JP2017525114A - 特に高圧用及び／又は大電流用の電気的スイッチ - Google Patents

Abstract

本発明は、スイッチング部材（９）のための少なくとも２つの接点（３、５、７、７’）、スイッチング部材（９）及び駆動部（１１）を有する接点ユニット（４）を含む、特に高電圧及び／又は大電流用の電気的スイッチに関する。駆動部（１１）はスイッチング部材（９）を初期位置から終端位置へ動かすことが出来るように設計されている。本発明によればスイッチング部材（９）は駆動部（１１）によって加速段階の間直接的又は間接的に加速され、それに続いて自由移動段階を経て終端位置に到達するまで通過する。

Description

本発明は電気的スイッチ、特に請求項１の序文の特徴を具備する高圧用及び／又は大電流用の電気的スイッチに関する。

高電圧及び選択的に大電流（アンペア数）もスイッチングするために電気スイッチが使用されており、当該電気スイッチではスイッチング部材が所望のスイッチングプロセスを始動するため、例えばスイッチング部材の出発位置において互いに電気的に絶縁されていた接点ユニットの２つの端子接点を、スイッチング部材の終端位置において接続するため初期位置から終端位置に直線的に移動される。

例えばドイツ特許公開公報１０ ２０１０ ０１０ ６６９А１は、真空スイッチングチューブが省略された、インバータのサブモジュールを橋渡しするためのスイッチを開示する。高度真空中に接点を配列しないで済ます結果として必要となる、より長いスイッチ進路が、必要な絶縁距離維持のため可能になるように、それによりスイッチが十分な高速移動速度に達する火薬爆発で駆動されるスイッチの、スイッチング部材によって達成される。この場合、火薬爆発駆動のユニットは電気的導電性の外壁を有し、その内側にテレスコピック式スライド部材が配設されている。当該スライド部材は、爆発推進薬が点火されるとその背面側で当該推進薬によって発生したガス圧を受け、当該ガス圧が維持されている間、固定接点に向けて移動する。駆動装置の電気導電性外壁と固定接点との間のそれまで遮断されていた接点はその後閉じられ、電気的接続は駆動装置の外壁を介して続き、したがってスライド部材は終端位置において同様に固定接点に電気的に接続される。

火薬爆発駆動のそのような構造では、比較的限定されたスイッチ進路のみ可能であり、したがって初期位置では限られた絶縁距離しか得られないという欠点がある。さらに、駆動装置の固定壁の内側でスライド部材のテレスコピック配置をした、閉成機能がある２極スイッチのみが可能である。

この従来技術を基礎として、本発明の目的はより大きなスイッチ進路を有し、また接点数及びスイッチング過程の特性（開成又は閉成スイッチング過程）に関して変形態様で構成可能な、特に高電圧及び／又は大電流（アンペア数）用の電気的スイッチを生産することにある。

本発明は当該目的を請求項１の特徴によって達成する。本発明の他の設計は従属請求項から生ずる。

本発明は、スイッチング部材が駆動部によって加速段階の間に間接的又は直接的に加速され、その後自由移動段階を経て終端位置に到達するという知見に基いている。これによりスイッチのより大きな設計上の自由度が生まれ、特により長いスイッチ進路と絶縁距離が可能になる。

スイッチング部材と接点は、適切に設計することにより複数接点の実質的に同時の開成及び／又は閉成が可能になる。

１つの変形例において、ある運動量又は運動エネルギに到達すると、実際のスイッチング部材は駆動部から分離されることが出来、その後スイッチング部材が最早駆動力を受けない自由移動段階を経て通過する。したがってこの変形例では、スイッチング部材は自由移動段階に到達するまでは駆動部にのみ結合される。したがって、スイッチング部材が常に駆動部と結合されたままのスイッチよりも、換言すると初期位置と終端位置との間の実質的に全体のスイッチ進路の間でスイッチング部材が駆動力を受けるスイッチよりも、スイッチング部材のための相当長い移動進路と、より大きな絶縁距離が可能となる。しかし本発明のこの変形例において、駆動部自体は加速段階の間にスイッチング部材に結合することが可能であるように、スイッチング部材又は接点ユニットに十分接近していなければならない。

他の変形例において、駆動力は加速段階の間にスイッチング部材に直接的に伝達されず、運動量伝達部材を介して間接的に伝達される。この過程においては、駆動部に直接結合された運動量伝達部材は、予め特定された運動エネルギ又は予め特定された推進力まで最初に加速され、その後駆動部から分離される。その後、運動量伝達部材は自由移動段階を経て通過してから、スイッチング部材に対して発射方式で衝突し、その推進力の少なくともかなりの部分をスイッチング部材に伝達する。したがってスイッチング部材は、十分なスイッチング速度が達成されるように特定の運動エネルギ又は特定の推進力まで加速される。したがってこの変形例では、実際の駆動部は常にスイッチング部材から分離され、運動量伝達部材を加速するだけである。それ故、駆動部をスイッチング部材から遠くに配置することが出来る。これにより、例えば接点ユニットが高電位であって全体電圧の部分電圧のみを接点間で運ぶことが出来るスイッチを製造することが可能になる。この場合、駆動部を高電位に配置する必要もなく、低電位又はゼロ電位に配置することも出来る。これら実施形態において、スイッチング部材は必要なスイッチングタイムを達成するのに十分な所望の運動エネルギ又は所望の推進力まで運動量伝達手段によって加速される。

駆動部は、望ましくはガス発生材料が制御可能な方法で点火される火薬駆動部のように構成することが出来る。この目的のため、点火すると原理的に簡単に蒸発する（例えばテトラゼンのような）材料の使用も可能であり、特別に高速な処理が望ましく又は必要な場合は、爆発性材料の使用も可能である。ここで火薬物は、世界的に見て定義によると２０００ｍ／ｓよりも速い火炎前面速度に達する爆発効果があるものというのが１つの定義であると言及する必要がある。しかし主として安全上の理由により、駆動部の製造又は操作における爆発物の使用は、例外的ケースでのみ検討される。要求される非常に短いスイッチングタイムは、非爆発性（すなわち燃焼）材料によっても達成される。スイッチングタイムはここでは一般的に０．５から２ｍｓ（大きい寸法のスイッチの場合は２ｍｓから２０ｍｓ）の範囲が可能であり、スイッチング部材の速度又は運動量伝達の程度は２０ｍ／ｓｅｃから１０００ｍ／ｓｅｃの範囲に及ぶ。

駆動部は、他の任意の適切な方法で生産することも可能であり、特に、短時間のサージ電流が付与されるコイルによって”磁界パルス”が生成される電気力学的駆動部としても生産することが可能である。当該磁界パルスはその後金属中に渦電流を発生させ、その渦電流は今度は駆動磁界パルスに対して向けられた磁界を発生し、それで非磁気駆動部材の反発を生じる。この方法で、所望の運動エネルギ又は所望の運動量に達するように駆動部材を加速する適切に大きな駆動力を発生することも可能である。

駆動部は加速機構に関わらずユニットとして構成することが出来、例えば電気力学的又は火薬爆発で発生した力による加速機構のユニットとして構成することが出来る。この場合駆動部は、間接的又は直接的にスイッチング部材に対して加速力を伝達する駆動部材を有する。この場合、駆動が開始された後でも駆動部材が駆動部内に残るように駆動部が構成される。駆動部材も望ましくは駆動部の始動の間又は始動後に駆動部ハウジング外に突出しない。これにより、組み立て中、取付け中又は駆動部ユニットを扱う間、特に予期しない始動に関しての追加的安全が生ずる。

しかし、駆動力を受ける駆動部材として、スイッチング部材自体を（駆動部によるスイッチング部材の直接加速のために）使用することもまた可能であり、或いは運動量伝達部材自体を（駆動部によるスイッチング部材の間接加速のために）使用することもまた可能である。

本発明の１つの設計に従って、駆動部の移動駆動部材は停止段階の間、伝達部材の加速段階に続いてスイッチング部材が駆動部材から分離しその後自由移動段階を経て通過するように、スイッチング部材に連結されている。この目的のために、スイッチング部材は例えば圧嵌合によって駆動部材に連結することが出来る。駆動部材及びスイッチング部材を単一体として構成し、そして停止段階の間の減速度の結果としてスイッチング部材がその自由移動段階に移行するのを可能にするように設計された駆動部材とスイッチング部材との間の所定の破断点を設けることも可能である。

以上述べたように、駆動部は駆動部材に加えて、駆動部の始動によってスイッチング過程が始動されるとスイッチング部材に向けて加速し、その後運動量伝達部材が自由飛翔段階を予め決められた運動量で通過し、そして当該運動量の少なくとも一部を、スイッチング部材が初期位置から終端位置に移動するようにスイッチング部材に伝達するようにして、駆動部から切り離される運動量伝達部材を選択的に有することも出来る。この場合適切な機械的結合、例えば駆動部材に対する運動量伝達部材の圧嵌合による結合を使用することも可能である。運動量伝達部材と駆動部材は、両部品の間に所定の破断点を持った単一体として構成することも可能である。

発明の１つの設計において、運動量伝達部材とスイッチング部材は、運動量伝達部材が特にスイッチング部材に衝突すると当該スイッチング部材に溶融して当該スイッチング部材と一緒に初期位置から終端位置に移動するような種類であることが出来る。

少なくともその後、スイッチング部材が十分な保持力なしで又は運動量伝達部材の衝撃によって発生される加速力に比べて無視出来る力による保持力で初期位置に保持されていると、全体のスイッチング部材−運動量伝達部材ユニットのために加速段階の後に生じた運動量が、完全に非弾性衝突のための関係に従って計算することが出来る。

本発明の１つの設計に従って、スイッチング部材はその移動方向において見たときの電気的導電性材料によって出来た少なくとも１つの接点部分と、電気的絶縁材料によって出来た少なくとも１つの絶縁部分で構成することが出来、例えば移動方向において見たときのフロント接点部分とリア絶縁部分で構成することが出来る。したがって、必要な絶縁距離を維持可能にして単一のスイッチング部材で複数のスイッチング過程を同時に実行することが可能である。

接点ユニットとスイッチング部材は、接点ユニットの接続において、接点部分と接点との間に必要最小限の絶縁距離が存在するようにスイッチング部材が終端位置で少なくとも１つの絶縁部分で保持されるように構成することが出来る。当該少なくとも１つの絶縁部分は、（移動方向において見た場合）スイッチング部材の後端部を形成することが出来る。この場合絶縁部分は、スイッチング部材を保持又は固定するのに使用され、またその後部領域において接点ユニット内に堅固に固定するのにも使用される。

１つの設計においてスイッチング部材は停止領域を有することが出来、当該停止領域は望ましくは（移動方向で見た場合の）スイッチング部材の前端部に配設され、スイッチング部材が自由移動段階の終わりにおいて終端位置に到達するまで制動され、当該停止領域はその目的を達成するために接点ユニットの別の固定の制動部材又は又は制動部材として構成された接点ユニットの制動接点と協働するように構成される。

停止領域は、制動部材内又は制動接点内に配設された開口と協働することが出来、当該開口はスイッチング部材の移動方向及び長手軸に関して制動部材内又は制動接点内で同軸的に配設され、停止領域は少なくとも停止段階の間に終端位置に到達するまで開口内に係合する。

この目的のため停止領域は、自由移動段階のスイッチング部材の軸線方向移動を制限するため、制動部材内又は制動接点内の開口を囲む壁部と協働する、半径方向の停止フランジ又は１つ又は複数の半径方向外方に延びた接触突起を有することが出来る。しかし、これによって制動部材上の対応する衝撃で突然の停止作用が生じ、当該衝撃は明白に例えば共通のベース接地上で、接点の距離を維持するために接点ユニットが配設されている場合は、接点ユニットの残りの部分にも伝達され得る。

他の実施形態において停止領域は、スイッチング部材の前端部に向かって円すい状にテーパした領域を有することが出来、当該領域は自由移動段階のスイッチング部材の軸線方向移動を制動するために制動部材内又は制動接点内の開口の内壁と協働し、当該開口の内壁はスイッチング部材の長手軸線及び移動方向に関して円すい状のテーパで構成され、当該開口の内壁の円すい角度は、好ましくはスイッチング部材のテーパ領域のコーン角度と等しいか又はそれより大きくすなわちより強くテーパするように構成されている。これにより、スイッチング部材の制動の間の減速度が停止フランジの場合よりも小さくなる。

停止領域はその領域内に、及び／又は、開口はその内壁内に、スイッチング部材のスイッチング移動の間に停止領域が開口内に係合した時に、好ましくは停止領域が接点と溶融した時に、材料流れが起こるような構造を有することが出来る。

停止領域は、特に軸線方向に続く溝又は軸線方向に続きかつ半径方向外方に延びた突起、スイッチング部材の前端に向かってテーパする想像上の円すい上に位置する軸線方向に続く外表面を有することが出来る。他の実施形態において又はそれに加えて、開口の内壁は軸線方向に続いた溝又は軸線方向に続きかつ半径方向内方に延びた突起を有することが出来、軸線方向に続いた内表面はスイッチング部材の移動方向においてテーパする想像上の円すい上に位置し、停止領域及び開口の配置及び材料少なくとも突起の材料は、スイッチング部材の制動の間の流れがあるような種類とされている。

他の変形例において、停止領域内で、軸線方向に移動可能で好ましくは穴あきリングを配設することが出来、当該穴あきリングは、停止段階の間のスイッチング部材又は接点部分の前進する軸線方向移動により、開口の内壁と停止領域にあるスイッチング部材の外壁又は接点部分との間の半径方向接触圧が増大し、これにより終端位置に到達するまで軸線方向制動効果が発生するように、制動部材又は制動接点内の開口と協働するように構成されている。

停止領域と開口は、配置及び材料に関して、スイッチング部材の制動の間に少なくとも停止領域の一部の領域が制動部材又は制動接点と溶融するように構成することが出来、スイッチング部材の制動される運動エネルギに対して適合させることが出来る。これにより、より長持ちし、スイッチング部材と制動部材又は制動部材として作用する接点との間の堅固な機械的及び電気的接触が生じる。

装置又はスイッチング部材の残りの部分に関する（その機能性に関して）他の特徴に関わりなく、停止領域内及び／又は制動接点の開口内のそのような構成は、電気的接触の堅固な閉成をもたらすスイッチを製造するために使用することが出来る。そのような制動接点と他の接点との組み合わせ、開口内に挿入されたスイッチング部材のための複数接点（以下参照）との組み合わせにより、スイッチの電気的接触の品質と耐久性が高まる。明らかに、停止領域内及び／又は制動接点の開口内のそのような構造を使用するこの核心的特徴を有するスイッチは、先行して説明され又は以下で異なる例示的実施形態と共に説明される他の特徴も有することが出来る。

初期位置及び終端位置において、スイッチング部材は開口内の１つ又は複数の接点を通過して延びることが出来、当該スイッチング部材のための電気的接続を引き起こすために、スイッチング部材の外周面に衝突する複数の弾性的に構成された接点部材が各開口の内壁の内周にわたって分配されている。この種の接続のために商業的に利用可能な既製品である、所謂マルチ接点（ｍｕｌｔｉ−ｃｏｎｔａｃｔ）部材及び取り外し可能な電気的プラグイン接続を使用することが出来る。これら接点部材は、一般的に溝内に挿入された弾性的接点部材を有する。当該溝は、開口の内壁において一般的に軸線方向に続き、当該開口を通ってスイッチング部材が接続位置に延びている。そのようなマルチ接点部材は、接点ユニットの各接点の対応する開口内に挿入された環状の挿入物として構成することが出来、接点と当該挿入物との間の電気的境界抵抗が最小となるように当該挿入物、正確にはマルチ接点が当該接点内に堅く保持される。そのようなマルチ接点接続は極端に低い境界抵抗を実現し、接続安定性と耐久性がある。

スイッチング部材の１つのスイッチ位置で各接点とスイッチング部材との間の接続を成立させると共に、他の１つのスイッチ位置で当該接続を破壊するための、それぞれがスイッチング部材のための開口を有する少なくとも２つの接点と協働する棒形状のスイッチング部材の一般的構造は、駆動部に関する又はスイッチング部材の残りの部分に関する（その機能性にも関する）他の特徴に関わらず、閉成スイッチ、開成スイッチ、及び／又はトグルスイッチ、及び／又は接合スイッチとしての機能に関する、柔軟性のある設計を可能にするためにも使用可能である。この目的を達成するため、スイッチング部材に関して所望の機能性を生じるように、単に接点の数と位置を（スイッチング部材の接点部分及び絶縁部分の数と各長さに関してスイッチング部材の長さと設計を考慮して）選択することだけが必要である。この点に関してスイッチを設計するに際し、初期位置において及び終端位置において、任意の数の接点のために所望の電気的接続がそれぞれスイッチング部材を介して常に成立するか成立しないかを確実にすることがそれ故必要である。

明らかに、この核心的特徴を有するスイッチは、先に説明された他の特徴又は以下において異なる一般的な実施形態との関連で説明される他の特徴も有することが出来る。

以下において本発明は、図面に示された一般的実施形態を参照してさらに詳細に説明される。

図１はスイッチング部材を直接的に駆動する火薬爆発駆動部を有する単極開成スイッチ（ｓｉｎｇｌｅ−ｐｏｌｅ ｏｐｅｎｅｒ）として構成された本発明に対応した電気的スイッチの第１実施形態の概略図であり、ここでスイッチング部材は初期位置（図１ａ）が図示される。 図１ａのスイッチング部材の終端位置（図１ｂ）を示す図である。 図２はスイッチング部材を運動量伝達部材を介して間接的に駆動する火薬爆発駆動部を有する単極開成スイッチとして構成された本発明に対応した電気的スイッチの第２実施形態の概略図であり、ここでスイッチング部材は初期位置（図２ａ）が図示される。 図２ａのスイッチング部材の終端位置（図１ｂ）を示す図である。 図３は図１と類似した第３実施形態の概略図であり、駆動部は電気力学的駆動部として構成されている。 図３は図１と類似した第３実施形態の概略図であり、駆動部は電気力学的駆動部として構成されている。 図４はスイッチング部材を直接的に駆動する電気力学的駆動部を有する単極接合スイッチ（ｓｉｎｇｌｅ−ｐｏｌｅ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｓｗｉｔｃｈ）として構成された本発明に対応した電気的スイッチの第４実施形態の概略図であり、ここでスイッチング部材は初期位置（図４ａ）が図示される。 図４ａのスイッチング部材の終端位置（図４ｂ）を示す図である。 図５はスイッチング部材を直接的に駆動する電気力学的駆動部を有する単極性トグルスイッチ（ｓｉｎｇｌｅ−ｐｏｌｅ ｔｏｇｇｌｅ ｓｗｉｔｃｈ）として構成された本発明に対応した電気的スイッチの第５実施形態の概略図であり、ここでスイッチング部材は初期位置（図５ａ）が図示される。 図５ａのスイッチング部材の終端位置（図５ｂ）を示す図である。 図６は図５の実施形態に類似した第６実施形態の概略図であり、スイッチング部材の停止領域は半径方向の停止フランジを有している。 図６は図５の実施形態に類似した第６実施形態の概略図であり、スイッチング部材の停止領域は半径方向の停止フランジを有している。 図７は図６の実施形態に類似した第７実施形態の概略図であり、電気力学的駆動部がレバー機構を有している。 図８は図６の実施形態に類似した第８実施形態の概略図であり、駆動部はエネルギ貯蔵ユニットとしての弾性部材を有している。 図９は図２の実施形態に類似した第９実施形態の概略図であり、接点ユニットは密封ハウジング内に配設されている。 図９は図２の実施形態に類似した第９実施形態の概略図であり、接点ユニットは密封ハウジング内に配設されている。 図１０は図９の実施形態に類似した第１０実施形態の概略図であり、駆動部がハウジングの薄膜を介してスイッチング部材に直接的に衝突している。 図１１は図１の実施形態に類似した第１１実施形態の概略図であり、スイッチは駆動部、接点ユニット及びスイッチング部材が配設された密封ハウジングを有している。 図１２は図２の実施形態に類似した第１２実施形態の概略図であり、スイッチング部材は、その後端部が後部接点にある出口なしの凹部内に向けて押圧される。 図１２は図２の実施形態に類似した第１２実施形態の概略図であり、スイッチング部材は、その後端部が後部接点にある出口なしの凹部内に向けて押圧される。 図１３は図１２の実施形態に類似した第１３実施形態の概略図であり、スイッチング部材と２つの接点が単一部材として構成され、当該スイッチング部材と接点との間に所定の破断点が設定されている。 図１３は図１２の実施形態に類似した第１３実施形態の概略図であり、スイッチング部材と２つの接点が単一部材として構成され、当該スイッチング部材と接点との間に所定の破断点が設定されている。 図１４は構造化された停止領域を有するスイッチング部材を通る長手方向の断面図である。 図１５は、スイッチング部材の停止領域を受け入れるための構造化された開口を有する制動接点又は分離制動部材の部分図である。 図１６は、制動接点又は分離制動部材の概略図と、制動接点又は分離制動部材の開口内でのスイッチング部材の係合前の位置にある環状の円すい状制動部材を有するスイッチング部材の前端部の概略図（図１６ａ）である。 図１６ａのスイッチング部材の終端位置を示す概略図である。

図１は、２つの接点３、５、制動部材７、スイッチング部材９、及び本実施形態では火薬爆発駆動部１１として構成されたスイッチング部材９のための駆動部１１を有する電気的スイッチ１の第１実施形態の概略図を示す。図示する実施形態において電気的スイッチの個々の部品は、いずれも個々の部品間に予め決められた距離をおいて結合部材１３を介して連結されている。明らかに、結合部材１３は任意の数で配設することが出来る。結合部材１３のそれぞれの位置は、その機能性が保証される限り変更可能である。

この点について個々の部品の正確な形状と構造は、各機能が保証される限り、明らかにすべての図面に図示された変形例から変更することが出来ることに留意すべきである。その場合、図面は関係するスイッチの機能を説明するのに役立つ概略図に過ぎない。

図１に示された火薬爆発駆動部１は、棒状のスイッチング部材９の後端部に衝突する駆動部材１５を有する。図示された一般的な実施形態において、スイッチング部材９の後端部は軸方向の結合ピン１７を有し、当該結合ピン１７がピストンとして作用する駆動部材１５の前部の対応する行き止まり凹部の中に係合する。この結合は、スイッチング部材９の誤った位置ズレを阻止するため、スイッチング部材を図１に示す電気的スイッチ１の初期位置に固定するのに役立つ。

駆動部１１の駆動部材１５は、スイッチング部材９の軸線方向にスライド出来るようにハウジング１９内に配設されている。図１ａは初期位置にある駆動部材１５を示す。この位置で駆動部材１１が、ハウジング１９に、又は保持手段２１を介して堅く結合された駆動部１１の一部に、順に結合される。図示された例示的実施形態において、保持手段２１はピン状部材として構成され、当該ピン状部材は駆動部材１５の背面内にある軸線方向凹部内と、ハウジング１９に堅く結合されている部品２３の前部内の凹部内に収容されている。ピン状保持手段２１は、スイッチング部材９の方向において所定の最低軸線方向始動力が駆動部材１５に作用するまで当該保持手段２１が駆動部材１５を解放しないように凹部内に収容されている。この目的を達成するため、ピン状保持手段２１を２つの凹部内に圧入したりネジ込んだり接着したりすることが出来る。

始動力が作用すると、保持手段２１が２つの凹部の１方の外側に引かれる。しかし他の変形例において保持手段２１は、例えば駆動部材１５とハウジング部分２３との間で中心に集まる所定の破断点を有するように構成することも可能である。この場合、２つの受け入れ凹部内の所定の破断点及び保持手段２１の締め付けは、始動力に到達すると保持手段２１がその所定の破断点で破断して駆動部材１５を解放するように具体化されている。

図１に示された駆動部１１の火薬爆発の実施形態において、保持手段２１によって所望の充填効果が保証される。それによって、ある最低力すなわち保持手段２１を解放するための始動力が作用すると必ず駆動部材１５ひいてはスイッチング部材９が移動することが保証される。

明らかに、保持手段２１は他の適当な方法、例えばハウジング１９又はハウジング部分２３に対する駆動部材１５のクリンプ結合によって、又は初期位置において駆動部材１５内の半径方向に係合し始動力がいったん作用すると削ぎ取られる剪断ピンによって製造することが出来る。ハウジング内での駆動部材１５の結合も可能である。

図１に示されるように、駆動部１１は電気的に駆動可能に構成されたトリガー装置２５を有することが出来る。トリガー装置２５は、駆動部材１５の後面内に環状溝として構成されている収容スペース２７内に保持されている火薬材料を点火するのに使用される。明らかに収容スペース２７は、ハウジング１９の部分２３内に又は追加で構成することが出来る。

こうして火薬材料の点火で、対応する軸線方向圧縮力をスイッチング部材の方向で駆動部材１１に作用するガス圧が発生する。

図１から理解されるように駆動部材１５は、ハウジング１９に関して収容スペース２７の十分なシールを保証するために、その後端にハウジング部分２３に面した周方向シール縁部２９を有する。

駆動部１１が、対応するトリガー装置２５の駆動によって始動されると、収容スペース内の好ましくは火薬剤の爆燃材料によってガス圧が発生され、当該圧力は保持手段２１の充填効果の結果として最初急速に増加する。始動力が限界を超えると保持手段２１が駆動部材１５を解放する。軸線方向結合ピン１７を介してスイッチング部材に結合されている駆動部材は、したがって十分に速いスイッチング速度でスイッチング部材９の軸線方向にスライドする。これによってスイッチング部材は図１ａの初期位置から図１ｂに示された終端位置に移動する。

図１に示された実施形態において、スイッチング部材は互いに堅く結合された前部接点部分９ａと後部絶縁部分９ｂで構成されている。接点部分９ａと絶縁部分９ｂは受け入れ凹部を配設することにより互いに結合することが出来、図１に示すように接点部分９ａの後端部の中に絶縁部分９ｂの前端部が係合する。これら部材は圧入、接着、クリンピング等で結合することが出来る。

スイッチング部材９の絶縁部分９ｂは、導電性材料で出来ている接点部分９ａの後端部との間の十分な絶縁距離を保証する。この目的を達成するため、プラスチックのような絶縁材料で構成された絶縁部分９ｂは、表面電流又はクリーピング電流に関してより長い経路となるようにその周囲を構造化することが出来る。当該構造化は図１に示すように、スイッチング部分９ａと駆動部１１の前部ひいては駆動部１１のハウジング１９との間に長手方向部分において曲がりくねった経路を生じる周囲溝を加工することにより達成可能である。

図１ｂから分かるように駆動部材１５は、駆動部１１のハウジング１９の内側の終端位置に到達した後にその軸線方向スライディング移動が停止される。この目的を達成するため駆動部材１５のシール縁部２９が、ハウジング１９のより小さい直径の前部と、ハウジング１９の内側のより大きい直径の他の領域との間の停止肩部と協働する。火薬爆発駆動部１１の始動により発生したガスは、より大きな直径の領域内にも存在する。

ハウジング及び駆動部材１５のシール縁部２９を適切に構成することにより、発生したガスを受けるこの空間は十分にシールすることが出来、駆動部材１５が終端位置に到達した後でも最早高温ガス漏れのため人が傷つく危険性がない。始動後に駆動部１１が連続的に圧力を受けるのを阻止するために、高温ガスの漏れの結果として如何なる負傷又は危害も起きないように、望ましくは十分に小さいガスのための小さな出口開口を駆動部１１に設けることが可能である。そのような出口開口は、駆動部材１５の終端位置でのみ効力を生じるように配設することも可能である。例えば、ハウジング１９のより小さい直径を有する前部領域において、より小さい直径のスペースと、より大きい直径のスペースとの間の肩部と接触した状態のシール縁部２９があっても、ガスが内部から前部へと溝部を経由して逃げることが可能な半径方向深さを有する軸線方向に続く溝部を設けることが出来る。

図１ｂから分かるように、スイッチング部材９がその慣性の結果として、その終端位置（図１ｂ）に到達するまで対応速度で移動し続けるような駆動部材１５の軸線方向のスライド移動が突然停止することによって、スイッチング部材９の駆動部材１５に対する結合、ひいては結合ピン１７を介した駆動部材１５に対するスイッチング部材９の絶縁部分９ｂの結合が破断される。駆動部材に対するスイッチング部材９の接続は、スイッチング部材９によって保有されていた接続を破断するための運動エネルギのうち、実質的にゼロか、又は無視可能な部分のみ、又はある場合は所望部分が、駆動部材１５が駆動部１１のハウジング１９内のその終端位置に到達した時に失われるように設計されている、

したがってスイッチング部材９は駆動部１１から結合解除された後、或いは駆動部１１から最早力を受けないようになった後に、自由移動段階を実行する。その結果、実質的にどんな長さのスイッチ進路でもスイッチング部材９にとって可能である。スイッチ進路は、駆動部１１によって提供可能な移動経路によっては最早成立しないので、これは実際通りである。

原理上、スイッチング部材９ひいては絶縁部材９ｂをその後部側で駆動部１１のガス圧を直接受けるようにすることも可能である。しかし、そうすると駆動部１１とスイッチング部材９とで構成されたユニットの製造が複雑化する。さらに、そうすると火薬駆動部１１の始動で発生した高温ガスが環境に影響しないようにすること、少なくとも傷害又は危害の危険性がないようにすることが最早保証されなくなる。

図１に示されたスイッチ１の実施形態において、スイッチング部材９の移動経路は別の制動部材７によって制限されている。後者は、スイッチング部材の移動軸に一致するスイッチング部材の軸内に、その長手方向区域内で円すい状にテーパし、換言すると（スイッチング部材の移動方向で見て）開口３１の内径がスイッチング移動の方向で狭くなるように構成された開口３１を有する。

スイッチング部材の前端部ひいては接点部分９ａの前端部は、同様に円すい状に形成され、当該円すい角は概略開口３１の円すい角に一致している。スイッチング部材の開口３１内での係合による所望の制動のため、前部領域において開口３１の最低直径は明らかにスイッチング部材９ａの直径よりも小さい。これにより、制動部材７の開口内３１に前端部が高速で入るスイッチング部分９の比較的低速な制動が生じる。スイッチング部材９のスライド移動のこの比較的低速の制動により、スイッチ１の機械的応力を低くする。

図１から分かるように別体の制動部材７内に、例えばセンサワイヤとして構成されたセンサ３３がさらに配設されている。当該センサワイヤは、スイッチング部材９が開口３１に入った時にセンサ３３が破壊されるように選択された領域内で、スイッチング部材９の長手軸に対して垂直に続いている。したがって、スイッチが始動されるとすぐに、単純な抵抗測定によって信号が発生される。当該信号はその後、スイッチが実際に始動し、スイッチング部材９がその正しい終端位置に到達した情報を含む。

図１に示されたスイッチ１の実施形態において、初期位置において２つの接点３と５が電気的に導電性の態様で結合される（図１ａ）。これは、スイッチを通して流れる電流Ｉのための各矢印によって示されている。スイッチ１の接点３、５の接続は、明らかに任意の適切な態様で生じる。

図１ｂに示された終端位置においては、図１ａに示される初期位置で２つの接点３、５を電気的導電性の態様で接続していた接点部分９ａが、最早接点５と電気的に接続しないように、スイッチング部材９が終端位置内に向けて十分遠く移動されている。終端位置において、開成スイッチとして構成された電気スイッチ１は、このようにして接点３と５を経由した電気的回路を破壊する。

図１に示される実施形態においてスイッチ部分は、その終端位置でその絶縁部分９ｂを接点５内に依然として保持する。これは十分な安定性の達成、特に大きなスイッチ１、したがって大きなスイッチング部材９の場合の十分な安定性の達成を可能にする。したがって絶縁部分９ｂは、図１ｂの終端位置においてもスイッチ部分９ａと接点５との間に十分な最低限の絶縁距離が保証されるような大きさにされている。

スイッチング部材が駆動部１１から結合解除された後のスイッチング部材９の自由移動段階によって可能にされた長い変位経路により、高電圧用、特に電気回路が開いた後に接点に存在する１０ｋＶよりも大きな高電圧用にもスイッチを使用出来るように、接点３と５の間のサイクル距離も十分に大きくすることが出来る。さらに、絶縁部分９ｂを適切な寸法にすることで、接点ユニット４と駆動部１１との間を遠い距離にすることが可能になる。これは、接点ユニット４ひいては接点３と５に付与されるかも知れない最大スイッチング電圧が、駆動ユニット１１の電位を過度に上回らないが、それでもかなり高い電位である場合に特に重要である。

この点において、スイッチ１は明らかに適当な任意の寸法で製造可能であることに留意すべきである。スイッチの寸法は、特に切り換える電圧及びアンペア数に依存する。寸法は、数十ボルトから数百ボルトにわたるボルト数用の小さな構成寸法から、数千ボルト、数万ボルト、或いは数十万ボルト数用の大きな構成寸法まで変更可能である。大きなスイッチにおいて、スイッチング部材は１メートルから数メートルの長さに容易にすることが出来る。

図２に示されるスイッチ１では駆動部１１が既に配設され、スイッチング部材９の初期位置では当該駆動部１１がスイッチング部材９の後端から離れた所定位置にあり、換言すると駆動部１１は最早スイッチング部材９に直接に衝突しない。

図２に対応した火薬駆動部１１は、図１の変形例の駆動部１１と本質的に同一である。しかしこの変形例と異なり、駆動部１１は、当該駆動部１１のハウジング１９の前部領域内に収容された運動量伝達部材３５を含む。図１に対応した変形例の絶縁部分９ｂに似て、運動量伝達部材３５は、駆動部１１からの不必要な運動量伝達部材３５の分離（離脱）を阻止するために、駆動部材１５に結合されることが出来る。

運動量伝達部材３５は、それ相応に大きな運動量をスイッチング部材９に伝達できるように十分な質量を有するように構成され、駆動部１１によるこの間接的衝突の結果として、スイッチング部材９は加速されてその初期位置（図２ａ）からその終端位置（図２ｂ）に移動される。

したがって、図２に示されるスイッチ１の機能は図１に対応したスイッチの機能と大部分同一である。異なる点は、スイッチング部材９が最早駆動部１１によって直接的には衝突されず、駆動部１１が始動されると運動量伝達部材３５を加速しそれをスイッチング部材９の後端部、正確には絶縁部分９ｂに向けて投射物のように飛ばすといういう事実だけである。

運動量伝達部材３５がスイッチング部材９に衝突した後に、当該運動量伝達部材３５がスイッチ１内で制御不能の態様で飛び回るのを阻止し、又は運動量伝達部材３５がスイッチ１内で横たわるのを阻止するために、スイッチング部材特に絶縁部分９ｂと運動量伝達部材２５は、運動量伝達部材２５がスイッチング部材９の後端部ひいては絶縁部分９ｂに衝突した後に当該絶縁部分９ｂに結合されるように構成することが出来る。この目的を達成するため図２ａに示されているように、絶縁部分９ｂの後端面はその中に運動量伝達部材３５の前端部が衝突の間に係合する小さな凹部又は切り欠き３７を有することが出来る。代替として又は追加において、スイッチング部材９ひいては絶縁部分９ｂの材料及び運動量伝達部材３５の材料は、運動量伝達部材３５がスイッチング部材９ひいては絶縁部分９ｂと溶融するように選択することが出来る。この場合、スイッチング部材９及び運動量伝達部材３５が結合して終端位置（図２ｂ）に向け移動する。

図２に示されるスイッチ１の実施形態において、スイッチング部材９はしたがって運動量伝達部材３５の運動量移動を通じて駆動されることで間接的に駆動される。これにより、ドライブ１１はその初期位置において最早スイッチング部材９の端部に直接配置する必要がないという利点が生じる。特に非常に高い電圧用の大きなスイッチでは、これで接点ユニット４と駆動部１１との間に数メートルの距離を作ることが可能になる。したがってそのようなスイッチは、接点ユニット４ひいては接点３、５と駆動部１１との間に非常に高い電位差が生じる場合でも使用することが出来る。特に、駆動部１１が接点ユニット４と同じ電位であるように駆動部１１を設計する必要性は最早ない。電位の分離さえ可能である。

この点について図２では、接点間の結合部材１３、制動部材、制動部材及び駆動部は図示されていないことに留意すべきである。明らかに、これら構成部品を搭載するために、いかなる適切な手段も使用することが出来る。

図３に対応した実施形態は図１に対応した実施形態と大部分一致している。しかし、スイッチ１は単極開成スイッチとしても構成され、火薬爆発駆動部１１よりもむしろ電気力駆動部１１を有する。そのような電気力駆動部１１は、例えば、非常に大きなアンペア数の短電流パルスを受けるコイル３９を有することが出来る。このようにして、適正に設計された駆動部材１５内において渦電流を発生する磁界が発生され、すると今度はそれにより反発磁界を生じさせる。コイル３９に十分に大きなアンペア数の電流を通すことで、駆動部材１５が（火薬駆動部の場合のように）対応する力と速度でその初期位置からその終端位置へ（図３ｂ）移動される。

図３のスイッチ１は、その他の点では図１のスイッチ１と同じ方法で機能する。接点間の距離の大きさ、正確には接点部分９ａの長さと絶縁部分９ｂの長さが、僅かに異なる結果として絶縁部分９ｂだけが、スイッチング部材９の端部位置にある接点５の開口外の駆動部１１に向かってある程度突出する。

図４に示される実施形態に対応したスイッチ１は、スイッチング部材９の接点３、５と制動部材７の距離に対する接点部分９ａと絶縁部分９ｂの長さに関する他の寸法付けの点で図３の実施形態と本質的に異なる。図４から分かるようにスイッチ１は接合スイッチとして機能する。図４ａに対応した初期位置において、接点部分９ａは２つの接点３と５を短絡すなわちこれら接点間に電気的接続を確立する。図４ｂから分かるように、スイッチング部材９の接点部分９ａが適切な長さで構成されているので、スイッチング部材９の終端位置において接点３と５の間にまだ電気的接続が存在する。さらに、実施形態中の制動部材は制動接点７として構成されている。スイッチング部材９の終端位置において、中間接点３はこのように、接点３に供給された電流Ｉが接点５を介した部分電流Ｉ１と、制動接点７’を介した電流Ｉ２とに分かれるように、２つの接点７’と５と短絡されている。

図５に対応した実施形態のスイッチ１も、その初期位置（及び加速段階の間）において、スイッチング部材９に直接的に衝突する電気力駆動部１１を有する。それ故機械的作用は大部分図４に対応した実施形態と同じである。しかしこの場合、スイッチング部材はその軸部に関して、初期位置（図５ａ）において接点３と５のみが短絡され、これに対して終端位置では接点３と７のみが短絡されるように、接点部分９ａと絶縁部材９ｂの寸法付けがなされている。それ故このスイッチはトグルスイッチである。

図４に対応した実施形態のように、制動接点７は明らかにセンサ３３、例えばセンサワイヤ、センサフィルム、特にフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）フィルム、又はＰＶＤＦワイヤ又は光学ファイバーの形態のセンサを含む。

図５ｂから分かるようにこのスイッチ１では、終端位置において絶縁部分が最早接点５に保持されないように、接点ユニット４に関するスイッチング部材の寸法付けがなされている。

この点に関して、図６に示された実施形態に対応したスイッチ１は、終端位置において絶縁部分９ｂを保持する追加の手段がある変形例を示している。当該スイッチはトグル機能を果たし、図５に対応した変形例と大部分が一致する。

しかし先に説明した実施形態と異なり制動接点７’内の接点部分９ａは、円すい開口及びスイッチング部材９の円すい状前端部を介して制動されないが、スイッチング部材９の接点部分９ａの前端部の周縁にわたって延びている停止フランジ４１によって制動される。図６から分かるように停止フランジ４１の前部は、スイッチング部材９の制動を、当該停止フランジ４１が完全に剛性の場合よりも幾分ゆっくりにするよう設計するために、例えばプラスチックなどの衝撃吸収材料でカバーすることが出来る。

この場合、接点部分９ａと制動接点７の間の電気的接続を保証するために制動接点７は接点手段４３を有し、当該接点手段４３は他の接点としても同様に使用可能であり、スイッチング部材９のスライド移動の前と後で同じように電気的接続を生じなければならない。明らかにそのような接点手段４３は、スイッチング部材９の初期位置又は終端位置のいずれかでのみスイッチング部材に対して電気的に接続される必要があるような接点にも使用することが出来る。

接点手段４３は特にいわゆるマルチ接点として構成することが出来る。接点３、５、７のそれぞれの開口の内壁面において、マルチ接点は一般的に内周にわたって分散して配設された弾性部材を有する。当該弾性部材は各接点３、５、７’に弾性的に結合され、一端においてスイッチング部材９の外周に衝突し他端において接点部分９ａに衝突する。このようにして確実な接続が保証される。そのようなマルチ接点は既製の構成部品として商業的に利用可能であり、例えばリング形状として構成可能である。リングの内壁面内で延びて内部に弾性接点部分が配設された軸線方向の溝を設けることが出来、当該接点部分は自由端が半径方向でリングの内周上に突出している。スイッチング部材の外周、正確には接点部分９ａの外周は、当該外周がマルチ接点のリングの内周と本質的に一致するようにされている。スイッチング部材の外周は、したがって弾性接点部材によって堅く衝突される。そのようなマルチ接点は、スイッチング部材９、正確には接点部分９ａと各接点部分３、５、７との間の電気的接続を維持する間に、同時にスイッチング部材が内側及び外側へ繰り返してスライディング又は移動するのを許容する。

接点ユニット４とスイッチング部材９に関して、図７に示されたスイッチ１は図６に対応した実施形態と一致している。しかし電気力駆動の代わりにこの場合は、アクチュエータ部材４７が係合するプランジャーコイル５を有する駆動部１１が使用される。アクチュエータ部材はその端部にフランジを有し、当該フランジは、十分に大きな電流がプランジャーコイル４５に付与されるとプランジャーコイル４５によって発生した磁界によってフランジの強磁性体が引き付けられる。これでレバー機構を駆動し、レバー機構は一端支持のレバー４９に衝突する。当該レバー４９はその長い方のアームでスイッチング部材９の後端部、換言すると絶縁部分９ｂの後端部に衝突する。プランジャーコイル４５によって生成されたスイッチング経路はこのようにして伝達される。このスイッチ１の機能性は、その他の点では図６に対応した変形例と一致する。

図８は、圧縮されたつる巻きバネ５１をエネルギ貯蔵ユニットとして有する駆動部１１の他の変形例を示す。このバネは一端部で圧力板５３を介して駆動部材１５に衝突する。明らかに、駆動部材１５の直接衝突もまた可能である。

圧力板は、トリガー装置によってその軸線方向移動性において解放することが出来る。明らかに、トリガー装置５５の構成によって手動又は制御された始動もまた可能である。制御可能なトリガー装置は、例えば圧力板の中で半径方向に係合するピンが、トリガー装置５５の電磁マグネットによってロック位置から解放位置に移動されるように構成することが出来る。

ここで再び、スイッチ１の変形例の機能性は、他の点では図６又は図７の実施形態のそれと一致する。

図９は、接点ユニット４とスイッチング部材９が密封ハウジング内に配設されている電気スイッチ１の他の実施形態を示す。スイッチング部材９はその後端部が本質的にハウジング５７の変形可能な薄膜又は薄膜領域に向けて延びている。駆動部として、ここで再び、図２に対応した実施形態の場合のように運動量伝達部材３５によってスイッチング部材９に間接的に衝突するように構成された火薬爆発駆動部１１を使用することが出来る。

駆動部１１が始動されると、運動量伝達部材３５は最早スイッチング部材９の後面、正確には絶縁部分９ｂの後面に直接的に発射されないが、挿入薄膜５９に発射される。この場合、運動量は薄膜５９を介して間接的に運動量伝達部材３５からスイッチング部材９に伝達される。

当該薄膜は、望ましくは運動量伝達の間に変形するように構成されて伝達される運動量に適合される。運動量伝達部材は、したがって、さらにゆっくりと制動されることが出来る。

運動量伝達部材が薄膜５９に衝突した後に、例えば対応する収容手段を設けたり、衝撃力に起因して各材料を溶融したりすることによって薄膜５９に結合するように設計することもまた可能である。

図９に示されたスイッチ１の機能性は、その他の点では図２の変形例の機能性と一致する。

図１０の実施形態は、初期位置（すなわち非始動状態）において駆動部１１が移動されていることを除いて大部分図９の実施形態と一致する。それ故、初期位置においてスイッチング部材が薄膜５９と接触しているので、駆動部１１によって実質的にスイッチング部材９の直接衝突がある。

図１１に対応したスイッチ１の実施形態の機能性は、図１の実施形態のそれと一致している。図１の変形例と比べて（図２−１０に対応した他の変形例のように、結合部材１３は図１１に図示されていない）追加の設備が、接点ユニット４を囲むだけでなくスイッチ１全体を囲むハウジング５７で作られている。

図１２はスイッチ１を示し、ここで再び、運動量を運動量伝達部材３５によって接点ユニット４のスイッチング部材９に伝達するように構成された火薬爆発駆動部１１の使用が可能である。接点ユニット４は第１接点３と第２接点５を有するのみである。追加の制動部材又はセンサはこの場合は省略されている。スイッチング部材９は、接点３においてスイッチング移動を制動するのに使用される停止フランジ４１を有する。ここでも、接点３は接点手段４３を介して例えばマルチ接点のようにスイッチング部材９に接続する。

この接点ユニットの独特の特徴は、スイッチング部材９がその後端部で後部接点５内の収容凹部内に保持されているという事実にある。この場合接点部材は、例えば製造中に圧入されることが出来る。その後部側で、停止フランジ４１が圧入のための限界としても役立つ。それ故、突破領域６１を形成する薄い壁のみが接点５の収容凹部の底に残る。運動量伝達部材３５が突破領域６１に衝突すると、当該突破領域６１は接点５の外で破壊され、そして運動量伝達部材３５の運動量（少なくともその十分に大きい部分）がスイッチング部材９に伝達される。当該スイッチング部材９はその後図１２ｂに示される終端位置に移動される。前記壁、正確には突破領域６１は衝突力の結果としてスイッチング部材９の後ろ側に向けて溶融することが出来る。

図１２ｂに示されているように、運動量伝達部材３５はその形状に関して、又は接点５内の凹所又は結果として生じる開口はその形状に関して、運動量伝達部材が結果として生じる開口内に捕捉されるように運動量伝達部材に適合させるように設計することが出来る。

図１３のスイッチは、接点ユニット４が異なる態様で構成されているという事実のみで、図１２に対応した実施形態と異なる。この場合スイッチング部材９は図１２に対応した変形例と同様にただ１つの接点部分からなり（絶縁区域はない）、接点５は単一部品として構成されている。接点５は、したがってスイッチング部材９と共に同じ製造過程で製造することが出来る。接点内に、スイッチング部材９と接点５との間の所定の破壊点を構成する適切な薄い領域を配設することのみが必要である。

図１３に対応した実施形態において、前部接点３及びスイッチング部材も単一部品として構成されている。この場合も、スイッチング部材と接点との間に薄い領域６３が備えられている。

図１３に示された変形例において、接点５に初めから存在する開口内にスイッチング部材９が挿入されている場合、薄い領域６３は例えば溶接過程によって製造することが出来る。

停止フランジ４１が接点５上に直接位置していない場合は、明らかに、接点５内に薄い領域を製造するために切削又は機械加工過程を使用することが出来る。さらに、図１３ａに示すような複雑な部分を所謂高速な試作技術（ｒａｐｉｄ ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）と呼ばれる技術でワンピースで製造することが可能である。これは金属材料でも可能である。

図１４は、構造化された外周面を有する前部領域９’と、同様に構造化された外周面を有する他の領域９’を備えたスイッチング部材９を示す。ここに示されたスイッチング部材９は接点部分だけであって、それ故電気的に導電性材料で構成され、明らかに絶縁部分によって右に延ばすことも出来る。構造化領域９’，９’’は、スイッチング部材９が対応する接点（不図示）に押し込まれた時に、それぞれ確実な電気的接続を生じさせるために配設されている。ここで図示されている実施形態において、図１４のВ−В断面から分かるように、当該構造化は溝７３’と７３’’及び隆起した突起７５’と７５’’で構成されている。スイッチング部材９は、スイッチが始動されると制動接点が電気的接続性のために結合されるように、これら構造化された停止領域によって２つの制動接点の中で対応する開口内に係合することが出来る。当該構造化は、したがって材料、特に構造の凸部が、初期には材料が無かった領域内への材料流れを可能にする。当該材料流れは、このように発生した高圧、摩擦及び温度によって引き起こされる。図１４のスイッチング部材９の前部領域９’は、例えば図５に対応したスイッチング部材と共に使用可能である。このように設計された構造化領域９’が制動接点７内に押し付けられることで、材料流れが起こり、かつ、高温と材料の軟化の結果として制動接点７の開口内壁との構造化領域９’の溶融が起こる。

当該構成は確実な接続を確立するうえで、及びスイッチング部材の材料及び制動接点の材料の望ましい溶融のため非常に決定的な要因である。後部構造領域９’は第２接点（不図示）との確実な電気的接続を確立するために使用可能である。初期位置において、したがって図１４に対応したスイッチング部材９は、当初は電流流れが無い（即ち未使用）制動接点内に、２つの構造化領域９’と９’’の間のスイッチング部材９の領域が、スイッチング部材の終端位置において構造化領域９’’によって接続される接点の開口内に位置するように、既に係合していることが出来る。

図１４に対応したスイッチング部材９は、したがって２つの構造化領域９’と９’’内のスイッチング部材９と各１つの接点との間の２つの確実な電気的接続（選択的に溶融接続）を可能にする。

対応する接点の内壁と接続又は溶融することが望ましいスイッチング部材９の１つの領域又は軸線部分内の当該スイッチング部材９の構造化の代わりに又はそれに追加して、制動接点７’内の各開口の内壁もまた構造体を配設することが出来る。スイッチング部材９の構造化領域内の材料流れの代わりに又はそれに追加して、各接点内の開口の内壁の領域内でも材料流れを発生することが出来る。制動接点７’内のそのような構造化された開口は図１５に示される。軸線部分に円すい状連続部分を有する開口は、その内壁上で基本的に軸線方向に続く溝７７を有する。これらの溝７７は、その中に突起７９の材料の軟化又は溶融化によって供給される変形した材料が流れることが可能な隙間を形成している。

溝の代わりに、明らかに、軟化材料を受け入れるための適切な隙間を作る他の任意の構造化が考えられる。

図１６は、円筒部材６５が配設されたスイッチング部材９の前端部を示す。図１６に示されるように、部材６５はネジ部によってスイッチング部材９の前部内の対応するネジ付きボアホール内にねじ込むことが出来る。明らかに、円筒状部材６５及びスイッチング部材９は一体部品として構成することも出来る。円筒状部材６５は、隣接するスイッチング部材９の領域の外径よりも小さい外径を有する。これにより停止肩部６７を生じさせる。

環状の円すい状部分６９が円筒状部材６５の上に押し込まれる。この目的を達成するため円すい状部分は、円筒状部材６５の外径に基本的に対応した内径を有する。円すい状部分６９は、軸線方向に延びた１つ又は複数の長手方向のスロット又は長手方向の溝を有することも出来る。円すい状部分６９の円すい状外壁は、スイッチング部材９が接点３の開口３１内に挿入されると、この壁は、同様に円すい状の部分形状を有する開口３１の内壁によって、半径方向内方に向けられた力が円すい状部分６９に作用するように衝突されるように選択される。これは当初、接点３の開口３１の内壁と円すい状部分の外壁との間に摩擦を生じ、同様に円すい状部分６９の内壁と円筒状部材６５の外壁との間に摩擦を生じる。スイッチング部材９が強い力で押し込まれる結果として温度が上昇し、ここで再び、円筒状部分６９の外壁の長手方向のスロット又は長手方向の溝によって収容される材料流れが起きる。停止に到達すると、円筒状部分６９がスイッチング部材９の残りの部分と共に開口３１内に押し込むように、停止肩部が部材６５上の円筒状部分６９のスライド移動を停止する。

円すい状部分６９の長手方向のスロットは、周方向に均等に分配されるように構成することが出来る。しかし図１６に示すように、ただ１つの連続軸線方向に長手方向のスロット７１を配設することも可能である。さらに、円すい状部分６９の外周及び／又は開口３１の内周に、材料流れを受け入れ可能な他の任意の構造化を配設することもまた可能である。図１４と図１５の実施形態をその機能性に関して参照することが出来る。

最後に、１つ又はそれ以上の実施形態との関係でのみ前述した特徴は、明らかに他の実施形態とも組み合わせることが可能であることに留意すべきである。これは、特に単なる円すいとして構成可能なスイッチング部材９、又は停止フランジ４１を有することが出来るスイッチング部材９の停止領域の設計に適用する。明らかにこれに関して他の組み合わせもまた考えられる。図１４、１５及び１６との関連で説明された材料流れを可能にする構造化と、それによって可能にされるスイッチング部材の各接点との溶融は、明らかにすべての変形例で配設可能である。この構造化及び／又はスイッチング部材の接点との溶融は、スイッチング部材９の起こり得る自由移動段階にかかわりなく達成可能である。

これは、図面中で説明された接点ユニットの異なる変形例、スイッチング部材及びスイッチ機能にも適用する。そのように長いスイッチ進路が必要でないなら、駆動部はスイッチング部材に永久的に結合することが出来る（すなわち、スイッチング部材の初期位置と終端位置の間の全体の移動の間）。前述した接点ユニット及び接続の変形例の利点、特に接点又は制動部材の開口内に係合する棒状スイッチング部材によるスイッチング機能のフレキシブル設計が維持される。

他の図示されていない変形例が以下に簡単に説明される。

１つの変形例において、図示された一般に円形断面を有するスイッチング部材は、他の断面形、例えば矩形、特に薄い矩形断面を有することが出来る。接点内の開口はそれに対応して相補的な形状を有する。これによりスイッチを薄い組立体として設計可能であるという利点を生ずる。

少なくとも２つの接点が少なくとも２つのスイッチング部材と相互に作用し合う複数のスイッチを使用することも可能である。したがって一方で重複性を作ることが可能であり、他方で例えば異なる接点を接続したり切断したり、例えば同じ接点に接続したり当該接点から切断したりすることが可能である。

前述したようにスイッチの或る部品又はすべての部品を囲むスイッチのハウジングは、スイッチの状態を外側から決定可能なように使用可能とし、それに対応して構成可能である。同時に、ハウジングの材料、或いはハウジングの内側又は外側の１又は複数のコーティングの材料は、電磁気の遮蔽効果を生じるように選択することが出来る。

スイッチの状態は可視的にすることが出来、例えばハウジングは、少なくとも関連する領域で、或るスイッチ状態でスイッチ内に生じる電力損又は或るスイッチ状態で生じる電磁界が、ハウジング材料又はハウジングコーティングの状態変化を生じさせる材料以外の材料によって、構成又はコーティングすることで可視的にすることが出来る。特に、電磁界の存在又は電力損によってもたらされる温度変化に対して色を変えることで反応する材料の使用が可能である。この方法でスイッチ状態を確認し及び／又は遠くに離れていても視覚的にモニタすることが可能である。

一般にハウジングは、その特定の電気的導電性が、電流路の材料の特定の電気的導電性との関係で低いという条件で、任意の材料から製造することが出来る。ハウジング材料として例えばグラファイトの使用が可能であり、ハウジング、正確にはスイッチ全体を高温用途に使用することが出来る。

１ 電気スイッチ
３ 接点
４ 接点ユニット
５ 接点ユニット
７ 制動部材
７’ 制動接点
９ スイッチング部材
９ａ 接点部分
９ｂ 絶縁部分
１１ 駆動部
１３ 結合部材
１５ 駆動部材
１７ 軸方向結合ピン
１９ ハウジング
２１ 保持手段
２３ ハウジング部分
２５ トリガー装置
２７ 収容スペース
２９ シール縁部
３１ 開口
３３ センサ
３５ 運動量伝達部材
３７ 凹所
３９ コイル
４１ 停止フランジ
４３ 接点手段
４５ プランジャコイル
４７ アクチュエータ部材
４９ レバー
５１ つる巻きバネ
５３ 圧力プレート
５５ トリガー装置
５７ 密封ハウジング
５９ 薄膜
６１ 突破領域
６３ 薄い領域
６５ 円筒状部材
６７ 停止肩部
６９ 円すい状部分
７１ 長手方向スロット
７３’ 溝部
７３’’ 溝部
７５’ 突起
７５’’ 突起
７７ 溝部
７９ 突起

ドイツ特許公開公報１０ ２０１０ ０１０ ６６９Ａ１

Claims (22)

1. 特に高圧及び／又は大アンペア数用の電気スイッチであって、スイッチング部材（９）を設けた少なくとも２つの接点（３，５，７，７’）を有する接点ユニット（４）と、前記スイッチング部材（９）のための駆動部（１１）とを設け、当該駆動部（１１）は前記スイッチング部材（９）をその初期位置から終端位置に移動するように構成され、
   前記スイッチング部材（９）は前記駆動部（１１）によって加速段階の期間中、間接的又は直接的に加速され、その結果前記終端位置に到達するまで前記自由移動段階を経て通過することを特徴とする電気スイッチ。
2. 前記駆動部（１１）は、前記自由移動段階に到達するまで前記スイッチング部材（９）に結合されていることを特徴とする請求項１のスイッチ。
3. 前記駆動部（１１）の移動駆動部材（１５）が、加速段階に続く停止段階の期間中、前記スイッチング部材（９）が前記移動駆動部材（１５）から分離し、その結果前記自由移動段階を経て通過するように前記スイッチング部材（９）に結合されていることを特徴とする請求項２のスイッチ。
4. スイッチングプロセスが始動されると前記駆動部（１１）が運動量伝達部材（３５）を前記スイッチング部材（９）の移動方向に加速し、その後、前記運動量伝達部材（３５）が予め決められた運動量で自由飛翔段階を通過し、前記スイッチング部材（９）に対して、当該スイッチング部材（９）が前記初期位置から前記終端位置に移動するように前記運動量の少なくとも一部分を伝達するようにして、前記駆動部（１１）から分離される運動量伝達部材（３５）を前記駆動部（１１）が有することを特徴とする請求項１のスイッチ。
5. 前記運動量伝達部材はその自由飛翔段階の後に前記スイッチング部材（９）に衝突し、前記運動量伝達部材（３５）及び前記スイッチング部材（９）は、前記運動量伝達部材（３５）が前記スイッチング部材（９）に衝突すると、前記運動量伝達部材（３５）が前記スイッチング部材（９）に対して結合すなわち溶融されて、前記スイッチング部材（９）と一緒に初期位置から終端位置へ移動されるように設計されていることを特徴とする請求項４のスイッチ。
6. 前記スイッチング部材（９）が移動方向で見たときに、少なくとも弾性的導電性材料で作られている接点部分（９ａ）と少なくとも電気的絶縁材料で作り上げられている絶縁部分（９ｂ）とで構成され、移動方向で見たときに例えば前部接点部分（９ａ）と後部絶縁部分（９ｂ）とで構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項のスイッチ。
7. 前記接点ユニット（４）及び前記スイッチング部材（９）が、前記スイッチング部材（９）が前記終端位置で前記接点部分（９ａ）と前記接点（５）との間の必要最小距離が維持されるように前記接点ユニット（４）の前記接点（５）内で少なくとも１つの前記絶縁部分（９ｂ）で保持されるように構成されていることを特徴とする請求項６のスイッチ。
8. 前記スイッチング部材（９）が停止領域を有し、当該停止領域は、（移動方向で見たときに）望ましくは前記スイッチング部材（９）の前端部に配設され、前記自由移動段階の終端において前記終端位置に到達するまで前記スイッチング部材（９）が制動されるように構成され、当該目的のため前記停止領域は、別設固定配置の前記接点ユニット（４）の前記制動部材（７）又は制動部材として構成された前記接点ユニット（４）の制動接点（７’）と相互に作用するように構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項のスイッチ。
9. 前記停止領域が前記制動部材（７）内又は前記制動接点（７’）内に配設された開口と相互に作用し、当該開口は前記スイッチング部材（９）の移動方向及び長手軸線に関して前記制動部材（７）内又は前記制動接点（７’）内で同軸に配設され、前記停止領域は前記開口内で少なくとも停止段階の間前記終端位置に到達するまで係合することを特徴とする請求項８のスイッチ。
10. 前記停止領域が半径方向の停止フランジ（４１）又は半径方向外方に延びた１つ又は複数の停止突起を有し、当該停止フランジ（４１）又は当該停止突起は前記スイッチング部材（９）の軸線方向移動を制限するために前記制動部材（７）内又は前記制動接点（７’）内の前記開口（３１）を囲む壁と相互に作用することを特徴とする請求項９のスイッチ。
11. 前記停止領域が前記スイッチング部材（９）の前端部に向かって円すい状に先細となる領域を有し、当該停止領域は、前記自由移動段階において前記スイッチング部材（９）の軸線方向移動を制動するために前記制動部材（７）内又は前記制動接点（７’）内の前記開口（３１）の内周壁と相互に作用し、ここで前記開口（３１）の前記内周壁は前記スイッチング部材（９）の長手軸線方向及び移動方向に関して円すい状に先細に構成され、前記開口（３１）の内周壁の円すい角は望ましくは前記スイッチング部材（９）のテーパ領域の円すい角と同一又はそれよりも大きいことを特徴とする請求項１のスイッチ。
12. 前記停止領域がその外周及び／又は前記開口（３１）の内壁に、構造化部分（７３’，７３’’，７５’，７５’’，７７，７９）を有し、前記スイッチング部材（９）のスイッチング移動の間に前記開口内で係合した停止領域が望ましくは前記制動部材（７）又は前記制動接点（７’）と前記停止領域の溶融を引き起こす材料流れを引き起こすことを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項のスイッチ。
13. 前記停止領域が軸線方向に続く溝部（７３’，７５’）又は軸線方向に続き且つ半径方向外方に延びた突起（７５’’，７５’’）を有し、軸線方向に続くその外表面は、それぞれ、前記スイッチング部材の先端部に向かって先細となる想像上の円すい上に位置し、及び／又は、前記開口（３１）の内壁が軸線方向に続く溝部（７７）又は軸線方向に続き且つ半径方向内方に延びた突起（７９）を有し、それらの軸線方向に続く内面は、それぞれ前記スイッチング部材（９）の移動方向において先細となる想像上の円すい上に位置することを特徴とする請求項１２のスイッチ。
14. 前記停止領域内に軸線方向に移動可能な望ましくは溝付のリング（６９）が配設され、当該リングは、前記停止段階の間に前記スイッチング部材（９）の連続的軸線方向移動によって前記開口（３１）の前記内壁と前記停止領域内の前記スイッチング部材（９）の前記外壁との間で半径方向の増大する接触圧が生じ、それにより前記終端位置に達するまで軸線方向の制動作用が発生するように構成されていると共に、前記制動部材（７）内又は前記制動接点（７’）内の前記開口（３１）と相互に作用することを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項のスイッチ。
15. 前記スイッチング部材（９）の前記停止領域及び前記制動部材（７）又は前記制動接点（７’）の前記開口（３１）が、形状及び材料に関して、前記停止領域の少なくとも一部が前記スイッチング部材（９）の制動の間に前記制動部材（７）又は前記制動接点（７’）と溶融するように構成され、かつ、前記スイッチング部材（９）の制動される運動エネルギに適合されていることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項のスイッチ。
16. 前記スイッチング部材（９）が前記初期位置及び前記終端位置において前記開口（３１）内で１つ又は複数の接点（３，５，７’）を貫通して延び、電気的接続を確立するために前記スイッチング部材（９）の外周面に衝突する複数の弾性的に構成された接続部材が前記各開口（３１）の内壁の内周にわたって分配されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項のスイッチ。
17. 全体的に円形で同心状のスイッチング部材が、全体として又は部分的に平らな組立体になり、この場合、少なくとも接点が、当該平らなスイッチング部材用に相応して同様に設計されていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項のスイッチ。
18. 少なくとも前記スイッチング部材と前記接点が、１つのユニットとして同軸状に構成されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項のスイッチ。
19. 内部に前記スイッチング部材と前記接点が配置された前記ハウジングが、全体的に十分かつ良好に絶縁された材料から作り上げられていることを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項のスイッチ。
20. 内部に前記スイッチング部材と前記接点が配置された前記ハウジングが、全体的又は部分的に、電気的に不十分な絶縁材、例えばグラファイト又は弱電気導電性プラスチックのみから作り上げられていることを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項のスイッチ。
21. 内部に前記スイッチング部材と前記接点が配置された前記ハウジングが、スイッチの始動の間又は後に電位基準を生成してひいては電磁妨害を弱めるか阻止するために、内側は電気的に良好に絶縁されているが表側は良好な電気的導電体である少なくとも１つの層を有するように構成されていることを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項のスイッチ。
22. 内部に前記スイッチング部材と前記接点が配置された前記ハウジングが、固体、ゼラチン質、又は液体の層によって、当該層の特定の誘電体特性、光特性又は温度特性を引き出すために被覆されるか囲まれていることを特徴とする請求項１から２１のいずれか１項のスイッチ。