JP2023528355A - スイッチング装置 - Google Patents

Abstract

スイッチング装置（１００）であって、少なくとも２つの固定接点（２、３）と、スイッチングチャンバ（１１）内の１つの可動接点（４）と、前記スイッチングチャンバ内の少なくとも２つの補助接点（２５）、２つのスプリング接点（３０）及び接触プレート（３１）と、を備え、前記スプリング接点の各々は、第１の接触領域（３０１）で前記補助接点のうちの１つと接触すると共に、第２の接触領域（３０２）を有し、前記接触プレートは、前記可動接点と共に移動可能であり、前記接触プレートは、前記スイッチング装置の第１のスイッチング状態において、前記スプリング接点の前記第２の接触領域と接触し、第２のスイッチング状態において、前記スプリング接点の前記第２の接触領域から隔てられて配置されている、スイッチング装置（１００）が提示される。【選択図】図２Ａ

Description

スイッチング装置が提示される。

スイッチング装置は、特に、電流によって駆動可能で、電磁的に作動する、遠隔操作されるスイッチとして設計されている。スイッチング装置は、制御回路を介して作動させることができ、負荷回路を切り替えることができる。特に、スイッチング装置は、リレーとして又は接触器として、特に電力接触器として、設計され得る。特に好ましくは、スイッチング装置は、ガス充填された電力接触器として設計され得る。

このようなスイッチング装置の、特に電力接触器の１つの可能な用途は、例えば電気的に又は一部電気的に駆動される原動機付き車両のような原動機付き車両における、あるいは、再生可能エネルギーの分野での用途における、バッテリ回路の開放及び切断である。

その安全構成要素としての機能において、例えば接触器は、通常、付加的にモニタリングされ、当該接触器モニタリングは、規格IEC 60947-5-1において規制されている。接触器モニタリングは、例えば、接触器、リレー及びスイッチの最も頻発する故障、すなわち主接点の固着又は溶着を検出することを意図している。接触器付着としても知られるそのような故障は、例えば、負荷下でのスイッチング動作中に接点間に形成され、接触面が互いに溶着されるほどの高温を接触面に引き起こす可能性のあるアークによって、引き起こされる可能性がある。更に、例えば、接点が開位置又は中間状態で機械的にブロックされている場合に、更なる故障状態が検出され得ると、有利である。

典型的な接触器は、いわゆるオーバーストロークシステムとして設計されている。これは、主接点がスイッチングブリッジによって相互接続され、したがって電気的に閉じられた後、閉鎖システムの移動が継続され、主接点に対するスイッチングブリッジの通常はスプリング負荷された圧力が増大することを意味する。接触器付着の場合、このオーバーストロークは再び解消されるが、スイッチングブリッジは少なくとも１つの主接点に付着したままである。したがって、機械システムは中間状態に留まり、開くことも適切に閉じられることもない。

モニタリング又は接触器付着検出は、例えば、接触器の主接点（複数）にわたる電圧測定によって行うことができる。主接点間に電圧がある場合、接触器が開いていることが推測される。電圧がない場合、そこから、接触器が短絡され、したがって閉じられていることが推測されるこの方法は、非常に確実であるが、高電圧電位が負荷される配線を敷設し適切に絶縁しなければならないため、使用において高価でもある。モニタリングは、通常、例えばマイクロコントローラによって制御されるＡＤ変換器などの、ハイレベルシステムによって実行される。

例えば、接触器のスイッチングチャンバ内において、スイッチングブリッジ上の小さなカンチレバーによって操作されるマイクロスイッチを使用することも知られている。カンチレバーは、スイッチングブリッジが主接点に押し付けられる直前に、スイッチを操作する。その際、スイッチは、閉鎖器（押されると閉じる）又は開放器（押されると開く）として設計され得る。それにより、マイクロスイッチの信号は、接触器のスイッチング状態と比較して逆にも設計され得る。この解決策の欠点は、マイクロスイッチが、スイッチングチャンバの内部の主接点の近くに配置されなければならないことにある。これは、時としてアーク消滅に影響を及ぼすか、又は、絶縁の欠点を伴う可能性がある。更に、カンチレバー及びマイクロスイッチによって形成されるモニタリング接点は、予め形成されなければならない。これは、主接点が閉じる前に、モニタリング接点がその状態を変化させることを意味する。これは、付着の際にオーバーストロークが既に限度に達している場合、マイクロスイッチが依然として「閉」状態を表示しなければならないことに起因する。それにより、中間状態又は閉塞は検出され得ない。更なる欠点は、通常のマイクロスイッチの耐用年数にあり、これは、設計に応じて、数十万スイッチングサイクルにしか達し得ない。更に、スイッチに至る導線が敷設されなければならず、これにより、完全に気密封止されたセラミック放電空間の使用が制限される。

更に、例えば特許文献１から、スイッチングブリッジ上のカンチレバーを介して操作される補助スイッチが知られており、例えば２つのオーバーラップする接点が互いに押し付けられ得る。この解決策は、確かに簡便であり、安価であり、ほとんど摩耗しない。しかしながら、当該解決策は、オーバーラップする接点が主接点の間に取り付けられ、それにより絶縁の問題につながり得るという欠点を有する。更に、補助スイッチに至る導線が敷設されなければならず、これにより、完全に気密封止されたセラミック放電空間の使用が制限され又は不可能になる。スイッチング挙動は、依然としてマイクロスイッチのものと同じである。

上述した欠点を回避するために、例えば特許文献２に記載されているように、可動システムの下部、特にスイッチングチャンバの外側に、リードスイッチを開閉することができる磁石を取り付けることも知られている。それにより、検出は、主接点から遠く離れて行われ、検出は、非磁性材料を貫いても行われ得る。更に、この解決策は、気密封止されたセラミック放電空間と関連して容易に使用可能である。スイッチング挙動は、上述した２つのシステムに類似しているが、オーバーラップ領域を正しく調整しなければならないという困難が生じる。なぜなら、指示は磁気的に行われ、ヒステリシス効果も考慮されなければならないからである。更なる欠点は、磁気干渉場及び機械的な衝撃に対するリードスイッチの感受性にある。

これに対する改良として、リードスイッチの代わりにホールセンサを使用することが知られており、その結果、磁気的な検出は、機械的なスイッチによって行われるのではなく、半導体構成要素によって可能になる。それにより、磁気干渉場はもはや役割を果たさず、振動依存性ももはや存在しない。しかしながら、スイッチング挙動は、リードスイッチのものと同様である。

４つのモニタリングスイッチ解決策の全ては、いわゆる「常開」特性を有し、すなわち、モニタリングスイッチは主接点の状態を広範に反映する。しかしながら、信号の反転は、「常閉」を生成せず、「常開ではない」を生成するにすぎない。とりわけ４つの原理の全てに共通するのは、これらの解決策のいずれも、モニタリングされた接触器が確実にかつ完全に開いていることを、確実に信号で知らせることができないことである。しかしながら、そのような要求は、規格IEC 60947-5-1で明文化されており、当該規格は、接触器がアイドル位置にある時にのみモニタリング接点を閉じ、あるいは、閉じられたモニタリング接点を明示する（「常閉」）ような検出を要求している。

そのような解決策は、ガス充填接触器においては、これまで知られていない。

国際公開第２００８／０３３３４９号 特開２０１３－００８６２１号公報

特定の実施形態の少なくとも１つの課題は、スイッチング装置を提示することである。

この課題は、独立請求項による主題によって解決される。当該主題の有利な実施形態及び発展形態は、従属請求項において述べられ、更に以下の記載及び図面から明らかになる。

少なくとも１つの実施形態によれば、スイッチング装置は、少なくとも１つの固定接点と、少なくとも１つの可動接点とを備える。少なくとも１つの固定接点及び少なくとも１つの可動接点は、スイッチング装置に接続可能な負荷回路のオン・オフを切り替えるように意図され調整されている。特に好ましくは、スイッチング装置は、少なくとも２つの固定接点を備え、当該固定接点は、可動接点と共に、スイッチング装置に、特に少なくとも２つの固定接点に接続可能な負荷回路のオン・オフを切り替えるよう調整され意図されている。以下では、スイッチング装置が、大部分において、少なくとも１つの固定接点又は２つの固定接点を有するものとして説明される。しかしながら、固定接点の数は、以下の実施形態において及び以下に記載される特徴に関連して、具体的に言及される数と相違し得る。

可動接点は、スイッチング装置内で、スイッチング装置の非接続状態においては、固定接点から隔てられ、したがって電気的に分離されており、接続状態においては、少なくとも２つの固定接点への機械的な接触を有し、したがって電気的にこれらと接続されているように、スイッチング装置の非接続状態と接続状態との間で移動可能である。したがって、固定接点は、スイッチング装置内で互いに別々に配置されており、可動接点の状態に応じて、可動接点を介して互いに導電的に接続されるか又は互いに電気的に分離されることができる。したがって、接続状態においては、可動接点は、少なくとも１つの接触面で、少なくとも１つの固定接点の少なくとも１つの接触面と接触する。非接続状態、したがって分離された状態における、可動接点、特に可動接点の上述した接触面の、少なくとも１つの固定接点、特に少なくとも１つの固定接点の上述した接触面からの隔たりは、ここ及び以下において、スイッチングギャップとも呼ばれ、最大の移動余地、したがって接点の、特にその接触面間の到達可能な最大距離を示す。例えば２つの固定接点の場合、前述の説明が相応して当てはまる。

更なる実施形態によれば、スイッチング装置はスイッチングチャンバを備え、当該スイッチングチャンバ内には、可動接点及び固定接点が配置されている。可動接点は、特に、完全にスイッチングチャンバ内に配置され得る。固定接点がスイッチングチャンバ内に配置されているということは、特に、少なくとも、接続状態において可動接点と機械的に接触する固定接点の接触領域が、スイッチングチャンバの内部に配置されていることを意味し得る。スイッチング装置によって切り替えられるべき回路の導線の接続のために、スイッチングチャンバ内に配置された固定接点は、外部から、すなわちスイッチングチャンバの外側から、電気的に接触可能であり得る。このために、スイッチングチャンバ内に配置された固定接点は、一部がスイッチングチャンバから突出することができ、スイッチングチャンバの外側において、導線のための接続の可能性を有し得る。したがって、スイッチングチャンバは、好ましくは、固定接点がそれを通ってスイッチングチャンバ内へ突出する開口を備える。固定接点は、例えばスイッチングチャンバの開口内にハンダ付けされ、スイッチングチャンバの内部空間内へ及びスイッチングチャンバから外へ、突出する。

更なる実施形態によれば、スイッチング装置は、スイッチングチャンバ内に配置された少なくとも２つの補助接点を備える。補助接点がスイッチングチャンバ内に配置されているということは、特に、補助接点の少なくとも１つの接触領域がスイッチングチャンバの内部に配置されていることを意味し得る。導線の接続のために、スイッチングチャンバ内に配置された補助接点は、外部から、すなわちスイッチングチャンバの外側から、電気的に接触可能であり得る。このために、スイッチングチャンバ内に配置された補助接点は、一部がスイッチングチャンバから突出することができ、スイッチングチャンバの外側において、導線のための接続の可能性を有し得る。したがって、スイッチングチャンバは、好ましくは、補助接点がそれを通ってスイッチングチャンバ内へ突出する開口を備える。補助接点は、例えばスイッチングチャンバの開口内にハンダ付けされ、スイッチングチャンバの内部空間内へ及びスイッチングチャンバから外へ、突出する。したがって、スイッチングチャンバ内への補助接点の通過は、固定接点の通過に匹敵する、密閉され例えば硬質ハンダ付けされた接続によって行うことができ、これは、好ましくは、共通の製造ステップで、したがって共通の作業工程で行われ得る。

更なる実施形態によれば、スイッチング装置は、スイッチングチャンバ内に配置された少なくとも２つのスプリング接点を備える。更に、スイッチング装置は、スイッチングチャンバ内に配置された接触プレートを備える。特に、スプリング接点及び接触プレートは、完全にスイッチングチャンバ内に配置されている。スプリング接点の各々は、少なくとも１つの第１の接触領域及び１つの第２の接触領域を備える。第１の接触領域によって、スプリング接点の各々は、補助接点のうちの１つと接触しすることができる。特に、スプリング接点の各々は、通常動作において、恒久的に且つスイッチング装置のスイッチング状態とは関係なく、その第１の接触領域によって、補助接点のうちの１つと接触することができる。スプリング接点の第１の接触領域は、特に、直接的に、したがって機械的に、補助接点に接触することができる。

更なる実施形態によれば、接触プレートは、可動接点と共に移動可能である。特に好ましくは、接触プレート及び可動接点は、以下で更に説明される同一の機械的な駆動装置によって一緒に移動させることができる。特に好ましくは、接触プレートは、スイッチング装置の第１のスイッチング状態において、スプリング接点の第２の接触領域と接触し、第２のスイッチング状態において、スプリング接点の第２の接触領域から隔てられて配置されている。第１のスイッチング状態は、特に好ましくは、スイッチング装置の上述した非接続スイッチング状態であることができ、一方、第２のスイッチング状態は、上述した接続状態であることができる。換言すれば、接触プレートは、可動接点が少なくとも１つの固定接点から隔てられている場合にスプリング接点の第２の接触領域に接触することができ、一方、接触プレートは、スイッチング装置の可動接点が少なくとも１つの固定接点と接触している場合にスプリング接点の第２の接触領域から隔てられている。これに代えて、第１のスイッチング状態は、接続スイッチング状態であることも可能であり、一方、第２のスイッチング状態は、非接続状態である。この場合、補助接点を介して可能なスイッチング装置の状態の検出の動作原理は、以下の説明に関して逆に設計されている。

更なる実施形態によれば、スイッチング装置はハウジングを備え、当該ハウジング内には、可動接点、固定接点、並びに、補助接点、スプリング接点及び接触プレートが配置されている。固定接点がハウジング内に配置されているということは、特に、接続状態において可動接点と機械的に接触する固定接点の少なくとも１つの接触領域が、ハウジングの内部に配置されていることを意味し得る。スイッチング装置によって切り替えられるべき回路の導線の接続のために、ハウジング内に配置された固定接点は、外部から、すなわちハウジングの外側から、電気的に接触可能であり得る。このために、ハウジング内に配置された固定接点は、一部がハウジングから突出することができ、ハウジングの外側において、導線のための接続の可能性を有し得る。特に、これは、任意の固定スイッチング接点に当てはまり得る。可動接点は、特に、完全にハウジング内に配置され得る。更に、好ましくは、補助接点も完全にハウジング内に配置され得る。例えばハウジング上の外部電気接続部に導電的に接続されたハウジング内部の導線を介して、補助接点は、外部から接触可能であり得る。代替的に、ハウジング内には、電気配線を介して補助接点と接続された、例えばマイクロコントローラのような電気部品が、存在し得る。マイクロコントローラは、ここでも、ハウジング上の適切な接続部を介して外部から接触可能であり得る。

更なる実施形態によれば、接点は、ハウジング内のガス雰囲気中に配置されている。これは、特に、可動接点、スプリング接点及び接触プレートが完全にハウジング内のガス雰囲気中に配置されており、更に、固定接点の少なくとも一部、例えば固定接点の接触領域、並びに、補助接点の少なくとも一部、例えば補助接点の接触領域が、ハウジング内のガス雰囲気中に配置されていることを意味し得る。それに応じて、スイッチング装置は、特に好ましくは、例えばガス充填接触器のようなガス充填されたスイッチング装置であり得る。ガス雰囲気は、特に、スイッチング動作中に生じ得るアークの消滅を促進することができる。ガス雰囲気のガスは、例えば、特に高圧下の水素及び／又は窒素含有ガスを含むことができ、又はそのようなガスであることができる。好ましくは、ガスは、少なくとも50%のH₂を含むことができる。水素に加えて、ガスは、不活性ガス、特に好ましくはN₂及び／又は１つ又は複数の希ガスを含むことができる。

更なる実施形態によれば、スイッチングチャンバは、ハウジングの内部にある。更に、特にガス、すなわちガス雰囲気の少なくとも一部は、スイッチングチャンバ内にあることができる。

更なる実施形態によれば、可動接点及び接触プレートは、機械的な駆動装置によって移動可能である。機械的な駆動装置は、特に、マグネットアーマチュアを備える。マグネットアーマチュアは、軸を備えることができ、当該軸は、可動接点及び接触プレートが軸によって移動可能であるように、すなわち軸の移動の際に当該軸によって同様に移動されるように、一端において可動接点及び接触プレートと接続されている。軸は、特に、スイッチングチャンバ内の開口を通って、スイッチングチャンバ内へ突出することができる。特に、スイッチングチャンバは、それを通って軸が突出する開口を有するスイッチングチャンバ底部を備えることができる。マグネットアーマチュアは、上述したスイッチング動作をもたらすために、磁気回路によって移動可能であることができる。このために、磁気回路は、開口を有するヨークを備えることができ、当該開口を通じて、マグネットアーマチュアの軸が突出する。磁気回路がスイッチオンされると、マグネットアーマチュア、特にマグネットアーマチュアの磁心は、ヨークに向かって引き寄せられ得る。

更なる実施形態によれば、可動接点及び接触プレートは、電気絶縁接点ホルダに配置されている。接点ホルダは、特に好ましくは、マグネットアーマチュアの軸に配置され固定されていると共に、可動接点及び接触プレートを軸から電気的に絶縁することができる。それにより、可動接点及び接点プレートは、機械的な駆動装置の構成要素から、すなわち特にマグネットアーマチュアの構成要素から電気的に絶縁された状態で、支持され得る。このために、接点ホルダは、電気絶縁材料を含むか又は電気絶縁材料から成ることができる。電気絶縁材料は、ポリマー及びセラミック材料から選択することができ、例えば、特に構造(CH₂O)_nを有するポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ガラス繊維充填ＰＢＴ及び例えばAl₂O₃のような電気絶縁性の金属酸化物から選択され得る。

更なる実施形態によれば、接触プレートは、接点ホルダに固定されている。固定は、例えば、クランプによって行うことができる。特に好ましくは、接点ホルダは、接点ホルダの材料から部分的に再形成されている。接触プレートは、このために、接点ホルダの材料で、例えば改鋳若しくはオーバーモールドされ得る。スプリング接点の第２の接触領域の接触のために、接触プレートの接触領域は、接点ホルダから突出することができる。

スイッチング動作中、マグネットアーマチュア、軸並びに可動接点及び接触プレートは、好ましくは、軸に沿った昇降運動の形態の直線運動で移動する。好ましくは、マグネットアーマチュアの軸及び例えば磁心は、垂直方向において、持ち上げ移動のための移動余地を有し、当該移動余地は、上述したスイッチングギャップよりも大きい。これは、例えば、スイッチオフ状態において、移動ギャップとも呼ばれ得る磁心とヨークとの間のギャップが、スイッチングギャップよりも大きいことにより可能とされ得る。したがって、可動接点を有するマグネットアーマチュアは、可動接点が変位可能に接点ホルダに配置されたオーバーストロークシステムであり得る。更に、接点ホルダに接触スプリングを配置することができ、当該接触スプリングは、可動接点に対して固定接点の方向にスプリング力を及ぼす。可動接点が固定接点に当たる際、したがってスイッチングギャップが完全に閉じられる際、接触スプリングは圧縮されることができ、マグネットアーマチュアは、例えば磁心がヨークに接触するまで、更に移動することができる。例えば、移動ギャップは、スイッチングギャップよりも、１ｍｍ以下だけ、特に好ましくは約０.５ｍｍだけ、大きくすることができる。オーバーストロークによって接触スプリングが圧縮されることにより、可動接点の固定接点への接触圧を高めることができ、振動及び機械的な衝撃に対するある程度の非感受性が達成され得る。

機械的な駆動装置及びスイッチングチャンバの上述した設計によって、補助接点、スプリング接点及び接触プレートが、固定接点、可動接点及び機械的な駆動装置から電気的に絶縁された状態で配置されることが達成され得る。特に、恒久的な絶縁、すなわち、スイッチング装置の通常動作中の、したがって第１及び第２のスイッチング状態中の、並びに、それらの間の移行中の、一貫して保証された絶縁が、達成され得る。

スプリング接点の各々の接触領域のうちの少なくとも１つは、弾性を有するように設計され得る。例えば、各スプリング接点の第１の接触領域は、弾性を有するように設計され、補助接点に対してスプリング力を及ぼすことができる。換言すれば、第１の接触領域は、組み込まれた状態において、補助接点に対して押し付けられ、したがってスプリング力を及ぼすことができる。代替的に又は付加的に、第２の接触領域は、弾性を有するように設計され得る。特に好ましくは、第２の接触領域は、第１のスイッチング状態において、接触プレートに対してスプリング力を及ぼすことができる。その際、第２の接触領域のスプリング力は、接触スプリングのスプリング力よりも小さくすることができる。第２の接触領域の弾性作用により、接触プレートとスプリング接点の第２の接触領域との間の機械的な接触の、振動及び機械的な衝撃に対して高められた非感受性が達成され得る。特に好ましくは、第２の接触領域の接触プレートに対するスプリング力、したがってマグネットアーマチュア、特に接点ホルダに対する対抗圧は、機械的な駆動装置の復帰スプリングを有すると共に、マグネットアーマチュアを接続スイッチング状態から非接続スイッチング状態へ移動させることができる、復帰スプリング力よりも小さくすることができる。特に好ましくは、第２の接触領域の接触プレートに対するスプリング力は、復帰スプリング力の２０％以下であり得る。

特に好ましくは、可動接点は、第１又は第２のスイッチング状態において、上述したように、スイッチングギャップによって固定接点から分離されており、接触プレートは、スイッチング装置が第１のスイッチング状態から第２のスイッチング状態に移行する際、スイッチングギャップの２０％以下の距離を移動した後、スプリング接点の第２の接触領域への機械的な接触を失い得る。それにより、接触プレートとスプリング接点との間の接触が遮断される前に、マグネットアーマチュアが移動しなければならない距離が、非常に小さいことが達成され得る。

軸の主延在方向に対応する可動接点の移動方向、すなわち可動接点の昇降移動の方向は、ここ及び以下では、垂直方向とも呼ばれ得る。固定接点は、長手方向に沿って互いに隣接して配置されており、長手方向は、垂直方向に対して垂直な水平面内にある。可動接点は、例えば板状に形成されることができ、水平面に対して平行な主延在面を有することができる。垂直方向及び長手方向に対して垂直に横方向が定義され、その結果、水平面は、長手方向及び横方向によって張られる。補助接点は、好ましくは横方向に沿って配置され、可動接点は、特に、横方向に沿って補助接点の間に配置され得る。

更なる実施形態によれば、スイッチングチャンバはスイッチングチャンバ壁を有する。スイッチングチャンバ壁は、水平断面図において、すなわち垂直方向に対して垂直な切断面による断面図において、好ましくは、矩形の断面形状、又は、少なくとも矩形に近似した断面形状を有することができる。特に、スイッチングチャンバ壁は、対向する長手方向の側壁部と対向する横方向の側壁部とを有することができ、その結果、水平断面図において、それらの外側及び／又は内側輪郭に関して矩形形状となる。換言すれば、長手方向の側壁部は、実質的に垂直方向及び長手方向に延びることができ、一方、横方向の側部は、実質的に垂直方向及び横断方向に延びることができる。この場合、好ましくは、長手方向の側壁部、横方向の側壁部、並びに、固定接点用の開口及び補助接点用の開口を有するカバー部は、ワンピースで設計されることができ、スイッチングチャンバ壁を形成し得るスイッチングチャンバは、付加的に、スイッチングチャンバ壁と共にスイッチングチャンバを形成するスイッチングチャンバ底部を有することができる。これに代えて、側壁部は、スイッチングチャンバ底部と共にワンピースでも設計され得る。加えて、側壁部は、カバー部なしで且つスイッチングチャンバ底部なしで、スイッチングチャンバ壁を形成することができ、これは、別個に製造されたカバー部及び別個に製造されたスイッチングチャンバ底部と共に、スイッチングチャンバを形成する。

更なる実施形態によれば、スプリング接点の各々は、第１及び第２の接触領域の間に、長手方向の側壁部に沿って延びる接続領域を備える。スプリング接点の各々の第１及び第２の接触領域は、好ましくは、それぞれの長手方向の側壁部から、少なくとも横断方向に沿って、スイッチングチャンバの内部空間内へ、延びることができる。

更なる実施形態によれば、スイッチングチャンバは、少なくとも２つのウェブを備え、その各々は、長手方向において少なくとも２つの固定接点の間に配置されており、その各々は、少なくとも１つの長手方向の側壁部から横方向にスイッチングチャンバ内へと延びている。この場合、ウェブは、長手方向において互いに隔てられている。特に、２つのウェブは、横方向において可動接点を越えて、スイッチングチャンバの内部空間内で、長手方向の側壁部のうちの一方から長手方向の側壁部のうちの他方まで延びることができる。この場合、少なくとも２つのウェブは、それぞれ１つの凹部を備え、当該凹部内において、可動接点が、スイッチング動作中に移動し得る。更に、ウェブは、スイッチングチャンバのカバー部に直接的に接続することができる。特に、ウェブは、スイッチングチャンバのカバー部に沿って、直接的に隣接して延びることができる。ウェブは、特に好ましくは、スイッチングチャンバの側壁部及び／又はカバー部と共に、ワンピースで設計され得る。

少なくとも２つのウェブにより、スイッチングチャンバの内部空間において固定接点間に１つ又は複数の空間を形成することができ、当該空間は、固定接点から少なくとも部分的に分離され、したがって電気的に絶縁されている。そのように形成された少なくとも１つの絶縁された空間内に、したがって長手方向において２つのウェブの間に、特に、補助接点及びスプリング接点が配置され得る。特に好ましくは、補助接点は、２つのウェブの間で、可動接点に対して対称的に、すなわち長手方向及び垂直方向によって張られる対称平面に対して対称的に、配置され得る。更に、スプリング接点も、２つのウェブの間で可動接点に対して対称的に配置され得る。補助接点及び固定接点のそれぞれの間、並びに、スプリング接点及び固定接点のそれぞれの間に、ウェブのうちの少なくとも１つが形成されていることにより、補助接点及びスプリング接点は、固定接点から、少なくとも部分的に絶縁され得る。更に、そのようにして形成された絶縁された空間内に、例えばスイッチングチャンバ内にガス雰囲気を形成するための上述したガスを充填するためのガス充填ノズルのような、更なる付加構成要素が配置され得る。

更なる実施形態によれば、スイッチングチャンバ底部は壁部を有し、当該壁部は、長手方向においてスイッチングチャンバ壁のウェブ間に配置されており、当該壁部の間にはスプリング接点が配置されている。特に、壁部は、ウェブの間に挿入されて配置されることができ、スプリング接点が部分的に配置される中間空間を形成することができる。更に、接触プレートの接触領域は、この中間空間内に配置されることができ、第１のスイッチング動作から第２のスイッチング動作へ及びその逆の変更の際、この中間空間内で移動することができる。スイッチングチャンバ底部の壁部により、上述した少なくとも１つの絶縁された空間が、ウェブと共に形成され得る。

更なる実施形態によれば、補助接点及び／又はスプリング接点及び／又は接触プレートは、銅又は銅合金を含有する材料を含む。特に好ましくは、材料は、CuBe、CuSn₄、CuSn₆から選択され得る。このような材料は、良好な導電性及び低い溶着傾向を示し得る。更に、例えば補助接点は、固定接点と同一の材料を含むことができる。

本明細書に記載されたスイッチング装置では、補助接点は、スプリング接点及び接触プレートにより、第１のスイッチング状態においては電気的に互いに接続され、第２のスイッチング状態においては電気的に互いに分離されることが達成され得る。補助接点間の電気抵抗を測定することによって、特に好ましくは非接続スイッチング状態に対応する第１のスイッチング状態と、特に好ましくは接続スイッチング状態に対応する第２のスイッチング状態とが決定され得る。

更なる利点，有利な実施形態及び発展形態が、以下において図面と関連して記載される実施例から明らかになる。

スイッチング装置の概略図である。 一実施例によるスイッチング装置の一部の概略図である。 一実施例によるスイッチング装置の一部の概略図である 別の実施例によるスイッチング装置の接触プレートの概略図である。 別の実施例によるスイッチング装置のスイッチングチャンバ壁の概略図である。 別の実施例によるスイッチング装置のスイッチングチャンバ壁の概略図である。 別の実施例によるスイッチング装置のスイッチングチャンバ壁の概略図である。 別の実施例によるスイッチング装置のスイッチングチャンバ底部の概略図である。 種々のスイッチング状態におけるスイッチング装置の一部の概略図である。 種々のスイッチング状態におけるスイッチング装置の一部の概略図である。

実施例及び図面において、同一の、同様の、又は、同等に機能する要素には、それぞれ同一の参照符号が付されている可能性がある。図示された要素及びそれらの互いの大きさの比率は縮尺どおりではなく、むしろ、例えば層、部品、部材及び領域のような個々の要素は、より良好な図示の可能性及び／又はより良好な理解のために、誇張して大きく示されている可能性がある。

図１には、例えば、大電流及び／又は高電圧のスイッチングのために使用することができ、リレー又は接触器、特に電力接触器であり得る、スイッチング装置１００の一例が示されている。図１には、垂直な切断面による３次元的な断面図が示されている。図示された幾何学的形状は、例示的なものにすぎず、限定的なものではないと理解されるべきであり、別の態様でも設計され得る。

例示的なスイッチング装置１００は、ハウジング１内に、２つの固定接点２、３と、１つの可動接点４と、を備えている。可動接点４は、接触プレートとして設計されている。固定接点２、３は、可動接点４と共に、スイッチング接点を形成している。図示された接点数に代えて、固定接点及び／又は可動接点の他の数も可能である。ハウジング１は、主として、内部に配置された構成要素のための接触保護として用いられており、例えばＰＢＴ又はガラス繊維充填ＰＢＴのようなプラスチックを含むか又はそれから成っている。固定接点２、３及び／又は可動接点４は、例えば、Ｃｕ、Ｃｕ合金、例えばＷｏ、Ｎｉ及び／又はＣｒのような１つ又は複数の高融点金属、あるいは、上述した材料の混合物、例えば、銅と、Ｗｏ、Ｎｉ及び／又はＣｒなどの少なくとも１つの別の金属との混合物を含むか又はこれらから成ることができる。

図１において、スイッチング装置１００は、可動接点４が固定接点２、３から隔てられたアイドル状態で示されており、したがって、接点２、３、４は電気的に互いに分離されている。スイッチング接点及び特にその幾何学的形状の図示された実施形態は、純粋に例示的なものであり、限定的なものではないと理解されるべきである。代替的に、スイッチング接点を他の態様で設計することもできる。

スイッチング装置１００は、実質的にスイッチング運動を実行する可動のマグネットアーマチュア５を有する機械的な駆動装置を備えている。マグネットアーマチュア５は、例えば強磁性材料を含むか又はそれから成る磁心６を備えている。更に、マグネットアーマチュア５は、磁心６を貫いて導かれ、一方の軸端において強固に磁心６と接続された軸７を備えている。磁心６とは反対側の他方の軸端において、マグネットアーマチュア５は、接触スプリング４０を介して支持されていると共に、同様に軸７と接続された可動接点４を備えている。軸７は、好ましくは、特殊鋼を含めて又は特殊鋼から、製造され得る。可動接点４を軸７から電気的に絶縁するために、ブリッジ絶縁体とも呼ばれ得る電気絶縁接点ホルダ４７が、それらの間に配置され得る。

磁心６は、コイル８によって取り囲まれている。制御回路を介して外部から接続可能なコイル８内の電流は、可動接点４が固定接点２、３と接触するまで、磁心６、したがってマグネットアーマチュア５全体の軸方向の運動を発生させる。図示された例では、マグネットアーマチュアは上方へ移動する。したがって、マグネットアーマチュア５は、図示されたアイドル状態及び同時に分離状態すなわち非接続状態したがってスイッチオフ状態に相当する第１の位置から、アクティブ状態すなわち接続状態したがってスイッチオン状態に相当する第２の位置へ、移動する。アクティブ状態において、接点２、３、４は、電気的に互いに接続されている。

軸７、ひいてはマグネットアーマチュア５を案内するために、スイッチング装置１００はヨーク９を備えており、当該ヨークは、純鉄又は低ドープ鉄合金を含むか、又は、それらから成ることができ、磁気回路の一部を形成している。ヨーク９は、その内部を軸７が案内される開口を備えている。コイル８内の電流が遮断されると、マグネットアーマチュア５は、復帰スプリングとも呼ばれ得る１つ又は複数のスプリング１０によって、再び第１の位置へ移動される。したがって、図示された例では、マグネットアーマチュア５は再び下方へ移動する。スイッチング装置１００は、その際、再び、接点２、３、４が開放されたアイドル状態にある。

マグネットアーマチュア５、ひいては可動接点４の移動方向を、以下では、垂直方向９１とも称する。垂直方向９１に直交する固定接点２，３の配列方向を、以下では、長手方向９２と称する。垂直方向９１に直交し、かつ長手方向９２に直交する方向を、以下では、横方向９３と称する。説明されたスイッチング運動とは無関係に有効な方向９１、９２及び９３は、図において、方向の認識を容易にするために示されている。

例えば接点２、３、４が開放されると、接点２、３、４の接触面に損傷を与える可能性のある少なくとも１つのアークが発生し得る。それにより、接点２、３、４が、アークによって引き起こされる溶着のために互いに「固着」し、もはや互いに分離されない危険性が存在し得る。その際、スイッチング装置１００は、コイル８内の電流がスイッチオフされ、したがって負荷回路が切断されなければならないにもかかわらず、依然としてスイッチオンされた状態にある。このようなアークの発生を防止するために、又は、少なくとも発生するアークの消滅を促進するために、接点２、３、４はガス雰囲気中に配置されており、その結果、スイッチング装置１００は、ガス充填リレー又はガス充填接触器として設計されている。このために、スイッチングチャンバ壁１２及びスイッチングチャンバ底部１３によって形成されたスイッチングチャンバ１１の内部の接点２、３、４は、気密に閉鎖された部分によって形成された気密領域１４内に配置されており、スイッチングチャンバ１１は気密領域１４の一部であり得る。気密領域１４は、実質的に、スイッチングチャンバ１１、ヨーク９及び付加的な壁の一部によって形成される。気密領域１４は、固定接点２、３のうち外部接続のために企図された部分を除いて、マグネットアーマチュア５及び接点２、３、４を完全に取り囲んでいる。気密領域１４、したがってスイッチングチャンバ１１の内部空間１５も、ガスで充填されている。スイッチング装置１００の製造の枠内でガス充填ノズルを通じて気密領域１４内に充填され得るガスは、特に好ましくは、例えば不活性ガス中に20%以上のH₂を含むか、あるいは、100%のH₂を含む、水素含有ガスであることができる。というのは、水素含有ガスは、アークの消滅を促進し得るからである。

スイッチングチャンバ１１の外側には、付加的に、例えば、アークを偏向させるように意図され調整された永久磁石（図示せず）、いわゆるブローアウト磁石が存在していてもよい。特に、ブローアウト磁石は、アーク経路の延長をもたらし、したがって、アークの消滅を改善することができる。

スイッチングチャンバ壁１２及びスイッチングチャンバ底部１３は、例えば、Al₂O₃のような金属酸化物で又はそれから製造され得る。更に、十分に高い温度安定性を有するプラスチック、例えばＰＥＥＫ、ＰＥ及び／又はガラス繊維充填ＰＢＴも好適である。代替的に又は付加的に、スイッチングチャンバ１１は、少なくとも部分的に、特に構造(CH₂O)_nを有するＰＯＭも含むことができる。そのようなプラスチックは、比較的低い炭素含有量及び非常に小さなグラファイト形成傾向によって特徴付けられ得る。特に(CH₂O)_nの場合、炭素と酸素の含有量が同一であることにより、熱によって誘起された、特にアークによって誘起された分解の際、主にガス状のCO及びH₂が発生する可能性がある。付加的な水素は、アーク消滅を強化することができる。

以下の図に関連して、スイッチング状態の検出を可能にするスイッチング装置１００及びその構成要素の実施例が説明されるが、以下の説明によるスイッチング装置は、以下で説明される特徴を除いて、図１に関連して説明されたスイッチング装置と同様に設計され得る。方向及び切断面をより容易に認識するために、以下の図には、方向９１、９２、９３が示されている。

図２Ａ及び２Ｂには、３次元的な断面図及び２次元的な断面図に基づいて、スイッチング装置１００のセクションが示されており、そこには、実質的にスイッチングチャンバ１１の領域が示されている。図２Ａ及び２Ｂの断面図の切断面は、それぞれ長手方向９２に対して垂直である。図２Ｃには、接触プレート３１が示されている。図２Ｄ～２Ｆには、スイッチングチャンバ１１及びスイッチングチャンバ壁１２の様々なビューが示されており、図２Ｇには、スイッチングチャンバ底部１３が示されている。以下の記載は、図２Ａ～２Ｇに同様に関係する。

図１のスイッチング装置と比較して、図２Ａ～２Ｇに示された実施例は、２つの補助接点２５を備えており、当該補助接点２５は、スイッチングチャンバ壁１２の開口１２５内に配置されていると共に、固定接点２、３と同様に、スイッチングチャンバ１１の内部空間１５内に突出している。

横方向９３に沿って配置された補助接点２５の間には、図示された実施例では、ガス充填ノズル２６が配置された別の開口１２６が形成されている。ガス充填ノズル２６は、ガス雰囲気のガスを気密領域内に充填するために使用され得る。充填後は、例えば押し潰すことにより閉鎖され得る。

補助接点２５及びガス充填ノズル２６は、好ましくは、スイッチングチャンバ１１の開口１２５、１２６内にハンダ付けされており、その結果、補助接点２５及びガス充填ノズル２６のスイッチングチャンバ１１内への通過は、固定接点２、３の通過に匹敵する、密閉され例えば硬質ハンダ付けされた接続によって行われる。接点２、３及び補助接点２５並びにガス充填ノズル２６の組み立ては、好ましくは共通の作業工程で行われ得る。

補助接点２５は、完全にハウジング内に配置されている。例えばハウジング上の外部電気接続部に導電的に接続されたハウジング内部の導線２７を介して、補助接点２５は、外部から接触可能であり得る。

更に、スイッチング装置１００は、スイッチングチャンバ１１内に配置された２つのスプリング接点３０及び１つの接触プレート３１を備える。特に、スプリング接点３０及び接触プレート３１は、完全にスイッチングチャンバ１１の内部空間１５内に配置されている。スプリング接点３０の各々は、補助接点２５から接触プレート３１まで延び、少なくとも、第１の接触領域３０１及び第２の接触領域３０２を備える。第１の接触領域３０１によって、スプリング接点３０の各々は、補助接点２５のうちの１つと接触する。特に、スプリング接点３０の各々は、通常動作において、恒久的に且つスイッチング装置１００のスイッチング状態とは関係なく、その第１の接触領域３０１によって、補助接点２５のうちの１つと接触することができる。スプリング接点３０の第１の接触領域３０１は、認識し得るように、直接的に、したがって機械的に、補助接点２５に接触している。

接触プレート３１は、可動接点４と共に移動可能である。このために、接触プレート３１及び可動接点４は、共に、図１に関連して上述した機械的な駆動装置と接続されている。接触プレート３１は、図２Ａ及び２Ｂに示されたスイッチング装置１００の第１のスイッチング状態において、スプリング接点３０の第２の接触領域３０２と接触している。このために、接触プレート３１は、図２Ｃに示されているように、接触領域３１２を備える。第１のスイッチング状態において、スプリング接点３０の第２の接触領域３０２は、接触プレート３１の接触領域３１２と、機械的に、したがって電気的に接触しており、その結果、スプリング接点３０、したがって補助接点２５も、接触プレート３１を介して互いに導電的に接続されている。

以下で更に説明するように、接触プレート３０は、第２のスイッチング状態において、スプリング接点３０の第２の接触領域３０２から隔てられて配置されている。第１のスイッチング状態は、図示された実施例では、上述したスイッチング装置１００の非接続スイッチング状態であり、当該状態において、可動接点４は、固定接点２、３から隔てられており、相応して、可動接点４と固定接点２、３との間にスイッチングギャップが存在する。

可動接点４及び接触プレート３１は、電気絶縁接点ホルダ４７に配置されている。接点ホルダ４７は、軸７が挿入される開口を備えると共に、マグネットアーマチュア５の、したがってスイッチング装置１００の機械的な駆動装置の軸７に固定されている。接点ホルダ４７は、ワンピースで又はマルチピースで形成され得る。

可動接点４と接触プレート３１は、接点ホルダ４７によって、軸７から電気的に絶縁されている。それにより、可動接点４及び接触プレート３１は、機械的な駆動装置の構成要素から、すなわち特にマグネットアーマチュア５の構成要素から電気的に絶縁された状態で、支持されている。接点ホルダは、このために、例えば、特に構造(CH₂O)_nを有するポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ガラス繊維充填ＰＢＴ、及び、例えばAl₂O₃のような電気絶縁金属酸化物のような、ポリマー及びセラミック材料から選択された電気絶縁材料を含むか又はそれらから成る。

接触プレート３１は、接点ホルダ４７に固定されている。固定は、例えばクランプによって、又は図示されているように、特に好ましくは再形成によって、行うことができる。このために、接触プレート３１は、接触ホルダ４７の材料から部分的に再形成、例えば改鋳若しくはオーバーモールドされている。スプリング接点３０の第２の接触領域３０２の接触のために、接触プレート３１の接触領域３１２は、横方向９３に接点ホルダ４７から突出している。

図２Ｃに示されているように、接触プレート３１は、例えばディスク状に形成されていると共に、中央の開口３１３を備え、当該開口３１３を通じて、組み立てられた状態において軸７が突出する。更に、接触プレート３１は、図示されているように、接点ホルダ４７の材料がそこを通って到達することができる固定穴３１４を備えることができ、それにより、接触プレート３１は接点ホルダ４７に固定され、例えばねじれに対して保護され得る。

接点ホルダ４７は、更に、下側ストッパ４７１及び上側ストッパ４７２を備える。接触プレート３１は、第１のスイッチング状態においてスイッチングチャンバ底部１３上に載置され得る下側ストッパ４７１内に配置されている。可動接点４は、第１のスイッチング状態において、上側ストッパ４７２に接触する。可動接点４と下側ストッパ４７１との間には、図１に記載された接触スプリング４０が配置されており、当該接触スプリング４０は、明確にするために図２Ａ及び２Ｂには示されていないが、可動接点４を上側ストッパ４７２に対して、したがって固定接点２、３の方向に、押し付ける。

可動接点４を有するマグネットアーマチュアは、可動接点４が変位可能に接点ホルダ４７に配置されたオーバーストロークシステムである。可動接点４が固定接点２、３に当たる際、したがってスイッチングギャップが完全に閉じられる際、接触スプリングは圧縮されることができ、マグネットアーマチュアは、例えば磁心がヨークに接触するまで、更に移動することができる。例えば、マグネットアーマチュアは、１ｍｍ以下の、特に好ましくは約０.５ｍｍの距離だけ、垂直方向９１において可動接点４よりも更に上方へ移動することができる。オーバーストロークによって接触スプリングが圧縮されることにより、可動接点４の固定接点２、３への接触圧を高めることができ、振動及び機械的な衝撃に対するある程度の非感受性が達成され得る。

スイッチングチャンバ壁１２は、特に図２Ｄ～２Ｆにおいて認識され得るように、水平断面図において、矩形の断面形状、又は、図示されているように例えば丸みを帯びた角を有し得る、少なくとも矩形に近似した断面形状を有する。スイッチングチャンバ壁１２は、対向する横方向の側壁部１２１と、対向する長手方向の側壁部１２２とを有し、これらが少なくとも近似された矩形形状をもたらす。横方向の側壁部１２１、長手方向の側壁部１２２、並びに、固定接点２、３のための開口１２０並びに補助接点２５及びガス充填ノズル２６のための開口１２５、１２６を備えるカバー部１１９は、図示された実施例で示されているように、ワンピースで形成されており、スイッチングチャンバ壁１２を形成する。これに代えて、側壁部１２１、１２２は、スイッチングチャンバ底部１３と共にワンピースでも形成され得る。加えて、側壁部１２１、１２２は、カバー部なしで且つスイッチングチャンバ底部なしで、スイッチングチャンバ壁１２を形成することができ、これは、次いで、別個に製造されたカバー部及び別個に製造されたスイッチングチャンバ底部１３と共に、スイッチングチャンバ１１を形成することができる。特に好ましくは、スイッチングチャンバ壁１２は、前述したセラミック材料から形成されている。

スプリング接点３０の各々は、第１及び第２の接触領域３０１、３０２の間に、接続領域３０３を備え、当該接続領域３０３は、図２Ａ及び２Ｂにおいて認識され得るように、長手方向の側壁部１２２に沿って延びる。スプリング接点３０の各々の第１及び第２の接触領域３０１、３０２は、好ましくは、それぞれの長手方向の側壁部１２２から、少なくとも横断方向９３に沿って、スイッチングチャンバ１１の内部空間１５内へ延びることができる。

スプリング接点３０及び／又は接触プレート３１は、好ましくは、銅又は銅合金を含有する材料を含む。特に好ましくは、当該材料は、CuBe、CuSn₄、CuSn₆から選択され得る。このような材料は、良好な導電性及び低い溶着傾向を示し得る。補助接点２５は、固定接点２、３について上述した材料から、又は、スプリング接点３０及び／又は接触プレート３１について説明した材料から、形成され得る。

スプリング接点３０は、好ましくは、図示されているようにテープ状に、特に金属テープとして、形成されている。スプリング接点３０の各々の接触領域３０１、３０２のうちの少なくとも１つは、弾性を有するように形成され得る。例えば、各スプリング接点３０の第１の接触領域３０１は、弾性を有するように形成され、補助接点２５に対してスプリング力を及ぼすことができる。したがって、第１の接触領域３０１は、組み立てられた状態において補助接点２５を押圧し、したがってスプリング力を及ぼすことができる。

更に、代替的に又は付加的に、第２の接触領域３０２は、弾性を有するように形成されている。特に好ましくは、第２の接触領域３０２は、第１のスイッチング状態において、スプリング力を、接触プレート３１に対して、特にその接触領域３１２に対して及ぼす。第２の接触領域３０２の弾性作用により、接触プレート３１とスプリング接点３０の第２の接触領域３０２との間の機械的な接触の、振動及び機械的な衝撃に対して高められた非感受性が達成され得る。特に好ましくは、第２の接触領域３０２の接触プレート３１に対するスプリング力、したがってマグネットアーマチュア、特に接点ホルダ４７に対する対抗圧は、マグネットアーマチュアを接続状態から非接続状態へ移動させる、機械的な駆動装置の復帰スプリングの復帰スプリング力よりも小さくすることができる。特に好ましくは、第２の接触領域３０２の接触プレート３１に対するスプリング力は、復帰スプリング力の２０％以下であり得る。

特に図２Ｄ及び２Ｅにおいて認識され得るように、スイッチングチャンバ１１は、少なくとも２つのウェブ１２３を備え、その各々は、長手方向９２において少なくとも２つの固定接点２、３の間に配置されており、その各々は、少なくとも１つの長手方向の側壁部１２２から横方向９３にスイッチングチャンバ１１内へと延びている。ウェブ１２３は、長手方向９２において互いに隔てられている。特に、ウェブ１２３は、横方向９３において可動接点４を越えて、スイッチングチャンバ１１の内部空間１５内で、長手方向の側壁部１２２のうちの一方から長手方向の側壁部１２２のうちの他方まで延びている。更に、ウェブ１２３は、それぞれ１つの凹部１２４を備え、当該凹部１２４内において、可動接点４が、スイッチング動作中に移動し得る。図示されているように、ウェブ１２３は、好ましくは直接的に、スイッチングチャンバ壁１２のカバー部１１９に接続することができる。特に、ウェブ１２３は、スイッチングチャンバ１１に沿って、かつ、カバー部１１９に直接的に隣接して、延びることができる。ウェブ１２３は、特に好ましくは、スイッチングチャンバ１１の側壁部１２２及びカバー部１１９と共に、ワンピースで形成されている。

ウェブ１２３により、固定接点２、３の間に内部空間１５内の１つの領域が形成され、当該領域は、固定接点２、３によって、少なくとも部分的に分離され、したがって電気的に絶縁されている。そのように形成された絶縁された空間１２７内には、補助接点２５、スプリング接点３０及びガス充填ノズル２６が配置されている。

特に好ましくは、補助接点２５は、２つのウェブ１２３の間で可動接点４に対して対称的に配置されている。相応して、スプリング接点３０も、２つのウェブ１２３の間で可動接点４に対して対称的に配置されている。補助接点２５及び固定接点２、３のそれぞれの間、並びに、スプリング接点３０及び固定接点２、３のそれぞれの間に、ウェブ１２３のうちの少なくとも１つが形成されていることにより、補助接点２５及びスプリング接点３０は、固定接点２、３から、少なくとも部分的に絶縁されている。

図２Ｇに示されているように、特に好ましくはＰＯＭから形成されているスイッチングチャンバ底部１３は、軸７が通過するための開口１３１を有する底板１３０を備える。底板１３０の縁部を少なくとも部分的に囲むように、スイッチングチャンバ底部１３は側壁部１３２を備え、当該側壁部１３２は、スイッチングチャンバ１１を組み立てる際、スイッチングチャンバ壁１２の側壁部１２１、１２２へと続くことができる。底板１３０は、少なくとも開口１３１の周りのいくつかの領域において、接点ホルダ４７の下側ストッパ４７１のための対抗ストッパとして機能することができる。機械的な安定化のために、底板１３０は、図示されているように、例えば交差するウェブを備えることもできる。

更に、スイッチングチャンバ底部１３は、開口１３１の両側に壁部１３３を備え、それらは、スイッチングチャンバ壁１２のウェブ１２３の間で長手方向９２に沿って互いに隣接して配置されていると共に、それらの間に、スプリング接点３０が配置されている。特に、壁部１３３は、ウェブ１２３の間に挿入されて配置されており、スプリング接点３０が部分的に配置される中間空間を形成する。スプリング接点３０を固定するために、図２Ｇにおいて認識され得るように、壁部１３３に固定溝１３４が存在し得る。更に、接触プレート３１の接触領域３１２は、この空中間間内に配置されており、第１のスイッチング動作から第２のスイッチング動作へ及びその逆の変更の際、この中間空間の内部で垂直方向９１に移動する。

図３Ａ及び３Ｂには、図２Ａのビューに対応するスイッチング装置１００のセクションが、示されている。図３Ａでは、スイッチング装置１００が、図２Ａと同様に第１のスイッチング状態で示されているが、図３Ｂのスイッチング装置００は、第２のスイッチング状態で示されている。図３Ａ及び３Ｂに示されたスイッチング装置１００の構成要素及び特徴は、前の図に関連して説明された構成要素及び特徴に対応する。したがって、明確にするために、図３Ａ及び３Ｂには、更なる参照符号は示されていない。

可動接点は、第１のスイッチング状態では、上述したように、スイッチングギャップによって固定接点から分離されており、その結果、スイッチング装置１００は、非接続スイッチング状態にあり、一方、接触プレートは、スプリング接点の第２の接触領域に、したがって補助接点にも、電気的に接触した状態にある。それにより、補助接点は、互いに導電的に接続されている。第２のスイッチング状態では、可動接点及び接触プレートは、マグネットアーマチュアによって上方へ、固定接点の方向に押されている。特に、可動接点は、固定接点に電気的に接続されており、その結果、スイッチング装置は、接続スイッチング状態にある。それに反して、接触プレートは、スプリング接点から電気的に絶縁されており、その結果、補助接点も電気的に互いに絶縁されている。したがって、例えば、補助接点の間の電気抵抗の抵抗測定は、スイッチング装置のスイッチング状態の検出を可能にする。

スプリング接点の第２の接触領域は、スイッチング装置が第１のスイッチング状態から第２のスイッチング状態に移行する際、接触プレートが、スイッチングギャップの２０％以下である距離を移動した後に、スプリング接点の第２の接触領域との機械的な接触を失うように設計されている。それにより、接触プレートとスプリング接点との間の接触が遮断される前に、マグネットアーマチュアが第１のスイッチング状態から第２のスイッチング状態への途中で移動しなければならない距離は、非常に小さい。スプリング接点の第２の接触領域は、特に好ましくは、それらが、マグネットアーマチュアひいては接触プレートがマグネットアーマチュアの下側ストッパまで下降する際に接触プレートの接触領域と接触する際、約０.５ｍｍ押し下げられ、相応して、マグネットアーマチュアひいては接触プレートが対応する距離の後に接触プレートとの接触を失うように形成され、上方に曲げられている。

機械的な駆動装置がスイッチオフされ、スイッチング装置が第１のスイッチング状態に戻るべきであるにもかかわらず、付着又は機械的な故障により、可動接点が接続状態であり続ける場合、接触プレートは、スプリング接点の第２の接触領域から隔てられたままとなり、その結果、補助接点において、第１のスイッチング状態は読み取られない。これはまた、オーバーストロークを考慮に入れると可能である。なぜなら、マグネットアーマチュアは接触プレートと共に、スイッチングチャンバ底部の方向に、厳密には可動接点と比較してある距離だけ下方へ落ちるが、接触プレートとスプリング接点の第２の接触領域との間の距離は、依然として、補助接点の間に一義的に導電的な接続が生成されないほど十分に大きいからである。衝撃による機械的な影響は、機械的な駆動装置及び可動接点の特性に従い、これは、補助接点の互いに対する電気的な接触が、可動接点が加速によって固定接点から取り外された後にも、不完全な開放を正確に示すことを意味する。このように、ここで説明されるスイッチング装置は、「確実に開かれた」状態の確実な検出を可能にし、これを、密閉されたスイッチングチャンバから信号を検出し導くための簡易な機構と組み合わせる。

更なる利点は、非常に安価な製造にある。なぜなら、配線も集積回路も必要としないからである。更に、検出に対する磁気的な影響はあり得ない。更に、スイッチング状態の検出は、主接点から遠く離れて、すなわち固定接点及び可動接点から遠く離れて行われ、その結果、絶縁に関して又はスイッチングアークによる破壊のリスクに関して、問題は生じない。

規格IEC 60947-5-1に準拠する具現化は、この形態において、「スイッチング装置が閉じられ得ない」状態、すなわち、可動システムが開位置でブロックされている状態の検出を可能にする。スイッチング装置の上部が破壊された場合にも、スイッチング装置が非接続状態に移行されたか否かの検出が行われる。

図面に関連して記載された特徴及び実施例は、全ての組み合わせが明示的に記載されていなくても、更なる実施例に従って互いに組み合わせることができる。更に、図面に関連して記載された実施例は、代替的に又は付加的に、一般的な部分の記載による更なる特徴を有することができる。

本発明は、実施例に基づく記載によって、これらに限定されない。むしろ、本発明は、全ての新しい特徴、及び、特に特許請求の範囲における全ての特徴の組み合わせを含む全ての特徴の組み合わせを、たとえ当該特徴又は組み合わせ自体が特許請求の範囲又は実施例において明示的に提示されていない場合であっても、含む。

１ ハウジング
２、３ 固定接点
４ 可動接点
５ マグネットアーマチュア
６ 磁心
７ 軸
８ コイル
９ ヨーク
１０ スプリング
１１ スイッチングチャンバ
１２ スイッチングチャンバ壁
１３ スイッチングチャンバ底部
１４ 気密領域
１５ 内部空間
２５ 補助接点
２６ ガス充填ノズル
２７ 導線
３０ スプリング接点
３１ 接続プレート
４０ 接触スプリング
４７ 接点ホルダ
９１ 垂直方向
９２ 長手方向
９３ 横方向
１００ スイッチング装置
１１９ カバー部
１２０ 開口
１２１ 横方向の側壁部
１２２ 長手方向の側壁部
１２３ ウェブ
１２４ 凹部
１２５ 補助接点のための開口
１２６ ガス充填ノズルのための開口
１２７ 空間
１３０ 底板
１３１ 開口
１３２ 側壁部
１３３ 壁部
３０１、３０２ 接触領域
３０３ 接続領域
３１２ 接触領域
３１３ 開口
３１４ 固定穴
４７１、４７２ ストッパ

Claims (19)

1. スイッチング装置（１００）であって、
   - スイッチングチャンバ（１１）内の少なくとも２つの固定接点（２、３）及び１つの可動接点（４）と、
   - 前記スイッチングチャンバ内の少なくとも２つの補助接点（２５）、２つのスプリング接点（３０）及び接触プレート（３１）と、を備え、
   - 前記スプリング接点の各々は、第１の接触領域（３０１）で前記補助接点と接触すると共に、第２の接触領域（３０２）を有し、
   - 前記接触プレートは、前記可動接点と共に移動可能であり、
   - 前記接触プレートは、前記スイッチング装置の第１のスイッチング状態において、前記スプリング接点の前記第２の接触領域と接触し、第２のスイッチング状態において、前記スプリング接点の前記第２の接触領域から隔てられて配置されている、スイッチング装置。
2. 前記固定接点は、長手方向（９２）に沿って互いに隣接して配置されており、前記補助接点は、横方向（９３）に沿って互いに隣接して配置されている、請求項１に記載のスイッチング装置。
3. 前記可動接点及び前記接触プレートを移動させるための機械的な駆動装置を備え、前記駆動装置は、前記可動接点及び前記接触プレートが配置される軸（７）を有するマグネットアーマチュア（５）を備える、請求項１又は２に記載のスイッチング装置。
4. 前記可動接点及び前記接触プレートは、電気絶縁接点ホルダ（４７）に配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
5. 前記接触プレートは前記接点ホルダに固定されている、請求項４に記載のスイッチング装置。
6. 前記可動接点は、変位可能に前記接点ホルダに配置されている、請求項４又は５に記載のスイッチング装置。
7. 前記第２の接触領域は、前記第１のスイッチング状態において、前記接触プレートに対してスプリング力を及ぼす、請求項１～６のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
8. 前記接点ホルダには、前記可動接点に対して前記固定接点の方向にスプリング力を及ぼす接触スプリング（４０）が配置されており、前記第２の接触領域の前記スプリング力は、前記接触スプリングの前記スプリング力よりも小さい、請求項７に記載のスイッチング装置。
9. 前記可動接点は、前記第１又は第２のスイッチング状態において、スイッチングギャップによって前記固定接点から分離されており、前記接触プレートは、前記スイッチング装置が前記第１のスイッチング状態から前記第２のスイッチング状態に移行する際、前記スイッチングギャップの２０％以下の距離を移動した後、前記スプリング接点の前記第２の接触領域への機械的な接触を失う、請求項１～８のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
10. 前記スプリング接点の前記第１の接触領域（３０１）の各々は、前記補助接点のうちの１つに対してスプリング力を及ぼす、請求項１～９のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
11. 前記スイッチングチャンバ（１１）は、互いに対向する横方向の側壁部（１２１）及び互いに対向する長手方向の側壁部（１２２）を有するスイッチングチャンバ壁（１２）を備え、
    前記スプリング接点の各々は、前記第１及び第２の接触領域の間に、長手方向の側壁部に沿って延びる接続領域（３０３）を備える、請求項１～１０のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
12. 前記補助接点、前記スプリング接点及び前記接触プレートは、前記固定接点、前記可動接点及び前記機械的な駆動装置から、電気的に絶縁された状態で配置されている、請求項１～１１のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
13. 前記スイッチングチャンバ（１１）は、互いに対向する横方向の側壁部（１２１）及び互いに対向する長手方向の側壁部（１２２）を有するスイッチングチャンバ壁（１２）を備え、
    前記スイッチングチャンバは、前記長手方向に沿って少なくとも２つの前記固定接点の間に配置された少なくとも２つのウェブ（１２３）を備え、その各々は、少なくとも１つの長手方向の側壁部から横方向に前記スイッチングチャンバ内へと延びる、請求項１～１２のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
14. 前記ウェブの各々は、横方向において前記可動接点を越えて、前記長手方向の側壁部のうちの一方から前記長手方向の側壁部のうちの他方まで延び、前記ウェブの各々は凹部（１２４）を備え、前記凹部内において、前記可動接点が、スイッチング動作中に移動し得る、請求項１３に記載のスイッチング装置。
15. 長手方向において、前記２つのウェブの間に、前記補助接点及び前記スプリング接点が配置されている、請求項１４に記載のスイッチング装置。
16. 前記スイッチングチャンバは、壁部（１３３）を有するスイッチングチャンバ底部（１３）を備え、前記壁部（１３３）は前記ウェブの間に配置されており、前記壁部（１３３）の間には前記スプリング接点が配置されている、請求項１３～１５のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
17. 前記補助接点及び／又は前記スプリング接点及び／又は前記接触プレートは、銅又は銅合金を含有する材料を含む、請求項１～１６のいずれか１項に記載のスイッチング装置。
18. 前記材料は、CuBe、CuSn₄、CuSn₆から選択されている、請求項１７に記載のスイッチング装置。
19. 前記スイッチングチャンバ内には、H₂を含有するガスが含まれている、請求項１～１８のいずれか１項に記載のスイッチング装置。

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