil, rapeseed oil or pure sunflower oil, and their fats and gels. Also comes distilled water in question. Furthermore, a protective gas can be introduced. All of these isolation media can also be mixed together. For the purposes of this invention, a high vacuum should also be considered as isolating medium.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters weist dieser vorzugsweise außen am Gehäuse des Schalters einen Magneten auf. Der Magnet kann ein Permanentmagnet oder ein fremd- oder eigenstrombetriebener Elektromagnet sein. Der Magnet ist vorzugsweise so angeordnet, dass eine Kraft F senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Verbindungselements verläuft. Nachdem das Verbindungselement getrennt wurde, kann zwischen den beiden getrennten Enden des Verbindungselements ein unerwünschter Lichtbogen ausgebildet werden, der die Wegstrecke zwischen den Enden des Verbindungselements überbrückt. Aufgrund der sogenannten 3-Fingerregel, auch UVW-Regel, IBF- bzw. FBI-Regel genannt, wird der Lichtbogen bogenförmig umgeleitet, da dieser ein Eigenmagnetfeld aufweist. Durch den längeren Weg des Lichtbogens durch beispielsweise ein Löschmedium im Inneren des Gehäuses wird der Lichtbogen stärker gekühlt und reißt eher ab. Bei sehr hohen Strömen und hohen externen Magnetfeldern kann der entstehende Lichtbogen sogar bis zur Innenwand des Gehäuses verformt werden, wo er effektiv gekühlt werden kann – insbesondere wenn hier Kühlrippen oder Kühlstege angebracht sind. In a further embodiment of the switch according to the invention, this preferably has a magnet on the outside of the housing of the switch. The magnet may be a permanent magnet or a foreign or self-powered solenoid. The magnet is preferably arranged such that a force F runs perpendicular to the direction of extension of the connecting element. After the connecting element has been separated, an undesired arc can be formed between the two separate ends of the connecting element, bridging the distance between the ends of the connecting element. Due to the so-called 3-finger rule, also known as UVW rule, IBF or FBI rule, the arc is redirected arcuately, since this has a natural magnetic field. Due to the longer path of the arc through, for example, a quenching medium in the interior of the housing, the arc is more cooled and tears off rather. At very high currents and high external magnetic fields, the resulting arc can even be deformed to the inner wall of the housing, where it can be effectively cooled - especially if there are cooling fins or cooling bars attached.

Zur Herstellung eines externen Magnetfelds kann der erfindungsgemäße Schalter auch außen am Gehäuse eine in zwei Teile aufgeteilte Spule aufweisen. Hierbei kann ein stationäres Magnetfeld vorzugsweise über einen Widerstand R_V eingestellt werden, der mit den an dem Gehäuse befindlichen Endpunkten der Spulen verbunden sein kann. Auf diese Weise kann das stationäre Feld erst bei Trennung des Verbindungselements eingeschaltet werden. Ein externes Magnetfeld kann auch über nur eine einzige Spule außerhalb des Gehäuses des Schalters erzeugt werden. Hierbei kann der erfindungsgemäße Schalter auch zusätzlich noch einen außen am Gehäuse angeordneten Permanentmagnet aufweisen. For producing an external magnetic field, the switch according to the invention can also have a coil divided into two parts outside the housing. In this case, a stationary magnetic field can preferably be set via a resistor R _V , which can be connected to the end points of the coils located on the housing. In this way, the stationary field can be turned on only when disconnecting the connecting element. An external magnetic field can also be generated via only a single coil outside the housing of the switch. In this case, the switch according to the invention may additionally also have a permanent magnet arranged outside the housing.

Weiterhin kann es bevorzugt sein, dass der mit den Kontakten des Schalters verbundene Stromkreis einen Kondensator C und/oder einen Widerstand R aufweist. Zusätzlich kann dieser Stromkreis auch eine Zener-Diode und/oder eine Diode aufweisen. Beim Abschalten von Strömen bzw. beim Abreißen des Verbindungselements würde ohne Kondensator C eine steile Spannungsspitze an den Anschlüssen des Schalters entstehen, weil nach der Lenzschen Regel das im Stromkreis bestehende Magnetfeld erhalten werden soll. Sinkt der Strom, so wird eine Induktionsspannung derart erzeugt, dass der daraus folgende Induktionsstrom in gleicher Richtung wie der vorher über die Schalterkontakte fließende Strom fließt, um damit das Zusammenbrechen des Magnetfeldes zu verhindern oder zumindest abzuschwächen. Je schneller das Abschalten erfolgt, d.h. je größer die Stromänderungsgeschwindigkeit ist, umso höher sind die Induktionsspannung und der Induktionsstrom. Die Induktionsspannung kann dabei höher sein als die zuvor anliegende Quellspannung. Diese Spannungsspitzen können durch einen sogenannten Snubber (= Serienschaltung eines Kondensators C mit einem Widerstand R) abgefangen und gedämpft werden, da damit die Stromänderungsgeschwindigkeit verkleinert wird: Der Strom fließt beim Abschalten zunächst in der ursprünglichen Höhe statt über die Kontakte in den Kondensator C und sinkt dann mit zunehmender Ladung des Kondensators C entsprechend der abnehmenden magnetischen Energie ab. Gleichzeitig wird durch den Stromfluss im Widerstand R elektrische Energie in Wärme umgewandelt, was ohne den Widerstand R zu einer stets unerwünschten Resonanzschwingung führen würde. Furthermore, it may be preferred that the circuit connected to the contacts of the switch has a capacitor C and / or a resistor R. In addition, this circuit can also have a Zener diode and / or a diode. When switching off currents or when tearing off the connecting element would cause a steep voltage spike at the terminals of the switch without capacitor C, because according to the Lenz rule the current existing in the circuit magnetic field is to be obtained. If the current sinks, an induction voltage is generated in such a way that the consequent induction current flows in the same direction as the current previously flowing over the switch contacts in order to prevent or at least reduce the collapse of the magnetic field. The faster the shutdown occurs, i. the larger the rate of change of current, the higher the induction voltage and the induction current. The induction voltage can be higher than the previously applied source voltage. These voltage spikes can be intercepted and damped by a so-called snubber (= series connection of a capacitor C with a resistor R), since this reduces the rate of change of the current: The current initially flows at the initial level instead of via the contacts into the capacitor C and drops then with increasing charge of the capacitor C in accordance with the decreasing magnetic energy. At the same time electrical energy is converted into heat by the flow of current in the resistor R, which without the resistor R would always lead to undesirable resonance oscillation.

Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Schalter in einer weiteren Ausführungsform außerhalb des Innenraums seines Gehäuses eine Bedienvorrichtung zum Bewegen der als Kolben ausgebildeten Trennvorrichtung auf. Dazu kann es nützlich sein, wenn der Kolben an der von dem Verbindungselement abgewandten Seite einen ringförmigen Vorsprung aufweist. Zweckmäßig ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn der Schaltkolben (zumindest auch) manuell bewegt werden kann. Wenn ein Griffbereich oder Greifring vorgesehen ist, so gelingt die Bewegung besonders gut. In der Regel wird die Bewegung dabei eine Drück- oder Zugbewegung sein, der Kolben wird also in das Gehäuse hineingedrückt oder aus dem Gehäuse herausgezogen. Im Falle der Verwendung des Kolbens als Stanz- oder Schneidkolbens ist die mechanische Bewegung vorzugsweise eine Drückbewegung, wohingegen der als Reißkolben ausgestaltete Kolben vorzugsweise durch Herausziehen mechanisch bewegt wird. Mittels eines Antriebs bewegbare Kolben dieser Art sind auch als Pin-Puller-Antriebe bekannt. Der Kolben kann dabei Bestandteil des Antriebs sein oder von einem bewegbaren Kolben des Antriebs beaufschlagt (gezogen oder gedrückt) werden. Der Kolben könnte alternativ oder zusätzlich zum Griffring auch mit einer Zugöse, einem Ring oder dergleichen ausgerüstet sein. Dabei kann auch ein pyrotechnisches Material eingesetzt werden, welches nicht (nur) wärmeempfindlich ist, sondern auch reibungsempfindlich. Durch die mechanische Bewegung des Kolbens oder eines außen angebrachten Pin-Puller-Antriebs kann dann eine Zündung ausgelöst werden. Wie bereits erwähnt, kann der Kolben Bestandteil des als Pin-Puller-Antriebs ausgestalteten Antriebs sein oder es kann ein bewegbarer Kolben des Pin-Puller-Antriebs mit dem Kolben verbunden sein. In a further embodiment, the switch according to the invention preferably has outside of the interior of its housing an operating device for moving the separating device in the form of a piston. For this purpose, it may be useful if the piston has an annular projection on the side facing away from the connecting element. It is useful in the context of the present invention, when the control piston (at least also) can be moved manually. If a grip area or gripping ring is provided, the movement succeeds particularly well. In general, the movement will be a pushing or pulling movement, the piston is thus pressed into the housing or pulled out of the housing. In the case of using the piston as a punching or cutting piston, the mechanical movement is preferably a pushing movement, whereas the piston designed as a ripping piston is preferably moved mechanically by pulling it out. By means of a drive movable piston of this type are also known as pin-puller drives. Of the Pistons may be part of the drive or acted upon by a movable piston of the drive (pulled or pressed). The piston could alternatively or in addition to the handle ring also be equipped with a drawbar eye, a ring or the like. In this case, a pyrotechnic material can be used, which is not (only) heat-sensitive, but also sensitive to friction. The mechanical movement of the piston or an externally mounted pin-puller drive can then trigger an ignition. As already mentioned, the piston may be part of the drive designed as a pin-puller drive, or a movable piston of the pin-puller drive may be connected to the piston.

Die Bedienvorrichtung kann somit auch ein Antrieb zur Bewegung des Kolbens sein, die den Kolben nach einer Aktivierung des Antriebs mit einer die Bewegung des Kolbens verursachenden Bewegungskraft beaufschlagt, wobei der Antrieb insbesondere als induktiver Antrieb, als Wirbelstromantrieb oder als Gasdruckantrieb ausgebildet ist, bei dem der Gasdruck mittels eines gaserzeugenden Materials erzeugt wird, insbesondere durch Verbrennung oder Oxidation eines flüssigen und/oder festen gaserzeugenden Materials, insbesondere eines aktivierbaren pyrotechnischen gaserzeugenden Materials. Der Gasdruckantrieb kann auch eine vom Innenraum des Gehäuses getrennte Brennkammer aufweisen, in der das gaserzeugende Material vorgesehen ist, wobei der Kolben so ausgestaltet ist, dass er unmittelbar vom Gasdruck zur Erzeugung der Bewegung des Stanz-, Schneid- oder Reißkolbens beaufschlagbar ist, oder wobei der Kolben mittelbar vom Gasdruck beaufschlagbar ist, indem ein vom Gasdruck bewegtes Element den Kolben beaufschlagt. The operating device can thus also be a drive for moving the piston, which acts on the piston after activation of the drive with a movement of the piston causing motive force, wherein the drive is designed in particular as an inductive drive, as eddy current drive or as a gas pressure drive, wherein the Gas pressure is generated by means of a gas-generating material, in particular by combustion or oxidation of a liquid and / or solid gas-generating material, in particular an activatable pyrotechnic gas-generating material. The gas pressure drive may also have a separate combustion chamber from the interior of the housing, in which the gas-generating material is provided, wherein the piston is configured so that it can be acted upon directly by the gas pressure to generate the movement of the punching, cutting or rupture piston, or wherein the piston is indirectly acted upon by the gas pressure by an element moved by the gas pressure applied to the piston.

Bei der Verwendung eines induktiven Antriebs zur mechanischen Bewegung des Kolbens kann in geeignetem Abstand zum Schaltergehäuse eine Induktionsspule vorgesehen sein. Der Kolben kann in geeigneter Weise magnetisch ausgeführt sein. Der Kolben kann aber auch mit einer eigenen Induktionsspule ausgerüstet sein. Ebenfalls wäre es denkbar, den Kolben mit einer Induktionsspule auszurüsten und in geeigneter Entfernung zum Kolben einen elektromagnetischen Bezugspunkt vorzusehen, beispielsweise einen Permanentmagneten. In dieser Weise kann der Kolben also alternativ oder zusätzlich induktiv bewegt werden. When using an inductive drive for mechanical movement of the piston, an induction coil may be provided at a suitable distance from the switch housing. The piston can be designed to be magnetically suitable. The piston can also be equipped with its own induction coil. It would also be conceivable to equip the piston with an induction coil and to provide an electromagnetic reference point, for example a permanent magnet, at a suitable distance from the piston. In this way, the piston can thus be moved alternatively or additionally inductively.

Im Fall eines Wirbelstromantriebs zur mechanischen Bewegung des Kolbens befindet sich zwischen dem Gehäuse mit dem Verbindungselement und der Endplatte des Kolbens vorzugsweise eine Kraftspule, die für das gewünschte Schalten durch einen Stoßstrom von außen durchflossen wird. In der vor der Kraftspule befindlichen Endplatte aus einem elektrisch gut leitenden Material wird hierbei ein Strom induziert, der entsprechend der Lenzschen Regel dem Erregerstrom in der Kraftspule entgegengesetzt ist, wodurch die Endplatte des Kolbens von der Kraftspule extrem schnell und mit hoher Kraft abgestoßen wird und dabei das im Gehäuse angeschlossene Verbindungselement aufreißt. In the case of an eddy current drive for mechanical movement of the piston is preferably located between the housing with the connecting element and the end plate of the piston, a force coil, which is traversed by the desired switching from the outside by a surge current. In the front of the power coil end plate of a highly electrically conductive material in this case a current is induced, which is opposite to the excitation current in the force coil according to Lenz's rule, whereby the end plate of the piston is repelled by the force coil extremely fast and with high force and thereby the connecting element connected in the housing ruptures.

Es kann auch zweckmäßig sein, die Bewegung des Kolbens durch Gasdruck vorzusehen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, den Kolben mit einem Treibspiegel aufzurüsten. Der Gasdruck kann auf diesen Treibspiegel wirken und so den Kolben in die gewünschte Richtung, in der Regel also aus dem Gehäuse heraus bewegen. Ein solcher Gasdruck kann durch geeignete Gasleitungen aufgebaut werden. Zweckmäßig ist es insbesondere im Sinne einer schnellen Trennung, wenn der entsprechende Gasdruck pyrotechnisch erzeugt wird. Dazu ist es zweckmäßig, an geeigneter Stelle eine Brennkammer mit eingebrachtem Treibladungspulver vorzusehen, welches mittels eines Zünd- oder Anzündstücks aktivierbar ist. It may also be appropriate to provide the movement of the piston by gas pressure. In this case, it is expedient to upgrade the piston with a sabot. The gas pressure can act on this sabot and thus move the piston in the desired direction, ie usually out of the housing. Such a gas pressure can be established by means of suitable gas lines. It is expedient, in particular in the sense of a rapid separation, if the corresponding gas pressure is generated pyrotechnically. For this purpose, it is expedient to provide a combustion chamber with incorporated propellant powder at a suitable location, which can be activated by means of a firing or priming piece.

Ein Gasdruck kann auch durch geeignete Gasleitungen aufgebaut werden. Dazu kann der Durchmesser der Endplatte des Kolbens so vergrößert werden, dass er an die Innenwände des Kolbengehäuses anstößt. Zusätzlich sollte er in der Regel gasdicht abgedichtet werden. In dieser Weise lässt sich ein abgeschlossener Raum erzeugen, der durch eine Gasleitung mit einem gasförmigen Medium oder Treibgas befüllt werden kann. Hierfür eignen sich viele technische Gase, beispielsweise kommen Luft, Stickstoff und Kohlendioxid in Frage. Kohlendioxid hat insbesondere den Vorteil, dass es in Form von Trockeneis gelagert werden kann. Es kann dann zu einem bestimmten Zeitpunkt zur Auslösung des Schalters eingesetzt werden. In dieser Weise lässt sich ein Energieautarker-Schalter zur Verfügung stellen. Zusätzlich kommt es in Frage, das gelagerte Kohlendioxid zu erhitzen, um so noch schneller Gas entstehen lassen zu können. Der Gasdruck kann auch durch die Zersetzung eines flüssigen oder festen Stoffes, beispielsweise Tetrazen oder Trockeneis, erzeugt werden. A gas pressure can also be established by means of suitable gas lines. For this purpose, the diameter of the end plate of the piston can be increased so that it abuts against the inner walls of the piston housing. In addition, it should usually be sealed gas-tight. In this way, a closed space can be created, which can be filled by a gas line with a gaseous medium or propellant gas. Many technical gases are suitable for this, for example air, nitrogen and carbon dioxide are suitable. Carbon dioxide in particular has the advantage that it can be stored in the form of dry ice. It can then be used at a certain time to trigger the switch. In this way, an energy autarchic switch can be provided. In addition, it is possible to heat the stored carbon dioxide, so as to be able to generate gas even faster. The gas pressure can also be generated by the decomposition of a liquid or solid substance, for example tetracene or dry ice.

Auch flüssige oder gasförmige Brennstoffe und Oxidatoren können in eine Brennkammer eingespritzt werden, die in den Schalter integriert oder mit diesem verbunden ist. Solche Brennstoffe und Oxidatoren werden im Folgenden als gaserzeugende Materialen bezeichnet. Auch die pyrotechnischen gaserzeugenden Materialen, unabhängig davon, ob diese deflagrierend oder detonativ reagieren, sollen hierdurch umfasst sein. Nach der Aktivierung des Verbrennungs- bzw. Oxidationsvorgangs erzeugen diese gaserzeugenden Materialen einen Gasdruck (bzw. bei bereits gasförmigen Brennstoffen und/oder Oxidatoren einen gegenüber dem Ausgangszustand deutlich höheren Gasdruck), welcher den Kolben beaufschlagt und diesen aus der Leitstellung in die Trennstellung bewegt. Zur Zündung kann dann eine Zündkerze, ein Glühdraht oder ein Anzünder dienen. Alternativ oder zusätzlich könnte die Brennkammer auch bereits entweder Brennstoff oder Oxidatoren (in flüssiger, fester oder gasförmiger Form) enthalten. Man kann dann zum gewählten Aktivierungszeitpunkt den zur Entflammung und/oder Gaserzeugung benötigten Stoff hinzugeben. Liquid or gaseous fuels and oxidizers can also be injected into a combustion chamber which is integrated into or connected to the switch. Such fuels and oxidizers are referred to below as gas-generating materials. The pyrotechnic gas-generating materials, regardless of whether they are deflagrating or detonative, should be included hereby. After activation of the combustion or oxidation process, these gas-generating materials generate a gas pressure (or, in the case of already gaseous fuels and / or oxidizers, a gas pressure which is markedly higher than the initial state), which causes the piston acted upon and moves it from the Leitstellung in the disconnected position. For ignition can then serve a spark plug, a glow wire or a lighter. Alternatively or additionally, the combustion chamber could already contain either fuel or oxidizers (in liquid, solid or gaseous form). It is then possible to add the substance required for the ignition and / or gas generation at the selected activation time.

Ein solches System, wie auch durchaus ein pyrotechnisches System, erlaubt eine schnelle und zuverlässige Trennung eines Schaltkreises noch nach vielen Jahren und ist dabei wartungsarm, im Einzelfall ist über viele Jahre überhaupt keine Wartung erforderlich. Such a system, as well as quite a pyrotechnic system, allows a fast and reliable separation of a circuit even after many years and is low maintenance, in individual cases, no maintenance is required for many years.

Um eine pyrotechnische Erzeugung von Gasdruck und damit die pyrotechnische Auslösung des Schalters vorzusehen, muss nur eine pyrotechnische Mischung in die Brennkammer eingefügt werden. Zum gewünschten Zeitpunkt kann diese dann durch ein Zünd- oder Anzündmittel gezündet werden. In order to provide a pyrotechnic production of gas pressure and thus the pyrotechnic triggering of the switch, only a pyrotechnic mixture must be inserted into the combustion chamber. At the desired time, this can then be ignited by an ignition or igniter.

Alternativ oder zusätzlich kann die Brennkammer auch mit einem Zünd- oder Anzündstück ausgerüstet werden. Bei einem geeigneten gewählten Zünd- oder Anzündstück können bei dessen Zündung genügend Gas und/oder Abgasprodukte erzeugt werden, so dass sich ein genügender Druck in der Brennkammer aufbaut. Dieser kann dann über eine Endplatte, die als Treibspiegel wirkt, den Kolben ein ausreichend großes Stück bewegen, um eine Trennstrecke zu erzeugen. Wenn die pyrotechnische Auslösung des Schalters über eine Brennkammer vorgesehen wird, so kann die Wirkung der Brennkammer dadurch gesteigert werden, dass Füllkörper in die Brennkammer eingebracht werden. Solche Füllkörper können das nicht benötigte Leervolumen in der Brennkammer reduzieren, so dass eine bereits viel kleinere Gasmenge den zur Bewegung des Treibspiegels und damit des Kolbens erforderlichen Druck aufbringt. Zu bedenken ist dabei, dass bei Beginn des Brennprozesses der Druck am höchsten sein muss, weil dann ja ein Reißen des Verbindungselements einzuleiten ist (oder bei alternativen Ausführungsformen etwa das Hinausbewegen des Verbindungselements aus einer Buchse). Alternatively or additionally, the combustion chamber can also be equipped with a firing or priming piece. With a suitably chosen ignition or ignition piece, sufficient gas and / or exhaust gas products can be generated when it is ignited, so that a sufficient pressure builds up in the combustion chamber. This can then move over an end plate, which acts as a sabot, the piston a large enough piece to produce a separation distance. If the pyrotechnic triggering of the switch is provided via a combustion chamber, the effect of the combustion chamber can be increased by introducing fillers into the combustion chamber. Such fillers can reduce the unneeded void volume in the combustion chamber, so that an already much smaller amount of gas applies the pressure required to move the sabot and thus the piston. It should be remembered that at the beginning of the firing process, the pressure must be highest, because then yes tearing of the connecting element is to initiate (or in alternative embodiments about the moving out of the connecting element from a socket).

Alternativ oder zusätzlich kann auch das Befüllen der Brennkammer mit Wasser, mineralischen oder natürlichen Ölen, oder auch Silikonöl (jeweils mit oder ohne Quellmittel) erwogen werden. Wasser dient dabei nicht nur als Füllkörper, sondern der hohe Druck bei einer Dampferzeugung lässt Wasser zusätzlich als Treibmittel wirken. Bei geschickter Ausnutzung des Siedeverzuges lässt sich damit mit einer sehr kleinen Heißgaseinwirkung, beispielsweise durch ein Zünd- oder Anzündstück eine sehr große und schnell ansteigende Druckwirkung auf die Endplatte erzeugen. Alternatively or additionally, the filling of the combustion chamber with water, mineral or natural oils, or silicone oil (in each case with or without swelling agent) can be considered. Water not only serves as a filler, but the high pressure at a steam generation can also act as a blowing agent water. With skillful exploitation of Siedeverzugses can thus produce a very large and rapidly increasing pressure effect on the end plate with a very small hot gas, for example by a firing or primer piece.

Besonders die Kombination eines Zündstücks mit solchen flüssigen Füllkörpern, insbesondere mit Wasser oder Öl, ist so effizient, dass dadurch eine gute schalltechnische bzw. stoßwellentechnische Ankopplung der Endplatte erreicht wird. In particular, the combination of a detonator with such liquid packing, in particular with water or oil, is so efficient that thereby a good sound engineering or shock wave technology coupling of the end plate is achieved.

In einer anderen Ausführungsform des Schalters kann der Kolben auch mit einer Membran verbunden werden, die dann die Endplatte ersetzt. Die Membran kann in Richtung der Kolbenbewegung bei der Trennung verformt werden. Eine Membran weist in der Regel weniger Masse auf als eine Endplatte, wodurch die schnelle Bewegung erleichtert wird. Durch geeignete Mittel, beispielsweise durch eine Schutzscheibe, hier auch Membranstützring genannt, kann ein Platzen der Membran sicher verhindert werden. Eine Membran hat insbesondere den Vorteil, dass sie nach außen gut abdichtet und so über lange Zeit auch keine Dichtprobleme auftreten. Eine solche Membran kann auch in Kombination mit einem Faltenbalg eingesetzt werden. In another embodiment of the switch, the piston may also be connected to a membrane, which then replaces the end plate. The membrane can be deformed in the direction of the piston movement during the separation. A membrane typically has less mass than an end plate, thereby facilitating rapid movement. By suitable means, for example by a protective screen, also called membrane support ring here, a bursting of the membrane can be reliably prevented. A membrane has the particular advantage that it seals well to the outside and so no sealing problems occur over a long time. Such a membrane can also be used in combination with a bellows.

Bei hohen mechanischen Belastungen der Membran und auch aus Sicherheitsüberlegungen heraus kann diese auch aus mehreren übereinander liegenden Einzelmembranen ausgeführt bzw. eingesetzt werden. So sind beispielsweise zwei übereinander gelegte Membranen mit halber Stärke als eine gleich dicke Membran leichter verformbar als die dickere Membran bei gleicher Gesamtmasse, zudem wirkt sich ein evtl. in einer Membran vorhandener oder entstehender Riss im Material nicht schädlich aus, das treibende Gas bleibt hierbei dennoch in der Brennkammer sicher verschlossen. Vereinfachend wird hier jedoch meist nur von einer Membran gesprochen. At high mechanical loads of the membrane and also out of safety considerations, this can also be performed or used from several superposed individual membranes. Thus, for example, two superimposed membranes with half thickness as an equal thickness membrane easier deformable than the thicker membrane at the same total mass, also affects any existing in a membrane or resulting crack in the material is not harmful, the driving gas remains this case safely closed in the combustion chamber. For the sake of simplification, however, only one membrane is usually mentioned here.

Alternativ oder zusätzlich zu diesen Vorrichtungen können auch zahlreiche Verbesserungen im Wesentlichen außerhalb des eigentlichen Schaltergehäuses vorgesehen sein. Der Kolben kann beispielsweise auch durch pyrotechnische Mittel bewegt werden, welche außerhalb des Gehäuses vorgesehen sind, insbesondere durch einen pyrotechnischen Pin-Puller-Antrieb oder einen Pin-Puller-Antrieb, der mit einem nicht pyrotechnisch erzeugten Gasdruck arbeitet. Die Vorrichtungen für den Gas- oder Pyro-Antrieb können sich dabei im Inneren des Schaltergehäuses befinden (d.h. das Gehäuse des Antriebs ist integriert mit dem Gehäuse des Schalters ausgebildet oder das Antriebsgehäuse befindet sich innerhalb des Schaltergehäuses) oder außerhalb des Schaltergehäuses. Im letztgenannten Fall kann das Antriebsgehäuse mit dem Schaltergehäuse unmittelbar angrenzend verbunden sein oder sich sogar in einem Abstand außerhalb des Schaltgehäuses befinden, wobei die Bewegung eines Antriebselements des Antriebs mechanisch auf den Schaltkolben übertragen wird (beispielsweise durch einen zusätzlichen Verbindungskolben oder einen entsprechend lang ausgeführten Kolben oder einen Kolben des Pin-Puller-Antriebs). Alternatively or in addition to these devices, numerous improvements may also be provided substantially outside the actual switch housing. The piston can also be moved, for example, by pyrotechnic means, which are provided outside the housing, in particular by a pyrotechnic pin-puller drive or a pin-puller drive, which operates with a non-pyrotechnically generated gas pressure. The devices for the gas or pyro drive can be located inside the switch housing (ie the housing of the drive is integrated with the housing of the switch or the drive housing is located inside the switch housing) or outside of the switch housing. In the latter case, the drive housing may be connected to the switch housing immediately adjacent or even located at a distance outside of the switch housing, wherein the movement of a drive element of the Drive is mechanically transmitted to the switching piston (for example, by an additional connecting piston or a correspondingly long running piston or a piston of the pin-puller drive).

Grundsätzlich zweckmäßig ist es auch, an einem Schalter zwei Kolben oder entsprechend zwei Pin-Puller-Antriebe vorzusehen. Damit kann das Auslösen des Schalters an zwei Stellen, etwa von zwei Seiten erfolgen. Somit kann eine alternative Auslösung oder auch eine doppelte (gleichzeitige) Auslösung erfolgen. In jedem Fall ergibt sich eine Redundanz in der Konstruktion, welche die Trennung eines Schaltkreises noch einmal zuverlässiger macht. In principle, it is also expedient to provide two pistons or correspondingly two pin-puller drives on one switch. Thus, the triggering of the switch can be done in two places, for example from two sides. Thus, an alternative triggering or even a double (simultaneous) triggering can take place. In any case, there is a redundancy in the design, which makes the separation of a circuit even more reliable.

Grundsätzlich kann auch der Schalter mit Komponenten ausgerüstet werden, die seine elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und/oder seine Anfälligkeit für elektrostatische Entladung (ESD) verbessern. Entsprechende Schutzkomponenten wie Ferritringe, Zener-Diode, Suppressor-Diode, Spulen oder Varistoren, insbesondere SIOV-Varistoren können an dem Schalter vorgesehen sein und/oder an dem Antrieb. Sie können mit oder ohne Verbindung mit anderen elektronischen Bauteilen des Schalters vorgesehen sein. In principle, the switch can also be equipped with components which improve its electromagnetic compatibility (EMC) and / or its susceptibility to electrostatic discharge (ESD). Corresponding protective components such as ferrite rings, zener diode, suppressor diode, coils or varistors, in particular SIOV varistors may be provided on the switch and / or on the drive. They may be provided with or without connection to other electronic components of the switch.

Weitere Merkmale, aber auch Vorteile der Erfindung, ergeben sich aus den nachfolgend aufgeführten Zeichnungen und der zugehörigen Beschreibung. In den Abbildungen und in den dazugehörigen Beschreibungen sind Merkmale der Erfindung in Kombination beschrieben. Diese Merkmale können allerdings auch in anderen Kombinationen von einem erfindungsgemäßen Gegenstand umfasst werden. Jedes offenbarte Merkmal ist also auch als in technisch sinnvollen Kombinationen mit anderen Merkmalen offenbart zu betrachten. Die Abbildungen sind teilweise leicht vereinfacht und schematisch. Die nachfolgenden Abbildungen zeigen den gleichen Schalter jeweils in seiner Leitstellung (jeweils Figur a) und in seiner Trennstellung (jeweils Figur b). Other features, but also advantages of the invention will become apparent from the following drawings and the accompanying description. In the figures and in the accompanying descriptions, features of the invention are described in combination. However, these features may also be included in other combinations of an article of the invention. Each disclosed feature is thus also to be regarded as disclosed in technically meaningful combinations with other features. The illustrations are partly slightly simplified and schematic. The following figures show the same switch in each case in its Leitstellung (each figure a) and in its release position (each figure b).

1 zeigt im Querschnitt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalters, bei dem das Durchtrennen des Verbindungselements durch einen Stanzkolben erzeugt wird. 1 shows in cross section a first embodiment of a switch according to the invention, in which the severing of the connecting element is produced by a punching piston.

2 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalters, bei dem das Verbindungselement durch einen Schneidkolben durchtrennt wird. 2 shows in cross section a further embodiment of a switch according to the invention, in which the connecting element is severed by a cutting piston.

3 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters, bei dem das Verbindungselement durch einen Reißkolben zerrissen wird. 3 shows in cross section a further embodiment of the switch according to the invention, in which the connecting element is torn by a rupture piston.

4 zeigt ein als Band ausgebildetes Verbindungselement, das mittige Lochungen und Ausnehmungen an den Rändern des Bands aufweist. 4 shows a band-shaped connecting element having central perforations and recesses at the edges of the band.

5 zeigt ein als Band ausgebildetes Verbindungselement, das von der in Erstreckungsrichtung festgelegten Mitte des Bands versetzte Lochungen und Ausnehmungen an den Rändern des Bands aufweist. 5 shows a trained as a band connecting element having offset from the defined in the direction of the center of the center strip perforations and recesses at the edges of the band.

6 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters vor der Trennung des Verbindungselements, der keine zusätzliche Trennvorrichtung aufweist. 6 shows in cross section a further embodiment of the switch according to the invention before the separation of the connecting element, which has no additional separating device.

7 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters nach der Trennung des Verbindungselements mit einem durch die Kraft F abgeleiteten Lichtbogen. 7 shows in cross section a further embodiment of the switch according to the invention after the separation of the connecting element with a derived by the force F arc.

8 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters vor der Trennung des Verbindungselements mit einem Kondensator, einem Widerstand, einer Zener-Diode und einer Diode im Stromkreis. 8th shows in cross section a further embodiment of the switch according to the invention before the separation of the connecting element with a capacitor, a resistor, a Zener diode and a diode in the circuit.

9 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters vor der Trennung des Verbindungselements mit einer Spule zum Anlegen eines externen Magnetfelds. 9 shows in cross section a further embodiment of the switch according to the invention before the separation of the connecting element with a coil for applying an external magnetic field.

10 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters vor der Trennung des Verbindungselements mit einer Spule zum Anlegen eines externen Magnetfelds und einem Permanentmagnet. 10 shows in cross section a further embodiment of the switch according to the invention before the separation of the connecting element with a coil for applying an external magnetic field and a permanent magnet.

11a und 11b zeigen jeweils ein als Band ausgebildetes Verbindungselement, das von der in Erstreckungsrichtung festgelegten Mitte des Bands versetzte Lochungen und Ausnehmungen an den Rändern des Bands aufweist. 11a and 11b each show a trained as a band connecting element having offset from the defined in the direction of extension of the center center of the band perforations and recesses at the edges of the band.

1a und 1b zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalters 10. Dieser Schalter weist ein Gehäuse 12 auf, welches in Erstreckungsrichtung des Verbindungselements 22 zylinderförmig ausgeführt sein kann. Der Gehäuseinnenraum 18 ist mit einem Isolatormedium 31 gefüllt. Wie dargestellt, kann es sich hierbei um ein körniges Isolatormedium 31 handeln, beispielsweise um Quarzsand. In diesem Innenraum 18 verläuft ferner das Verbindungselement 22. Das Verbindungselement 22 ist mechanisch fest mit den Zugplatten 28 verbunden. Die Zugplatten 28 sind mit Federn 26 mechanisch verbunden, wobei die Federn 26 wiederum mit dem Gehäuse mechanisch verbunden sind. Die Federn 26 sind auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Schalters 10 angeordnet. Um die Federn 26 befinden sich Federgehäuse 27. An zwei gegenüberliegenden Seiten des Schalters 10 sind Befestigungen 23 für das Verbindungselement 22 vorgesehen, an die das Verbindungselement fest gebunden ist. Weiterhin weist der Schalter 10 einen ersten Kontakt 29 und einen zweiten Kontakt 30 auf, die elektrisch leitend sind und an den zwei gegenüberliegenden Seiten mit dem elektrisch leitenden Verbindungselement 22 in Kontakt stehen. 1a and 1b show a first embodiment of a switch according to the invention 10 , This switch has a housing 12 on, which in the extension direction of the connecting element 22 can be cylindrical. The housing interior 18 is with an isolating medium 31 filled. As shown, this may be a granular isolating medium 31 act, such as quartz sand. In this interior 18 furthermore runs the connecting element 22 , The connecting element 22 is mechanically strong with the tension plates 28 connected. The tension plates 28 are with feathers 26 mechanically connected, with the springs 26 in turn are mechanically connected to the housing. The feathers 26 are on two opposite sides of the switch 10 arranged. To the springs 26 are spring housings 27 , At two opposite sides of the switch 10 are fixings 23 for the connecting element 22 provided, to which the connecting element is firmly bound. Furthermore, the switch 10 a first contact 29 and a second contact 30 on, which are electrically conductive and on the two opposite sides with the electrically conductive connecting element 22 stay in contact.

1a zeigt den Schalter in Schaltstellung, wobei das Verbindungselement durchgehend durch den Innenraum 18 des Schalters die zwei Kontakte 29 und 30 miteinander verbindet. Die 1b zeigt den Schalter 10 in Trennstellung. Der Schalter 10 weist zudem eine Trennvorrichtung 24 in Form eines Standkolbens auf, der senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des Verbindungselements 22 ausgerichtet ist. Um den äußeren Bereich des Stanzkolbens befindet sich ein Gehäuse 32. Auf der dem Verbindungselement 22 gegenüberliegenden Seite des Stanzkolbens befindet sich ein dazu komplementäres Gegenstück 25, das als Matrize für den Stanzkolben ausgebildet ist. Das Gegenstück 25 ist mechanisch fest mit dem Gehäuse 12 verbunden. Der Stanzkolben kann in das Gehäuse 12 des Schalters 10 eingedrückt werden, so dass wie insbesondere aus 1b ersichtlich ist, ein Teil der Trennvorrichtung ausgestanzt wird. Dabei relaxieren die in der Schaltstellung des Schalters gespannten Federn, so dass die durch das Austanzen entstehenden Enden des Verbindungselements 22 auseinandergezogen werden. Auf diese Weise stehen die Kontakte 29 und 30 nicht mehr in Verbindung und es kommt zu einer Unterbrechung des Stromflusses. 1a shows the switch in the switching position, wherein the connecting element through the interior 18 of the switch the two contacts 29 and 30 connects with each other. The 1b shows the switch 10 in disconnected position. The desk 10 also has a separator 24 in the form of a ram on the perpendicular to the direction of extension of the connecting element 22 is aligned. Around the outer area of the punching piston is a housing 32 , On the connecting element 22 opposite side of the punching piston is a complementary counterpart 25 , which is designed as a die for the punching piston. The counterpart 25 is mechanically fixed to the housing 12 connected. The punching piston can into the housing 12 of the switch 10 be pressed in, so that in particular from 1b it can be seen that a part of the separating device is punched out. At the same time, the springs tensioned in the switch position of the switch relax so that the ends of the connecting element resulting from the replacement are relaxed 22 be pulled apart. That's how the contacts stand 29 and 30 no longer in communication and there is an interruption of the current flow.

Die Trennvorrichtung 24 in Form des Stanzkolbens und das Gegenstück 25 bestehen vorzugsweise aus einem isolierenden Material, so dass der Isolationswiderstand zwischen den Enden des Verbindungselements nach dem Erreichen der Trennstellung einen gewünscht hohen Wert erreicht. Dies gilt auch für alle weiteren, nachstehend beschriebenen Ausführungsformen. The separator 24 in the form of the punching piston and the counterpart 25 are preferably made of an insulating material, so that the insulation resistance between the ends of the connecting element reaches a desired high value after reaching the disconnected position. This also applies to all other embodiments described below.

2a und 2b zeigen eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalters 10, wiederum in der Leitstellung (2a) und in der Trennstellung (2b). Die Grundkonstruktion des Schalters 10 entspricht der in 1 dargestellten. Alle Elemente bis auf die Trennvorrichtung 24 und das Gegenstück 25 zur Trennvorrichtung 24 sind identisch mit denen der 1a und 1b. Die Trennvorrichtung 24 ist ebenso als Kolben ausgebildet, weist jedoch an der Spitze ein Schneidwerkzeug auf, das in der Lage ist, aufgrund des Gegendrucks des als Fläche ausgebildeten Gegenstücks 25 das Verbindungselement 22 durch Hineindrücken des Kolbens in den Schalter 10 zu durchtrennen. Auf diese Weise können die in der Schaltstellung gespannten Federn relaxieren und der Schalter geht in die Trennstellung über, bei der durch die Unterbrechung des Verbindungselements 22 die Kontakte 29 und 30 nicht mehr in Verbindung stehen, so dass der Stromfluss unterbrochen ist. Das Gegenstück 25 ist mechanisch fest mit dem Gehäuse 12 verbunden. 2a and 2 B show another embodiment of a switch according to the invention 10 , again in the lead position ( 2a ) and in the disconnected position ( 2 B ). The basic construction of the switch 10 corresponds to the in 1 shown. All elements except for the separator 24 and the counterpart 25 to the separator 24 are identical to those of 1a and 1b , The separator 24 is also formed as a piston, but has at the top of a cutting tool, which is able due to the back pressure of the formed as a surface counterpart 25 the connecting element 22 by pushing the piston into the switch 10 to sever. In this way, the tensioned in the switching position springs can relax and the switch goes into the disconnected position, in which by the interruption of the connecting element 22 The contacts 29 and 30 no longer communicate, so that the flow of current is interrupted. The counterpart 25 is mechanically fixed to the housing 12 connected.

3a und 3b zeigen eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalters 10, wiederum in der Leitstellung (3a) und in der Trennstellung (3b). Die Grundkonstruktion des Schalters 10 entspricht der in 1 dargestellten, der Schalter unterscheidet sich jedoch durch die Trennvorrichtung 24. Die Trennvorrichtung 24 ist ebenso als Kolben ausgebildet, jedoch weist der Kolben kein Stanz- oder Schneidwerkzeug auf, sondern ist als sogenannter Reißkolben ausgestaltet. Der Kolben weist an seinem inneren Ende ein Verbreiterungselement 23 auf, das, wie in den 3a und 3b dargestellt, fünf Verbindungsstege 34 zu dem Verbindungselement 22 hat, die mechanisch fest mit dem Verbreiterungselement 33 und dem Verbindungselement 22 verbunden sind. Im Gegensatz zu den Ausführungsformen in den 1 und 2 wird jedoch das Verbindungselement nicht durch Hineindrücken des Kolbens in den Schalter 10 durchbrochen, sondern indem die Trennvorrichtung 24 aus dem Schaltergehäuse 12 herausgezogen wird. Bei dem Herausziehen des Kolbens aus dem Schalter 10 werden die mechanisch mit den Stegen 34 fest verbundenen Teile des Verbindungselements 22 aus diesem herausgerissen. Dazu weist das Verbindungselement vorzugsweise neben den Teilen des Verbindungselements, die fest mit den Stegen verbunden sind, sogenannte Ausnehmungen auf, die ein Herausreißen von mit den Stegen verbundenen Teilen des Verbindungselements erleichtern. Nachdem durch Herausziehen des Kolbens Teile des Verbindungselements herausgerissen wurden, können die in Schaltstellung gespannten Federn 26 relaxieren und der Schalter kann in die Trennstellung übergehen. Durch Relaxieren der Federn 26 werden die mit der Zugplatte 28 verbundenen Teile des Verbindungselements 22 in unterschiedliche Richtungen auseinandergezogen, so dass die Bildung eines Lichtbogens zwischen den gegenüberliegenden Enden des Verbindungselements verhindert werden kann. Auf diese Weise wird der Stromfluss zwischen den Kontakten 29 und 30 unterbrochen. 3a and 3b show a further embodiment of a switch according to the invention 10 , again in the lead position ( 3a ) and in the disconnected position ( 3b ). The basic construction of the switch 10 corresponds to the in 1 However, the switch differs by the separator 24 , The separator 24 is also designed as a piston, but the piston has no punching or cutting tool, but is designed as a so-called ratchet piston. The piston has a widening element at its inner end 23 on that, as in the 3a and 3b shown, five connecting bridges 34 to the connector 22 has that mechanically fixed to the widening element 33 and the connecting element 22 are connected. In contrast to the embodiments in the 1 and 2 However, the connecting element is not by pushing the piston into the switch 10 pierced, but by the separator 24 from the switch housing 12 is pulled out. When pulling out the piston from the switch 10 be the mechanical with the webs 34 firmly connected parts of the connecting element 22 torn out of this. For this purpose, the connecting element preferably in addition to the parts of the connecting element, which are fixedly connected to the webs, so-called recesses, which facilitate tearing out of connected to the webs parts of the connecting element. After having pulled out by pulling the piston parts of the connecting element, the tensioned in switching position springs 26 relax and the switch can go into the disconnected position. By relaxing the springs 26 be the ones with the pull plate 28 connected parts of the connecting element 22 pulled apart in different directions, so that the formation of an arc between the opposite ends of the connecting element can be prevented. In this way, the current flow between the contacts 29 and 30 interrupted.

4 zeigt ein als Schmelzband ausgebildetes Verbindungselement 22, das in der Mitte kreisrunde Lochungen 35 aufweist. Weiterhin weist das Schmelzband an den Rändern neben den Lochungen Ausnehmungen 36 auf, so dass bei einer bestimmten Stromflussdichte das Schmelzband an diesen Stellen durchtrennt werden kann, bzw. das Schmelzband auch durch die mechanische Bewegung einer Trennvorrichtung 24 leichter durchtrennt werden kann. 4 shows a trained as a melting band connecting element 22 with circular perforations in the middle 35 having. Furthermore, the melting band at the edges next to the perforations recesses 36 on, so that at a certain current density density, the melting band can be severed at these points, or the melting band also by the mechanical movement of a separator 24 can be severed easily.

Die 5 zeigt ebenso ein als Schmelzband ausgebildetes Verbindungselement 22, das ebenso Lochungen 35 aufweist. Die Lochungen in dem Schmelzband der 5 sind jedoch nicht in der durch die Erstreckungsrichtung des Schmelzbands festgelegten Mitte, sondern versetzt zu der Mitte der Erstreckungsrichtung des Schmelzbands angeordnet. An den Außenseiten befinden sich vorzugsweise auf der Höhe der Lochungen 35 Ausnehmungen 36, die auch hier zusammen mit den Lochungen 35 ein leichteres Schmelzen des Schmelzbands ab einer bestimmten Stromflussdichte ermöglichen, bzw. das Durchtrennen des Verbindungelements 22 durch die Trennvorrichtung 24 erleichtern. The 5 also shows a trained as a melting band connecting element 22 that also punched 35 having. The perforations in the melting band of the 5 however, they are not disposed in the center defined by the extending direction of the melt belt but offset from the center of the extending direction of the melt belt. On the outer sides are preferably at the height of the perforations 35 recesses 36 that also here along with the perforations 35 allow easier melting of the meltbelt from a certain current density density, or the cutting of the connecting element 22 through the separator 24 facilitate.

6 zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalters 10 in der Leitstellung. Die Grundkonstruktion des Schalters 10 entspricht der in 1 dargestellten. Es sind alle Elemente bis auf die Trennvorrichtung 24 und das Gegenstück 25 zur Trennvorrichtung 24 vorhanden. Das Verbindungselement 22 ist hier so ausgebildet, dass es ab einer bestimmten Stromflussdichte schmilzt bzw. reißt. Auf diese Weise können die in der Schaltstellung gespannten Federn relaxieren und der Schalter geht in die Trennstellung über, bei der durch die Unterbrechung des Verbindungselements 22 die Kontakte 29 und 30 nicht mehr in Verbindung stehen, so dass der Stromfluss unterbrochen ist. 6 shows another embodiment of a switch according to the invention 10 in the control position. The basic construction of the switch 10 corresponds to the in 1 shown. There are all elements except for the separator 24 and the counterpart 25 to the separator 24 available. The connecting element 22 is here designed so that it melts or breaks at a certain current density. In this way, the tensioned in the switching position springs can relax and the switch goes into the disconnected position, in which by the interruption of the connecting element 22 The contacts 29 and 30 no longer communicate, so that the flow of current is interrupted.

7 zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalters 10 in der Trennstellung. Die Grundkonstruktion des Schalters 10 entspricht der in 6 dargestellten. Das Verbindungselement 22 ist bspw. bedingt durch eine bestimmte Stromflussdichte bereits geschmolzen bzw. zerrissen und wird durch Relaxation der Federn 26 auseinandergezogen. Um den Weg zwischen den beiden getrennten Enden des Verbindungselements zu überbrücken kann es zur Ausbildung eines unerwünschten Lichtbogens 41 kommen. Um den Weg des Lichtbogens 41 zu verlängern, befindet sich außen am Gehäuse ein Magnet 40, beispielsweise ein Dauermagnet oder ein fremd- oder eigenstrombetriebener Elektromagnet, der mit einer Kraft F senkrecht zu dem Verbindungselement 22 aufgrund der sogenannten 3-Fingerregel, auch UVW-Regel, IBF- bzw. FBI-Regel genannt, den Lichtbogen 41 bogenförmig umleitet, da dieser ein Eigenmagnetfeld aufweist. Durch den längeren Weg des Lichtbogens durch beispielsweise ein Löschmedium im Inneren des Gehäuses (nicht gezeigt) wird der Lichtbogen stärker gekühlt und reißt eher ab. Bei sehr hohem Strömen und hohen externen Magnetfeldern kann der entstehende Lichtbogen 41 sogar bis zur Innenwand des Gehäuses 12 verformt werden, wo er effektiv gekühlt werden kann – insbesondere wenn hier Kühlrippen oder Kühlstege angebracht sind (nicht gezeigt). 7 shows another embodiment of a switch according to the invention 10 in the disconnected position. The basic construction of the switch 10 corresponds to the in 6 shown. The connecting element 22 is for example due to a certain current density already melted or torn and is by relaxation of the springs 26 pulled apart. In order to bridge the path between the two separate ends of the connecting element, it may lead to the formation of an undesirable arc 41 come. To the way of the arc 41 To extend, outside the case is a magnet 40 , For example, a permanent magnet or a foreign or self-energized electromagnet, with a force F perpendicular to the connecting element 22 due to the so-called 3-finger rule, also UVW rule, called IBF or FBI rule, the arc 41 deflects arcuately, since this has a natural magnetic field. Due to the longer path of the arc through, for example, an extinguishing medium in the interior of the housing (not shown), the arc is more strongly cooled and tears off rather. At very high currents and high external magnetic fields, the resulting arc 41 even to the inner wall of the housing 12 be deformed, where it can be effectively cooled - especially if there are mounted cooling fins or cooling bars (not shown).

In den 9 und 10 sind erfindungsgemäße Schalter wie in 7 gezeigt, die sich in der Leitstellung befinden. Das externe Magnetfeld wird in 9 durch eine aufgeteilte Spule 42 erzeugt. Hierbei ist ein stationäres Magnetfeld über einen Widerstand R_V einstellbar, der mit den an dem Gehäuse 12 befindlichen Endpunkten der Spulen 42 verbunden ist. Auf diese Weise kann das stationäre Feld erst bei Trennung des Verbindungselements 22 eingeschaltet werden. In 10 wird ein externes Magnetfeld über eine Spule 42 in Verbindung mit einem Permanentmagnet P erzeugt. In the 9 and 10 are inventive switch as in 7 shown, which are in the control position. The external magnetic field is in 9 through a split coil 42 generated. In this case, a stationary magnetic field via a resistor R _{V is} adjustable with those on the housing 12 located endpoints of the coils 42 connected is. In this way, the stationary field only when disconnecting the connecting element 22 be turned on. In 10 becomes an external magnetic field via a coil 42 generated in conjunction with a permanent magnet P.

8 zeigt einen erfindungsgemäßen Schalter 10 wie in 6 in der Leitstellung. An den ersten und zweiten Kontakt ist vorzugsweise ein Stromkreis angebracht, der einen Kondensator C und einen Widerstand R aufweist. Zusätzlich kann – wie in 8 gezeigt – dieser Stromkreis eine Zener-Diode und/oder eine Diode aufweisen. Beim Abschalten von Strömen bzw. beim Abreißen des Verbindungselements 22 würde ohne Kondensator C eine steile Spannungsspitze an den Anschlüssen des Schalters entstehen, weil nach der Lenzschen Regel das im Stromkreis bestehende Magnetfeld erhalten werden soll. Sinkt der Strom, so wird eine Induktionsspannung derart erzeugt, dass der daraus folgende Induktionsstrom in gleicher Richtung wie der vorher über die Schalterkontakte 29, 30 fließende Strom fließt, um damit das Zusammenbrechen des Magnetfeldes zu verhindern oder zumindest abzuschwächen. Je schneller das Abschalten erfolgt, d.h. je größer die Stromänderungsgeschwindigkeit ist, umso höher sind die Induktionsspannung und der Induktionsstrom. Die Induktionsspannung kann dabei höher sein als die zuvor anliegende Quellspannung. Diese Spannungsspitzen werden durch einen sogenannten Snubber (= Serienschaltung eines Kondensators C mit einem Widerstand R) abgefangen und gedämpft, da damit die Stromänderungsgeschwindigkeit verkleinert wird: Der Strom fließt beim Abschalten zunächst in der ursprünglichen Höhe statt über die Kontakte 29, 30 in den Kondensator C und sinkt dann mit zunehmender Ladung des Kondensators C entsprechend der abnehmenden magnetischen Energie ab. Gleichzeitig wird durch den Stromfluss im Widerstand R elektrische Energie in Wärme umgewandelt, was ohne den Widerstand R zu einer stets unerwünschten Resonanzschwingung führen würde. Das Schmelzband der 11a weist Lochungen 35 bzw. Ausnehmungen 36 auf, so dass bei einer bestimmten Stromflussdichte das Schmelzband an diesen Stellen durchtrennt werden kann, bzw. das Schmelzband auch durch die mechanische Bewegung einer Trennvorrichtung 24 leichter durchtrennt werden kann. Aus dem gleichen Grund kann das Schmelzband auch Perforationen aufweisen, die quadratisch ausgebildet sind, wie in 11b gezeigt. 8th shows a switch according to the invention 10 as in 6 in the control position. To the first and second contact, a circuit is preferably mounted, which has a capacitor C and a resistor R. In addition - as in 8th shown - this circuit have a Zener diode and / or a diode. When switching off currents or when tearing off the connecting element 22 Without condenser C, a steep voltage peak would occur at the terminals of the switch because, according to Lenz's rule, the magnetic field existing in the circuit is to be obtained. If the current sinks, an induction voltage is generated in such a way that the consequent induction current in the same direction as the previously via the switch contacts 29 . 30 flowing current flows to prevent or at least mitigate the collapse of the magnetic field. The faster the shutdown occurs, ie the greater the rate of change of current, the higher the induction voltage and the induction current. The induction voltage can be higher than the previously applied source voltage. These voltage peaks are intercepted and attenuated by a so-called snubber (= series connection of a capacitor C with a resistor R), since this reduces the rate of change of current. The current first flows when switching off in the original height instead of via the contacts 29 . 30 in the capacitor C and then decreases with increasing charge of the capacitor C according to the decreasing magnetic energy. At the same time electrical energy is converted into heat by the flow of current in the resistor R, which without the resistor R would always lead to undesirable resonance oscillation. The melting band of the 11a has perforations 35 or recesses 36 on, so that at a certain current density density, the melting band can be severed at these points, or the melting band also by the mechanical movement of a separator 24 can be severed easily. For the same reason, the melt ribbon may also have perforations that are square in shape, as in FIG 11b shown.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Schalter switch
12 12: Gehäuse casing
18 18: Innenraum inner space
22 22: Verbindungselement connecting element
23 23: Befestigung für Verbindungselement Attachment for connecting element
24 24: Trennvorrichtung separating device
25 25: Gegenstück zur Trennvorrichtung Counterpart to the separator
26 26: Feder feather
27 27: Federgehäuse spring housing
28 28: Zugplatte für Verbindungselement Pull plate for connecting element
29 29: erster Kontakt first contact
30 30: zweiter Kontakt second contact
31 31: Isolatormedium insulator medium
32 32: Gehäuse für Trennvorrichtung Housing for separating device
33 33: Verbreiterungselement widening element
34 34: Verbindungsstege connecting webs
35 35: Lochung perforation
36 36: Ausnehmung recess
37 37: Perforation perforation
40 40: Magnetfeld magnetic field
41 41: Lichtbogen Electric arc
42 42: Spule für externes Magnetfeld Coil for external magnetic field
F F: Kraft force
C C: Kondensator capacitor
R R: Widerstand resistance
ZD ZD: Zener-Diode Zener diode
D D: Diode diode
P P: Permanentmagnet permanent magnet

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

CH 240670 [0003]
DE 1928922 C3 [0005]
DE 1050858 [0006]
DE 202007013841 U1 [0007]
DE 19819662 A1 [0008]
DE 10205369 B4 [0009]

Claims

Switches, in particular disconnectors ( 10 ) for high DC and AC currents at high voltages, (a) which can be transferred from a conducting position to a disconnected position and (b) a housing ( 12 ), a first contact ( 29 ), a second contact ( 30 ) and at least one connecting element ( 22 ), which in the control position of the switch ( 10 ) an electrical connection between the first contact ( 29 ) and the second contact ( 30 ), (c) the housing ( 12 ) one the at least one connecting element ( 22 ) surrounding interior ( 18 ), characterized in that (d) that the at least one connecting element ( 22 ) is axially tensioned in its direction of extension in the Leitstellung or train can be loaded, so that severed parts of the at least one connecting element when transferring the switch in the disconnected position are removed from each other.

Switch according to claim 1, further comprising a separating device ( 24 ) for severing the at least one connecting element ( 22 ) having.

Switch according to claim 1 or 2, comprising at least one tensioned spring ( 26 ) connected to the housing ( 12 ) and the at least one connecting element ( 22 ) is firmly connected.

Switch according to claim 3, comprising at least two tensioned springs ( 26 ), which on two different, preferably opposite sides of the housing ( 12 ) with the housing and the at least one connecting element ( 22 ) are firmly connected.

Switch according to claim 3 or 4, wherein the connecting element ( 22 ) and the housing ( 12 ) are connected at different ends of the spring (s) with the / the spring (s), so that when severing the at least one connecting element ( 22 ) with the relaxation of the spring (s) ( 26 ) preferably a compression of the at least one connecting element occurs.

Switch according to one of the preceding claims, in which the at least one connecting element ( 22 ) is a tube, a wire or a flat, in particular strip-shaped element, preferably a fusible link or a melting band.

Switch according to one of the preceding claims, in which the separating device ( 24 ) is a guided by the housing piston, which by a mechanical movement, the at least one connecting element ( 22 ), or in which the separating device is designed such that when a certain nominal value of the current or voltage applied to the connecting element is exceeded, the connecting element can be severed.

Switch according to claim 7, wherein the mechanical direction of movement of the piston in a direction different from the extension direction of the connecting element, preferably substantially perpendicular thereto extends.

Switch according to claim 7 or 8, wherein the piston can pierce the at least one connecting element, cut or tear.

Switch according to one of claims 7 to 9, which is a counterpart connected to the housing ( 25 ) to the piston located on the opposite side of the piston of the at least one connecting element ( 22 ) is located.

Switch according to claim 10, wherein the counterpart connected to the housing ( 25 ) is a die for a piston designed as a punching piston or a counter surface for a piston designed as a cutting piston or a cutting tool.

Switch according to one of the preceding claims, comprising at least two different separating devices ( 24 ) having.

Switch according to claim 12, wherein a separating device ( 24 ) is a piston guided by the housing, which by mechanical movement, the connecting element ( 22 ), and a second separating device is configured such that when a certain nominal value of the current or voltage applied to the connecting element is exceeded, the at least one connecting element can be severed.

Switch according to one of claims 1 to 13, wherein the switch comprises two or more connecting elements ( 22 ) having.

Switch according to one of claims 7 to 14, outside the interior ( 18 ) of the housing ( 12 ) Has an operating device for moving the separating device designed as a piston.

Switch according to one of the preceding claims, wherein the operating device is a drive for moving the piston, which acts upon the piston after activation of the drive with a movement force causing the movement of the piston, the drive in particular as inductive drive, is designed as an eddy current drive or as a gas pressure drive, wherein the gas pressure is generated by means of a gas-generating material, in particular by combustion or oxidation of a liquid and / or solid gas-generating material, in particular an activatable pyrotechnic gas-generating material.

A switch according to claim 16, wherein the gas pressure drive is one of the interior ( 18 ) of the housing ( 12 ) has separate combustion chamber, in which the gas-generating material is provided, wherein the piston is designed so that it can be acted upon directly by the gas pressure to generate the movement of the punching or cutting piston, or wherein the piston is indirectly acted upon by the gas pressure by a from Gas pressure moving element applied to the piston.