DE102019008471A1

DE102019008471A1 - Electrical switching element

Info

Publication number: DE102019008471A1
Application number: DE102019008471.3A
Authority: DE
Inventors: Torsten Hagge
Original assignee: Marquardt GmbH
Current assignee: Marquardt GmbH
Priority date: 2018-12-08
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2020-06-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltelement (1), insbesondere zur Anordnung in einer Leitung zu einer Batterie in einem Kraftfahrzeug, mit zwei Festkontakten (2, 3) und mit einem zwischen einer Aus-Schaltstellung und einer Ein-Schaltstellung bewegbaren Schaltkontakt (4). Der Schaltkontakt (4) liegt in der Ein-Schaltstellung an den Festkontakten (2, 3) an und ist in der Aus-Schaltstellung von den Festkontakten (2, 3) entfernt. Mit dem Schaltkontakt (4) wirkt eine Feder (5) zusammen, derart dass der Schaltkontakt (4) von der Ein-Schaltstellung in die Aus-Schaltstellung mittels Federkraft bewegbar ist. Des Weiteren ist ein Elektromotor (6) zur Bewegung des Schaltkontaktes (4) von der Aus-Schaltstellung in die Ein-Schaltstellung vorgesehen, wobei der Elektromotor (6) die Feder (5) bei der Bewegung des Schaltkontakts (4) in die Ein-Schaltstellung spannt.The invention relates to an electrical switching element (1), in particular for arrangement in a line to a battery in a motor vehicle, with two fixed contacts (2, 3) and with a switching contact (4) which can be moved between an off switching position and an on switching position. The switch contact (4) is in the on-switch position on the fixed contacts (2, 3) and is in the off-switch position on the fixed contacts (2, 3). A spring (5) interacts with the switch contact (4), such that the switch contact (4) can be moved from the on-switch position to the off-switch position by means of spring force. An electric motor (6) is also provided for moving the switch contact (4) from the off switch position to the on switch position, the electric motor (6) holding the spring (5) when the switch contact (4) moves into the on Switch position tensions.

Description

Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Schaltelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention is based on an electrical switching element according to the preamble of patent claim 1.

Derartige elektrische Schaltelemente kommen insbesondere bei der Energieversorgung für einen elektrischen Verbraucher zum Einsatz. Beispielsweise kann das elektrische Schaltelement zum Schalten der Versorgungsleitung in einem Batteriesystem, insbesondere für ein Bordnetz im Kraftfahrzeug, dienen.Such electrical switching elements are used in particular for the energy supply for an electrical consumer. For example, the electrical switching element can be used to switch the supply line in a battery system, in particular for an electrical system in the motor vehicle.

Ein solches elektrisches Schaltelement, das insbesondere zur Anordnung in einer Leitung zu einer Batterie und/oder zu einem Akkumulator in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist, umfasst zwei Festkontakte und einen zwischen einer Aus-Schaltstellung und einer Ein-Schaltstellung bewegbaren Schaltkontakt. Der Schaltkontakt liegt in der Ein-Schaltstellung an den Festkontakten an und ist in der Aus-Schaltstellung von den Festkontakten entfernt. Weiter wirkt mit dem Schaltkontakt eine Feder zusammen, derart dass der Schaltkontakt von der Ein-Schaltstellung in die Aus-Schaltstellung mittels Federkraft bewegbar ist. Zur Bewegung des Schaltkontakts von der Aus-Schaltstellung in die Ein-Schaltstellung ist in herkömmlicher Weise ein gegen die Federkraft wirkender Elektromagnet vorgesehen. Zwar bewirkt einerseits die Federkraft eine erhöhte Kontaktöffnungsgeschwindigkeit, welche zur Verringerung der Belastung für die Kontakte dienlich ist. Jedoch ist andererseits die Kontaktöffnungsgeschwindigkeit aufgrund der Induktivität der Spule des Elektromagneten wiederum reduziert. Insgesamt gesehen resultiert folglich keine nennenswerte Erhöhung der Kontaktöffnungsgeschwindigkeit. Somit besteht insbesondere bei hohen Strömen die Gefahr eines vorzeitigen Ausfalls des Schaltelements.Such an electrical switching element, which is provided in particular for arrangement in a line to a battery and / or to an accumulator in a motor vehicle, comprises two fixed contacts and a switching contact which can be moved between an off switching position and an on switching position. The switch contact rests on the fixed contacts in the on-switch position and is removed from the fixed contacts in the off-switch position. A spring also interacts with the switch contact, such that the switch contact can be moved from the on-switch position into the off-switch position by means of spring force. To move the switching contact from the off-switching position into the on-switching position, an electromagnet acting against the spring force is provided in a conventional manner. On the one hand, the spring force causes an increased contact opening speed, which is useful for reducing the load on the contacts. However, on the other hand, the contact opening speed is again reduced due to the inductance of the coil of the electromagnet. Overall, there is no appreciable increase in the contact opening speed. There is therefore a risk of premature failure of the switching element, in particular at high currents.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schaltelement derart weiterzuentwickeln, dass eine erhöhte Kontaktöffnungsgeschwindigkeit erzielbar ist. Insbesondere soll das Schaltelement eine höhere Lebensdauer besitzen.The invention is based on the object of further developing the switching element in such a way that an increased contact opening speed can be achieved. In particular, the switching element should have a longer service life.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schaltelement durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a generic electrical switching element by the characterizing features of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Schaltelement ist ein Elektromotor zur Bewegung des Schaltkontaktes von der Aus-Schaltstellung in die Ein-Schaltstellung vorgesehen, wobei der Elektromotor die Feder bei der Bewegung des Schaltkontakts in die Ein-Schaltstellung spannt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.In the electrical switching element according to the invention, an electric motor is provided for moving the switching contact from the off switching position into the on switching position, the electric motor tensioning the spring when the switching contact moves into the on switching position. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

In weiterer, kompakter Ausgestaltung kann der Schaltkontakt als ein drehbarer Schaltkontakt ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise kann der Schaltkontakt in der Art eines Drehankers ausgestaltet sein. Es kann sich anbieten, dass der Schaltkontakt mittels einer Welle drehbar ausgebildet ist. Des Weiteren kann der Schaltkontakt zwei, an der Welle gegenüberliegende Arme aufweisen. An dem der Welle abgewandten Ende des Arms kann eine Kontaktfläche zur Zusammenwirkung mit dem Festkontakt vorgesehen sein. In vorteilhafter Weise fließt dann der Strom über die zwei Kontaktflächen des Schaltkontakts zu den beiden Festkontakten, so dass die Belastung der einzelnen Kontakte entsprechend reduziert ist, was wiederum die Lebensdauer des Schaltelements steigert.In a further, more compact configuration, the switch contact can be designed as a rotatable switch contact. The switching contact can expediently be designed in the manner of a rotary armature. It may be appropriate for the switching contact to be rotatable by means of a shaft. Furthermore, the switching contact can have two arms, which are located opposite one another on the shaft. At the end of the arm facing away from the shaft, a contact surface can be provided for interaction with the fixed contact. The current then advantageously flows via the two contact surfaces of the switching contact to the two fixed contacts, so that the load on the individual contacts is correspondingly reduced, which in turn increases the service life of the switching element.

Um eine besonders hohe Kontaktöffnungsgeschwindigkeit zu erzielen, kann die Feder als eine Spiralfeder ausgebildet sein. Zwecks Kompaktheit kann die Spiralfeder weiterhin als eine Flachspiralfeder ausgestaltet sein. Der Elektromotor kann über ein Getriebe den Schaltkontakt, und zwar insbesondere mittels der Welle, bewegen. Damit ist zum einen eine besonders feinfühlige Bewegung des Schaltkontakts gewährleistet. Zum anderen lässt sich auch eine Feder, die zwecks Erzielung einer hohen Kontaktöffnungsgeschwindigkeit eine große Federkonstante aufweist, mit geringen Kräften spannen. In einfacher Art und Weise kann der Elektromotor die Feder mittels einer Mitnehmerscheibe spannen, welche zweckmäßigerweise an der Welle befestigt sein kann.In order to achieve a particularly high contact opening speed, the spring can be designed as a spiral spring. For the purpose of compactness, the spiral spring can furthermore be designed as a flat spiral spring. The electric motor can move the switch contact via a gear, in particular by means of the shaft. On the one hand, this ensures a particularly sensitive movement of the switching contact. On the other hand, a spring that has a large spring constant in order to achieve a high contact opening speed can also be tensioned with low forces. In a simple manner, the electric motor can tension the spring by means of a drive plate, which can expediently be fastened to the shaft.

In funktionssicherer Art und Weise kann ein Haltemagnet zur verrastenden Verriegelung der gespannten Feder, und zwar insbesondere in der Ein-Schaltstellung des Schaltkontakts, vorgesehen sein. Die Verrastung der gespannten Feder kann in einfacher Weise durch Bestromen des Haltemagneten entriegelbar sein. Dadurch kann der Schaltkontakt sich dann aufgrund der Entspannung der Feder in die Aus-Schaltstellung bewegen. Zwecks Erzeugung eines Kontaktanpressdrucks für die Kontaktfläche des Schaltkontakts an dem Festkontakt in der Ein-Schaltstellung kann eine weitere Feder, die ebenfalls als eine Spiralfeder ausgestaltet sein kann, mit dem Schaltkontakt zusammenwirken.In a functionally reliable manner, a holding magnet can be provided for latching locking of the tensioned spring, in particular in the switch-on position of the switch contact. The locking of the tensioned spring can be unlocked in a simple manner by energizing the holding magnet. As a result, the switch contact can then move into the off switch position due to the relaxation of the spring. In order to generate a contact pressure for the contact surface of the switching contact on the fixed contact in the on-switching position, a further spring, which can also be designed as a spiral spring, can interact with the switching contact.

Zur Schonung der Kontakte, insbesondere bei hohen Strömen, kann eine elektrisch parallel zum Schaltkontakt schaltbare Vorlade-Schaltung vorgesehen sein, derart dass der Schaltkontakt bei der Bewegung zwischen der Ein- und der Aus-Schaltstellung elektrisch entlastet ist. In betriebssicherer Art und Weise kann die Vorladeschaltung einen Leistungshalbleiter umfassen. Bevorzugterweise kann ein Siliziumkarbid-Feldeffekttransistor (SiC-FET) als Leistungshalbleiter verwendet werden. Des Weiteren kann die Vorlade-Schaltung zwei antiseriell geschaltete Feldeffekt-Transistoren als Leistungshalbleiter aufweisen. In effizienter Art und Weise kann der Leistungshalbleiter mittels einer PWM(Puls-Weiten-Modulation) zum Betrieb der Vorlade-Schaltung ansteuerbar sein.In order to protect the contacts, particularly in the case of high currents, a precharging circuit which can be electrically connected in parallel with the switching contact can be provided, such that the switching contact is electrically relieved when it moves between the on and off switching positions. In a reliable manner, the precharge circuit can comprise a power semiconductor. A silicon carbide field effect transistor (SiC-FET) can preferably be used as the power semiconductor. Furthermore, the precharge circuit can have two anti-serial have switched field-effect transistors as power semiconductors. The power semiconductor can be controlled in an efficient manner by means of a PWM (pulse width modulation) for operating the precharge circuit.

Zwecks erhöhter Funktionalität kann im und/oder am Schaltkontakt ein Sensor zur Messung des im Schaltkontakt fließenden elektrischen Stroms angeordnet sein. In einfacher Art und Weise kann es sich bei dem Sensor um einen Fluxgate Magnetometer handeln. Zwecks weiterer Steigerung der Betriebssicherheit des Schaltelements kann ein mit dem Festkontakt und/oder dem Schaltkontakt zusammenwirkender Blasmagnet zur Löschung im Falle eines auftretenden Lichtbogens vorgesehen sein.For the purpose of increased functionality, a sensor for measuring the electrical current flowing in the switch contact can be arranged in and / or on the switch contact. In a simple manner, the sensor can be a fluxgate magnetometer. In order to further increase the operational reliability of the switching element, a blowing magnet which interacts with the fixed contact and / or the switching contact can be provided for extinguishing in the event of an arc occurring.

Das Schaltelement kann weiterhin eine Steuereinheit umfassen, welche zur Ansteuerung des Elektromotors und/oder des Haltemagnets und/oder der Vorlade-Schaltung vorgesehen ist. Damit erübrigt sich eine zusätzliche, Kosten verursachende externe elektronische Schaltung für den Betrieb des Schaltelements. In kompakter sowie kostengünstiger Art kann die Steuereinheit von einem Mikrocomputer gebildet sein.The switching element can further comprise a control unit which is provided for controlling the electric motor and / or the holding magnet and / or the precharge circuit. This eliminates the need for an additional, costly external electronic circuit for the operation of the switching element. The control unit can be formed by a microcomputer in a compact and inexpensive manner.

In weiterer Ausgestaltung des elektrischen Schaltelements kann die Welle mittels wenigstens eines Lagerbocks drehbar gelagert sein, wobei der Lagerbock zwecks guter Fixierung auf einem Sockel befindlich sein kann. In bevorzugter Weise ist die Welle jedoch beidseitig mittels zwei Lagerböcken drehbar gelagert. Der Lagerbock kann in kompakter Art als ein Multifunktionsteil ausgebildet sein. Und zwar können der Haltemagnet und/oder das Getriebe an dem einen Lagerbock angeordnet sein. Der Festkontakt und/oder der Schaltkontakt und/oder die Feder können wiederum an dem anderen Lagerbock befindlich sein. Zweckmäßigerweise ist der Lagerbock aus elektrisch isolierendem Material hergestellt. Des Weiteren kann der Blasmagnet in einer Halterung am anderen Lagerbock sowie dem Sockel befestigt sein. Schließlich kann der Elektromotor zwecks Befestigung auf dem Sockel befindlich sein.In a further embodiment of the electrical switching element, the shaft can be rotatably mounted by means of at least one bearing block, wherein the bearing block can be located on a base for the purpose of good fixation. Preferably, however, the shaft is rotatably supported on both sides by means of two pedestals. The bearing block can be designed in a compact manner as a multifunctional part. In fact, the holding magnet and / or the gear can be arranged on the one bearing block. The fixed contact and / or the switching contact and / or the spring can in turn be located on the other bearing block. The bearing block is expediently made of electrically insulating material. Furthermore, the blow magnet can be fastened in a holder on the other bearing block and on the base. Finally, the electric motor can be located on the base for fastening.

Zum Schutz des Schaltelements vor schädlichen äußeren Einflüssen kann ein Gehäuse zur Aufnahme des Festkontakts sowie des Schaltkontakts vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise können der Sockel und/oder der Lagerbock und/oder die Welle und/oder die Feder im Gehäuse befindlich sein. Des Weiteren können der Elektromotor und/oder der Haltemagnet und/oder der Blasmagnet im Gehäuse befindlich sein. Schließlich können die Vorlade-Schaltung und/oder die Steuereinheit im Gehäuse angeordnet sein. Damit ist das Schaltelement weitgehend integriert sowie in kompakter Art ausgestaltet.To protect the switching element from harmful external influences, a housing can be provided for receiving the fixed contact and the switching contact. The base and / or the bearing block and / or the shaft and / or the spring can expediently be located in the housing. Furthermore, the electric motor and / or the holding magnet and / or the blowing magnet can be located in the housing. Finally, the precharge circuit and / or the control unit can be arranged in the housing. The switching element is thus largely integrated and designed in a compact manner.

Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist nachfolgendes festzustellen.The following can be stated for a particularly preferred embodiment of the invention.

Zur Trennung einer Hochvolt(HV)-Batterie, beispielsweise mit einer Spannung von 450 V / 800 V in Elektrofahrzeugen, werden aus Sicherheitsgründen jeweils ein Schütz in den als BusBars ausgebildeten Zuleitungen HV+ und HV- verwendet, um die Batterie im Ruhezustand allpolig vom Bordnetz sicher zu trennen. Eine solche Trennung ist beispielsweise im Zustand „Fahrzeug geparkt“, bei einem Werkstattbesuch oder nach einem Unfall vorgesehen. Dies ist notwendig, da die Spannung in Elektrofahrzeugen in der Regel deutlich über der Schutzkleinspannung von kleiner 60 V liegt und die gespeicherte Energiemenge, beispielsweise von ca. 10 bis 100 kWh, bei Kurzschlüssen zur Lichtbogenbildung ausreicht. Damit sind zwei gegebenenfalls tödliche Gefahren vorhanden.To separate a high-voltage (HV) battery, for example with a voltage of 450 V / 800 V in electric vehicles, a contactor is used in the HV + and HV- supply lines designed as BusBars for safety reasons, in order to ensure that the battery is safe from all poles in the idle state to separate. Such a separation is provided, for example, in the "vehicle parked" state, when visiting a workshop or after an accident. This is necessary because the voltage in electric vehicles is generally well above the safety extra-low voltage of less than 60 V and the amount of energy stored, for example from approx. 10 to 100 kWh, is sufficient to cause arcing in the event of short circuits. There are two potentially fatal dangers.

Hierfür geeignete Schütze sind relativ teuer, da diese Gleichstrom sicher schalten müssen. Eine typische Forderung der Fahrzeughersteller ist die Trennung von 2.500 A bei der Betriebsspannung über 1 bis 5 Zyklen. Dies ist aktuell nur mit gasgefüllten Schaltkammern und unter Zuhilfenahme von Blasmagneten möglich, die den entstehenden Lichtbogen beim Abschaltvorgang durch Wegführung löschen.Contactors suitable for this are relatively expensive because they have to switch direct current safely. A typical requirement of vehicle manufacturers is the separation of 2,500 A with the operating voltage over 1 to 5 cycles. This is currently only possible with gas-filled interrupters and with the help of blow magnets, which extinguish the resulting arc by switching off when switching off.

Die bekannten Ausgestaltungen für den Schütz verwenden eine Feder, um die Kontakte zu öffnen. Die Federkraft der Feder wird von einer elektromagnetischen Kraft übersteuert, um den Kontakt zu schließen. Da es komplex ist, den beweglichen Anker elektrisch zu kontaktieren, verfügen die Schütze über zwei in Reihe geschaltete Kontaktpaare. Hierdurch teilt sich die Schaltspannung idealerweise auf die zwei Kontaktpaare auf, und der Kontaktabstand addiert sich zu der erforderlichen Luftstrecke für eine Funktionsisolierung.The known designs for the contactor use a spring to open the contacts. The spring force of the spring is overridden by an electromagnetic force to close the contact. Since it is complex to make electrical contact with the movable armature, the contactors have two pairs of contacts connected in series. As a result, the switching voltage is ideally divided between the two contact pairs, and the contact distance is added to the air gap required for functional insulation.

Entscheidend für den Abschaltvorgang des Schützes ist die Öffnungsgeschwindigkeit für die Kontakte. Die Kontaktöffnungsgeschwindigkeit wird durch die Induktivität der Schützspule jedoch gebremst und kann durch eine entsprechende Widerstands- und Diodenbeschaltung der Schützspule maximiert werden.The opening speed for the contacts is decisive for the switching off of the contactor. However, the contact opening speed is slowed down by the inductance of the contactor coil and can be maximized by a corresponding resistance and diode connection of the contactor coil.

Da bei einem Schalten unter elektrischer Last ein Materialtransport von einem Kontakt zum anderen stattfindet, wird die Lebensdauer der Kontakte durch möglichst leistungslose Schaltvorgänge erhöht. Hierzu dienen externe Beschaltungen, die beispielsweise die Differenzspannungen zwischen den Kontakten durch Vorladen des Bordnetzes minimieren, oder auch Steuerungsmaßnahmen, die entsprechende Lasten, beispielsweise die Heizung, den Klimakompressor, den Traktionsumrichter o. dgl. des Fahrzeugs, erst verzögert einschalten.Since material is transported from one contact to another when switching under electrical load, the service life of the contacts is increased by switching operations that are as powerless as possible. For this purpose, external circuits are used which, for example, minimize the differential voltages between the contacts by precharging the vehicle electrical system, or also control measures that switch on the corresponding loads, for example the heating, the air conditioning compressor, the traction converter or the like of the vehicle, only after a delay.

Zur Optimierung eines HV(Hochvolt)-Schützes stellt sich die Aufgabe, folgende Anforderungen zu erfüllen:

- Erhöhung der Kontakttrenngeschwindigkeit.
- Sicherstellung des leistungslosen Schaltens im Normalfall.

To optimize a HV (high-voltage) contactor, the task is to meet the following requirements:

- Increase the contact separation speed.
- Ensuring powerless switching in the normal case.

Zudem können sich durch eine dezentrale Baukasten-Topologie folgende weitere Anforderungen ergeben:

- Eigenständige Diagnose für den Schütz.
- Optionale Strommessung mit Abschaltfunktion.
- Busanbindung.

A decentralized modular topology can also result in the following additional requirements:

- Independent diagnosis for the contactor.
- Optional current measurement with switch-off function.
- Bus connection.

Bei dem erfindungsgemäßen Schaltelement wird eine sehr hohe Kontakttrenngeschwindigkeit durch eine Flachspiralfeder erreicht, die entsprechend aufgezogen über einen Haltemagnet verrastet wird und durch Entriegelung des Haltemagneten sich schnell entspannt. Für die Spannung der Flachspiralfeder wird ein elektromotorischer Antrieb verwendet, der über eine Mitnehmerscheibe die Flachspiralfeder spannt. Eine zweite kleinere Spiralfeder sorgt für einen möglichen mechanischen Ausgleich und konstanten Kontaktanpressdruck. Die verhältnismäßig geringe Kontaktgeschwindigkeit beim elektromotorischen Schließen ist nicht relevant, da dieser Prozess leistungslos erfolgt. Durch die Verwendung einer vorgespannten Flachspiralfeder wird die Kontaktöffnungsgeschwindigkeit vergrößert. Dies ermöglicht wiederum höhere Trennströme beziehungsweise Trennzyklen. Somit werden die bisherigen Maximalwerte von 3 Schaltzyklen bei 2.500 A sowie 750 V, die unter Laborbedingungen und ohne die induktiven Lastkreise im Elektrofahrzeug erreicht werden, deutlich erhöht.In the switching element according to the invention, a very high contact separation speed is achieved by means of a flat spiral spring, which, when pulled up, is locked in place by means of a holding magnet and is quickly relaxed by unlocking the holding magnet. An electric motor drive is used to tension the flat spiral spring, which tensions the flat spiral spring via a drive plate. A second smaller coil spring ensures possible mechanical compensation and constant contact pressure. The relatively low contact speed during electromotive closing is not relevant since this process is performed without power. The contact opening speed is increased by using a pre-tensioned flat spiral spring. This in turn enables higher separation currents or separation cycles. The previous maximum values of 3 switching cycles at 2,500 A and 750 V, which are achieved under laboratory conditions and without the inductive load circuits in the electric vehicle, are thus significantly increased.

Das leistungslose Schalten kann durch die Verwendung von externen PreCharge(Vorlade)-Schaltungen oder aber auch durch die Verwendung eines optionalen Halbleiterentlastungselements ermöglicht werden. Ein solches Entlastungselement verfügt über zwei antiseriell geschaltete Feldeffekttransistoren (N-FET, SiC-FET), die für einen Zeitraum von ca. 20 ms (Milli-Sekunden) vor und nach dem Kontaktschluss und/oder der Kontaktöffnung den Strom übernehmen sowie den mechanischen Kontakt entlasten. Durch die Verwendung von SiC-FETs ist eine PreCharge-Funktion durch schnelle PWM(Puls-Weiten-Modulations)-Ansteuerung für die Verwendung mit üblichen Kapazitäten im Automotive-Bereich ermöglicht.The powerless switching can be made possible by the use of external pre-charge circuits or also by the use of an optional semiconductor relief element. Such a relief element has two anti-serial field effect transistors (N-FET, SiC-FET) which take over the current and the mechanical contact for a period of approx. 20 ms (milliseconds) before and after the contact closure and / or the contact opening relieve. The use of SiC-FETs enables a pre-charge function by means of fast PWM (pulse width modulation) control for use with conventional capacities in the automotive sector.

Durch die Verwendung eines Drehankers kann der konstruktiv erreichbare Kontaktabstand gegenüber herkömmlichen Schützen bei identischem Bauraum vergrößert werden. Der Kontaktabstand ist für die Löschung des Lichtbogens wichtig. Je größer der Kontaktabstand ist, desto leichter lässt sich der Lichtbogen löschen. Wie in herkömmlichen Schützen kann zur Löschung des Schaltlichtbogens eine Unterstützung durch Blasmagnete vorgesehen sein.By using a rotating anchor, the contact distance that can be achieved in terms of design can be increased compared to conventional contactors with identical installation space. The contact distance is important for quenching the arc. The larger the contact distance, the easier it is to extinguish the arc. As in conventional contactors, support by blow magnets can be provided to extinguish the switching arc.

Für die Ansteuerung des elektromotorischen Antriebes dient eine Steuerung mit einem Mikrocomputer. Diese ermöglicht die Funktionen der Ansteuerung des Elektro(DC - Direct Current)-Motors, der Ansteuerung des Haltemagneten, der Ansteuerung der FETs, einer eventuellen Temperaturmessung, der Ankerstrommessung mittels eines Sensors im Ankerdrehpunkt, der Diagnose der Ankerposition, beispielsweise mittels Detektion der Mitnehmerscheibe, oder der Busankopplung an einen LIN-, CAN- und/oder IOlink-Bus.A control with a microcomputer is used to control the electric motor drive. This enables the functions of the control of the electric (DC - Direct Current) motor, the control of the holding magnet, the control of the FETs, a possible temperature measurement, the armature current measurement by means of a sensor in the armature pivot point, the diagnosis of the armature position, for example by means of detection of the drive plate, or the bus connection to a LIN, CAN and / or IOlink bus.

Geschaffen ist somit ein Schaltelement in der Art eines Smart Relais, das insbesondere zur Verwendung als Hochvoltrelais für die Elektromobilität geeignet ist. Beispielsweise lässt sich das erfindungsgemäße Schaltelement bei Batterietrennsystemen in einem Elektro-, Hybrid- und/oder Brennstoffzellenfahrzeug einsetzen. Des Weiteren ist auch der Einsatz in Industrieanwendungen möglich, bei denen große Gleich(DC - Direct Current)-Ströme sicher getrennt werden müssen, wie in Photovoltaikanlagen.A switching element in the manner of a smart relay is thus created, which is particularly suitable for use as a high-voltage relay for electromobility. For example, the switching element according to the invention can be used in battery separation systems in an electric, hybrid and / or fuel cell vehicle. Furthermore, it is also possible to use it in industrial applications in which large direct current currents must be safely separated, such as in photovoltaic systems.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass beim erfindungsgemäßen Schaltelement die Kontaktöffnungsgeschwindigkeit vergrößert ist. Dadurch werden vorteilhafterweise höhere Trennströme und/oder mehr Trennzyklen als bisher ermöglicht. Des Weiteren ist das Schaltelement sehr kompakt ausgestaltet. Dadurch lässt sich wiederum ein größerer Kontaktabstand bei gleichem Bauraum erzielen, so dass die Löschung von Lichtbögen verbessert wird. Das Schaltelement besitzt in vorteilhafter Weise somit eine erhöhte Lebensdauer.The advantages achieved with the invention are, in particular, that the contact opening speed is increased in the switching element according to the invention. This advantageously enables higher separation currents and / or more separation cycles than before. Furthermore, the switching element is very compact. This in turn allows a larger contact distance to be achieved with the same installation space, so that the extinguishing of arcs is improved. The switching element thus advantageously has an increased service life.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

1 ein elektrisches Schaltelement in schematischer Ansicht,
2 eine Draufsicht gemäß Richtung II in 1,
3 ein Blockschaltbild des Schaltelements aus 1,
4 ein Blockschaltbild des Schaltelements gemäß einer Weiterbildung,
5 die nähere Ausgestaltung des Schaltelements in perspektivischer Explosionsdarstellung,
6 die Ansicht des Schaltelements gemäß Richtung VI in 5 und
7 einen Längsschnitt durch das Schaltelement in 5.

An embodiment of the invention with various developments and refinements is shown in the drawings and is described in more detail below. Show it

1 an electrical switching element in a schematic view,
2nd a plan view according to direction II in 1 ,
3rd a block diagram of the switching element 1 ,
4th 2 shows a block diagram of the switching element according to a further development,
5 the detailed design of the switching element in a perspective exploded view,
6 the view of the switching element according to direction VI in 5 and
7 a longitudinal section through the switching element in 5 .

In 1 ist ein elektrisches Schaltelement 1 zu sehen, das zur Anordnung in einer Leitung zu einer Batterie und/oder einem Akkumulator, nachfolgend lediglich als Batterie bezeichnet, vorgesehen ist. Insbesondere eignet sich das Schaltelement 1 als Trennschaltelement im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs. Das Schaltelement 1 umfasst zwei Festkontakte 2, 3 und einen zwischen einer Aus-Schaltstellung und einer Ein-Schaltstellung bewegbaren Schaltkontakt 4. Die Festkontakte 2, 3 sind gleichzeitig zum Anschluss der Leitungen zur Batterie mittels einer Gewindeschraube, beispielsweise einer M8-Gewindeschraube, ausgebildet. Der Schaltkontakt 4 liegt mittels Kontakten 4', 4" beziehungsweise Kontaktflächen 4', 4" in der geschlossenen Ein-Schaltstellung an den Festkontakten 2, 3 an und ist in der offenen Aus-Schaltstellung von den Festkontakten 2, 3 entfernt, wie in 2 gezeigt ist. Mit dem Schaltkontakt 4 wirkt eine Feder 5 derart zusammen, dass der Schaltkontakt 4 von der Ein-Schaltstellung in die Aus-Schaltstellung mittels Federkraft in der Art eines Öffners bewegbar ist. Zur Unterstützung bei der Löschung eventuell entstehender Lichtbögen können in 2 gezeigte Blasmagnete 16 vorhanden sein. Des Weiteren ist ein liegend angeordneter Elektromotor 6 zur Bewegung des Schaltkontaktes 4 von der Aus-Schaltstellung in die Ein-Schaltstellung in der Art eines Schließers vorgesehen. Falls erforderlich kann der Elektromotor 6 mittels eines Getriebes 7 den Schaltkontakt 4 bewegen. Dabei spannt der Elektromotor 6 die Feder 5 bei der Bewegung des Schaltkontakts 4 in die Ein-Schaltstellung in der Art eines Federspanners.In 1 is an electrical switching element 1 to see, which is provided for arrangement in a line to a battery and / or an accumulator, hereinafter referred to simply as a battery. The switching element is particularly suitable 1 as an isolating switching element in the electrical system of a motor vehicle. The switching element 1 includes two fixed contacts 2nd , 3rd and a switch contact movable between an off-switch position and an on-switch position 4th . The fixed contacts 2nd , 3rd are simultaneously designed for connecting the lines to the battery by means of a threaded screw, for example an M8 threaded screw. The switch contact 4th lies through contacts 4 ' , 4 " or contact areas 4 ' , 4 " in the closed on-switch position on the fixed contacts 2nd , 3rd on and is in the open off switch position of the fixed contacts 2nd , 3rd removed as in 2nd is shown. With the switch contact 4th acts a feather 5 so together that the switch contact 4th is movable from the on-switch position into the off-switch position by means of spring force in the manner of an opener. To assist in extinguishing any arcs that may occur, 2nd shown blow magnets 16 to be available. Furthermore, there is an electric motor arranged horizontally 6 for moving the switch contact 4th provided from the off switch position to the on switch position in the manner of a closer. If necessary, the electric motor 6 by means of a gear 7 the switch contact 4th move. The electric motor tensions 6 the feather 5 when the switch contact moves 4th in the on position in the manner of a spring tensioner.

Wie anhand der 2 zu erkennen ist, ist der Schaltkontakt 4 als stromführender, drehbarer Schaltkontakt, und zwar in der Art eines Drehankers ausgebildet. Die Feder 5 ist gemäß 1 als eine Spiralfeder, und zwar als eine Flachspiralfeder, ausgebildet. Der Elektromotor 6 spannt mittels einer Mitnehmerscheibe 8 die Feder 5. Des Weiteren ist gemäß 3 ein Haltemagnet 9 zur verrastenden Verriegelung der gespannten Feder 5 in der Ein-Schaltstellung, beispielsweise mittels eines Haltestößels, vorgesehen. Die Verrastung der gespannten Feder 5 ist durch Bestromen des Haltemagnets 9 entriegelbar, so dass die Feder 5 dann den Schaltkontakt 4 durch deren Rückstellkraft aufgrund der Entspannung schlagartig in die Aus-Schaltstellung bewegt. Es kann noch eine weitere, nicht näher gezeigte Feder, und zwar bevorzugterweise eine Spiralfeder, mit dem Schaltkontakt 4 zur Erzeugung eines Kontaktanpressdrucks der Kontaktflächen 4', 4" an den Festkontakten 2, 3 in der Ein-Schaltstellung zusammenwirken. Schließlich ist noch ein Positionssensor 10 zur Erfassung und Rückmeldung der Stellung des Schaltkontakts 4 vorgesehen, so dass der Elektromotor 6 bei Erreichen der Ein-Schaltstellung für den Schaltkontakt 4 abschaltbar ist.As with the 2nd the switch contact can be seen 4th as a current-carrying, rotatable switch contact, in the form of a rotating armature. The feather 5 is according to 1 formed as a spiral spring, namely as a flat spiral spring. The electric motor 6 clamps using a drive plate 8th the feather 5 . Furthermore, according to 3rd a holding magnet 9 for locking the tensioned spring 5 provided in the on-switching position, for example by means of a holding plunger. The spring is locked 5 is by energizing the holding magnet 9 unlockable so that the spring 5 then the switch contact 4th by their restoring force due to the relaxation suddenly moved to the off switch position. There can also be a further spring, not shown in detail, and preferably a spiral spring, with the switching contact 4th to generate a contact pressure of the contact surfaces 4 ' , 4 " on the fixed contacts 2nd , 3rd interact in the on-switch position. Finally, there is a position sensor 10th to record and report the position of the switch contact 4th provided so that the electric motor 6 when the switch position for the switch contact is reached 4th can be switched off.

In einer weiteren Ausgestaltung, die in 4 näher zu sehen ist, ist eine elektrisch parallel zum Schaltkontakt 4 schaltbare Vorlade-Schaltung 13 vorgesehen, wobei die Vorladeschaltung 13 wenigstens einen Leistungshalbleiter 14 sowie einen Treiber 17 für den Leistungshalbleiter 14 umfasst. Mit Hilfe der Vorladeschaltung 13 ist der Schaltkontakt 4 bei der Bewegung zwischen der Ein- und der Aus-Schaltstellung elektrisch entlastet. Als Leistungshalbleiter 14 kann ein Siliziumkarbid-Feldeffekttransistor (SiC-FET) verwendet werden. In bevorzugter Weise weist die Vorlade-Schaltung 13 zwei antiseriell geschaltete Feldeffekt-Transistoren als Leistungshalbleiter 14 auf, wie in 4 dargestellt ist. Der Treiber 17 steuert den Leistungshalbleiter 14 mittels einer PWM(Puls-Weiten-Modulation) zum Betrieb der Vorlade-Schaltung 13 an, womit eine gezielte sowie feinfühlige Steuerung des Vorladestroms in der Vorlade-Schaltung 13 ermöglicht ist.In a further embodiment, which in 4th Is closer to see is one electrically parallel to the switch contact 4th switchable precharge circuit 13 provided, the precharge circuit 13 at least one power semiconductor 14 as well as a driver 17th for the power semiconductor 14 includes. With the help of the precharge circuit 13 is the switch contact 4th electrically relieved when moving between the on and off switch positions. As a power semiconductor 14 a silicon carbide field effect transistor (SiC-FET) can be used. The precharge circuit preferably has 13 two field-effect transistors connected in series as power semiconductors 14 on how in 4th is shown. The driver 17th controls the power semiconductor 14 using a PWM (pulse width modulation) to operate the precharge circuit 13 with which a targeted and sensitive control of the precharge current in the precharge circuit 13 is possible.

Schließlich ist im und/oder am Schaltkontakt 4 noch ein Sensor 1.5 zur Messung des im Schaltkontakt 4 fließenden elektrischen Stroms angeordnet. Bei diesem Sensor 15 handelt es sich in bevorzugter Weise um einen Fluxgate Magnetometer. Übersteigt der im Schaltkontakt 4 mittels des Sensors 15 gemessene elektrische Strom einen vorgegebenen Grenzwert, so steuert der Mikrocomputer 11 den Haltemagnet 9 zur Entriegelung der gespannten Feder 5 an, so dass sich der Schaltkontakt 4 mit großer Kontaktöffnungsgeschwindigkeit in die Aus-Schaltstellung bewegt. Optional kann noch ein Temperatursensor vorgesehen sein, um eine thermische Überlastung des Schaltelements 1 rechtzeitig zu erkennen, was jedoch nicht weiter gezeigt ist.Finally, is in and / or on the switch contact 4th another sensor 1.5 for measuring the in the switch contact 4th flowing electrical current arranged. With this sensor 15 it is preferably a fluxgate magnetometer. Exceeds that in the switch contact 4th by means of the sensor 15 measured electrical current a predetermined limit, so the microcomputer controls 11 the holding magnet 9 to unlock the tensioned spring 5 so that the switch contact 4th moved to the off switch position at high contact opening speed. Optionally, a temperature sensor can also be provided to detect a thermal overload of the switching element 1 to recognize in time, which is not shown further.

Des Weiteren ist eine Steuereinheit 11, bei der es sich insbesondere um einen Mikrocomputer 11 handelt, zur Steuerung des Schaltelements 1 vorgesehen, wie man der 3 entnimmt. Der Mikrocomputer 11 ist entsprechend 1 auf einer Leiterplatte (PCB - Printed Circuit Board) 12 angeordnet. Die Steuereinheit 11 dient somit zur Ansteuerung des Elektromotors 6 und/oder des Haltemagneten 9 und/oder der Vorlade-Schaltung 13. Des Weiteren ist mittels der Steuereinheit 11 auch eine Bus-Ankopplung des Schaltelements 1, beispielsweise an einen LIN-, CAN- und/oder IOlink-Bus, ermöglicht. Zum Schutz des Schaltelements 1 vor der Einwirkung von schädlichen äußeren Einflüssen ist ein Gehäuse 18 zur Aufnahme des Festkontakts 2, 3 sowie des Schaltkontakts 4 vorgesehen. Dabei ist der Festkontakt 2, 3 derart an der Oberfläche des Gehäuses 18 angeordnet, dass die in 3 dargestellte Gewindebuchse 19 für den Anschluss der elektrischen Leitung zugänglich ist. Des Weiteren sind die Feder 5 und/oder der Elektromotor 6 und/oder der Haltemagnet 9 und/oder der Blasmagnet 16 im Gehäuse 18 befindlich. Schließlich sind auch die Vorlade-Schaltung 13 und/oder die Steuereinheit 11 mitsamt der Leiterplatte 12 im Gehäuse 18 angeordnet.Furthermore, there is a control unit 11 , which is particularly a microcomputer 11 acts to control the switching element 1 provided how to 3rd takes. The microcomputer 11 is appropriate 1 arranged on a printed circuit board (PCB - Printed Circuit Board) 12. The control unit 11 thus serves to control the electric motor 6 and / or the holding magnet 9 and / or the precharge circuit 13 . Furthermore, by means of the control unit 11 also a bus coupling of the switching element 1 , for example to a LIN, CAN and / or IOlink bus. To protect the switching element 1 before the action of harmful external influences is a housing 18th to establish the fixed contact 2nd , 3rd and the switch contact 4th intended. Here is the fixed contact 2nd , 3rd such on the surface of the housing 18th arranged that the in 3rd threaded bush shown 19th is accessible for the connection of the electrical line. Furthermore, the spring 5 and / or the electric motor 6 and / or the holding magnet 9 and / or the blow magnet 16 in the housing 18th located. Finally, there is the precharge circuit 13 and / or the control unit 11 together with the circuit board 12 in the housing 18th arranged.

In einer näheren Ausgestaltung des Schaltelements 1, die in 5 bis 7 näher dargestellt ist, ist der Schaltkontakt 4 mittels einer Welle 20 drehbar ausgebildet. Der Schaltkontakt 4 weist zwei, an der Welle 20 gegenüberliegende Arme 21 auf, wie man der 7 entnimmt. An dem der Welle 20 abgewandten Ende des Arms 21 ist die Kontaktfläche 4', 4" zur Zusammenwirkung mit dem Festontakt 2, 3 angeordnet. Die Mitnehmerscheibe 8 zur Spannung der Feder 5 mittels des Elektromotors 6 ist an der Welle 20 befestigt. Wie weiter in 5 zu sehen ist, umfasst das Getriebe 7 eine an der Abtriebswelle des Elektromotors 6 befindliche Schnecke 22 sowie ein, von der Schnecke 22 angetriebenes Zahnrad 23, das der Welle 20 angeordnet ist. Die Welle 20 ist mittels wenigstens eines Lagerbocks 24, und zwar genauer beidseitig mittels zwei Lagerböcken 24, 25, drehbar gelagert. Der Lagerbock 24, 25 ist wiederum auf einem Sockel 26 angeordnet. Der Sockel 26 und/oder der Lagerbock 24, 25 und/oder die Welle 20 sind ebenfalls im Gehäuse 18 befindlich.In a closer refinement of the switching element 1 , in the 5 to 7 is shown in more detail, is the switch contact 4th by means of a wave 20th rotatable. The switch contact 4th has two, on the shaft 20th opposite arms 21st on how to get that 7 takes. On that of the shaft 20th opposite end of the arm 21st is the contact area 4 ' , 4 " to interact with the fixed contact 2nd , 3rd arranged. The drive plate 8th to tension the spring 5 by means of the electric motor 6 is on the wave 20th attached. As further in 5 can be seen includes the gearbox 7 one on the output shaft of the electric motor 6 located snail 22 as well as one from the snail 22 driven gear 23 that of the wave 20th is arranged. The wave 20th is by means of at least one bearing block 24th , more precisely on both sides using two bearing blocks 24th , 25th , rotatably mounted. The bearing block 24th , 25th is again on a pedestal 26 arranged. The base 26 and / or the bearing block 24th , 25th and / or the wave 20th are also in the housing 18th located.

Wie man weiter in der 5 oder 7 sieht, sind der Haltemagnet 9 und/oder das Getriebe 7 an dem einen Lagerbock 24 angeordnet. Der Festkontakt 2, 3 und/oder der Schaltkontakt 4 und/oder die Feder 5 sind an dem anderen Lagerbock 25 befindlich. Und zwar sind die Arme 21 mit den Kontaktflächen 4', 4" innerhalb einer Aufnahme 27 im Lagerbock 25 angeordnet. Der Blasmagnet 16 ist in einer Halterung 28 am anderen Lagerbock 25 sowie in einer weiteren Halterung 29 am Sockel 26 befestigt, wie man anhand von 6 erkennt. Der Elektromotor 6 ist schließlich auf dem Sockel 26 befindlich.How to continue in the 5 or 7 sees are the holding magnet 9 and / or the transmission 7 on one bearing block 24th arranged. The permanent contact 2nd , 3rd and / or the switch contact 4th and / or the spring 5 are on the other bearing block 25th located. And that's the arms 21st with the contact areas 4 ' , 4 " within a recording 27th in the bearing block 25th arranged. The blow magnet 16 is in a holder 28 on the other bearing block 25th as well as in another holder 29 on the base 26 attached how to use 6 recognizes. The electric motor 6 is finally on the pedestal 26 located.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann das erfindungsgemäße Schaltelement nicht nur in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, sondern kann auch in allen sonstigen Batterieprojekten und/oder -systemen, in denen hohe Ströme fließen, Verwendung finden.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described and illustrated. Rather, it also includes all professional developments within the scope of the invention defined by the claims. The switching element according to the invention can not only be used in motor vehicles, but can also be used in all other battery projects and / or systems in which high currents flow.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1:1:: SchaltelementSwitching element
2,3:2.3:: FestkontaktFixed contact
4:4:: SchaltkontaktSwitch contact
4',4":4 ', 4 ":: Kontakt / Kontaktfläche (von Schaltkontakt)Contact / contact surface (from switching contact)
5:5:: Federfeather
6:6:: ElektromotorElectric motor
7:7:: Getriebetransmission
8:8th:: MitnehmerscheibeDrive plate
9:9:: HaltemagnetHolding magnet
10:10:: PositionssensorPosition sensor
11:11:: Steuereinheit / MikrocomputerControl unit / microcomputer
12:12:: LeiterplatteCircuit board
13:13:: VorladeschaltungPrecharge circuit
14:14:: LeistungshalbleiterPower semiconductors
15:15:: Sensor (zur Strommessung)Sensor (for current measurement)
16:16:: BlasmagnetBlow magnet
17:17:: Treiberdriver
18:18:: Gehäusecasing
19:19:: GewindebuchseThreaded bush
20:20:: Wellewave
21:21:: Armpoor
22:22:: Schneckeslug
23:23:: Zahnradgear
24,25:24.25:: LagerbockBearing block
26:26:: Sockelbase
27:27:: Aufnahme (im Lagerbock)Recording (in the bearing block)
28,29:28.29:: Halterung (für Blasmagnet)Bracket (for blow magnet)

Claims

Electrical switching element, in particular for arrangement in a line to a battery and / or an accumulator in a motor vehicle, with two fixed contacts (2, 3), with a switching contact (4) movable between an off-switching position and an on-switching position, the Switch contact (4) is in the on-switch position on the fixed contacts (2, 3), the switch contact (4) in the off-switch position being removed from the fixed contacts (2, 3), and with one with the switch contact (4) cooperating spring (5), such that the switching contact (4) can be moved from the on-switching position into the off-switching position by means of spring force, characterized in that an electric motor (6) for moving the switching contact (4) from the off-switching position in the on-switch position is provided and that the electric motor (6) tensions the spring (5) when the switch contact (4) moves into the on-switch position.

Electrical switching element after Claim 1 , characterized in that the switching contact (4) is designed as a rotatable switching contact, in particular in the manner of a rotary armature, that preferably the switching contact (4) is designed to be rotatable by means of a shaft (20), that further preferably the switching contact (4) has two arms (21) opposite one another on the shaft (20), and that even more preferably on that of the shaft (20 ) facing away from the arm (21) a contact surface (4 ', 4 ") for cooperation with the fixed contact (2, 3) is provided.

Electrical switching element after Claim 1 or 2nd , characterized in that the spring (5) is designed as a spiral spring, in particular as a flat spiral spring, that preferably the electric motor (6) moves the switching contact (4), in particular by means of the shaft (20), via a gear (7) , and that further preferably the electric motor (6) tensions the spring (5) by means of a drive plate (8), in particular fastened to the shaft (20).

Electrical switching element after Claim 1 , 2nd or 3rd , characterized in that a holding magnet (9) is provided for latching locking of the tensioned spring (5), in particular in the on-switching position, and that preferably the latching of the tensioned spring (5) can be unlocked by energizing the holding magnet (9) , in particular in such a way that the switch contact (4) moves into the off switch position due to the relaxation of the spring (5).

Electrical switching element according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that a further spring, in particular a spiral spring, interacts with the switching contact (4) to generate a contact pressure of the contact surface (4 ', 4 ") on the fixed contact (2, 3) in the on-switching position.

Electrical switching element according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that a precharging circuit (13), which can be switched electrically in parallel with the switching contact (4) and comprises a power semiconductor (14), is provided, such that the switching contact (4) is electrical during the movement between the on and off switching position It is relieved that a silicon carbide field-effect transistor (SiC-FET) is preferably used as the power semiconductor (14), that the precharge circuit (13) further preferably has two field-effect transistors connected in series as the power semiconductor (14), and that even more preferably the power semiconductor (14) can be controlled by means of a PWM (pulse width modulation) for operating the precharge circuit (13).

Electrical switching element according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that a sensor (15) for measuring the electrical current flowing in the switch contact (4) is arranged in and / or on the switch contact (4), and that the sensor (15) is preferably a fluxgate magnetometer.

Electrical switching element according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that a blow magnet (16) cooperating with the fixed contact (2, 3) and / or the switching contact (4) is provided for extinguishing an arc, and that preferably a control unit (11), in particular a microcomputer, for actuation of the electric motor (6) and / or the holding magnet (9) and / or the precharge circuit (13) is provided.

Electrical switching element according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the shaft (20) is rotatably mounted by means of at least one bearing block (24, 25), in particular on both sides by means of two bearing blocks (24, 25), that preferably the bearing block (24, 25) on a base (26) It is located that further preferably the holding magnet (9) and / or the gear (7) are arranged on the one bearing block (24), that the fixed contact (2, 3) and / or the switching contact (4) and / or or the spring (5) is located on the other bearing block (25), that the blow magnet (16) is further preferably fastened in a holder (28, 29) to the other bearing block (25) and the base (26), and that again preferably the electric motor (6) is located on the base (26).

Electrical switching element according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that a housing (18) for receiving the fixed contact (2, 3) and the switching contact (4) is provided, that preferably the base (26) and / or the bearing block (24, 25) and / or the shaft (20) and / or the spring (5) are located in the housing (18), that further preferably the electric motor (6) and / or the holding magnet (9) and / or the blowing magnet (16) are located in the housing (18) , and that the precharge circuit (13) and / or the control unit (11) are further preferably arranged in the housing (18).