Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SWITCH DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/201806
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a switch device (100) that comprises at least two stationary contacts (2, 3) and a movable contact (4) in a switching chamber (11), said switching chamber (11) having a switching chamber wall (12), and each of the stationary contacts (2, 3) projecting into said switching chamber (11) through a respective opening (122) in the switching chamber wall (12), wherein, on an inner side (121) of the switching chamber (11) which faces the movable contact (4), a continuous surface region (123) is formed in the switching chamber wall (12) between the openings (122) and is occluded by the stationary contacts (2, 3).

Inventors:
WERNER, Frank (Phöbener Steig 12A, Berlin, 13591, DE)
HOFFMANN, Robert (Paulsenstr. 23, Berlin, 12163, DE)
Application Number:
EP2019/059545
Publication Date:
October 24, 2019
Filing Date:
April 12, 2019
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
TDK ELECTRONICS AG (Rosenheimer Str. 141 e, München, 81671, DE)
International Classes:
H01H50/54; H01H1/20; H01H50/02
Foreign References:
DE102013210195A12014-12-04
EP2549498A12013-01-23
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (Schloßschmidstr. 5, München, 80639, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Schaltvorrichtung (100), aufweisend zumindest zwei

feststehende Kontakte (2, 3) und einen beweglichen

Kontakt (4) in einer Schaltkammer (11), wobei

die Schaltkammer (11) eine Schaltkammerwand (12) aufweist, jeder der feststehenden Kontakte (2, 3) durch eine jeweilige Öffnung (122) in der Schaltkammerwand (12) in die

Schaltkammer (11) hineinragt und

auf einer dem beweglichen Kontakt (4) zugewandten Innenseite (121) der Schaltkammer (11) in der Schaltkammerwand (12) zwischen den Öffnungen (122) ein durchgehender

Oberflächenbereich (123) ausgebildet ist, der von den feststehenden Kontakten (2, 3) abgeschattet ist.

2. Schaltvorrichtung (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Oberflächenbereich (123) zumindest durch einen Teil eines Grabens (124) gebildet ist, der von den feststehenden Kontakten (2, 3) aus gesehen einen

Hinterschnitt bildet.

3. Schaltvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei der

Graben (124) einen eckigen Querschnitt aufweist.

4. Schaltvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei der

Graben (124) einen wellenförmigen Querschnitt aufweist.

5. Schaltvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Graben (124) eine Breite B und einen Tiefe T aufweist mit B < T.

6. Schaltvorrichtung (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei gilt: 2 ·B < T.

7. Schaltvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 5 und 6, wobei B größer oder gleich 0,5 mm und kleiner oder gleich 2 mm ist.

Schaltvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei T größer oder gleich 1 mm und kleiner oder gleich 4 mm ist.

9. Schaltvorrichtung (100) nach einem der vorherigen

Ansprüche, wobei der Oberflächenbereich (123) zwischen zumindest zwei sich über die Innenseite (121) der Schaltkammer (11) erstreckenden dammförmigen Erhebungen (125) angeordnet ist.

10 Schaltvorrichtung (100) nach einem der vorherigen

Ansprüche, wobei der Oberflächenbereich (123)

symmetrisch zu den feststehenden Kontakten (2, 3) angeordnet ist.

11. Schaltvorrichtung (100) nach einem der vorherigen

Ansprüche, wobei die Schaltkammerwand (12) eine

Metalloxidkeramik oder einen Kunststoff aufweist.

12. Schaltvorrichtung (100) nach einem der vorherigen

Ansprüche, wobei in der Schaltkammer (11) ein Gas (14) enthalten ist, das fh enthält.

13. Schaltvorrichtung (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Gas einen Anteil von zumindest 50% H2

aufweist .

Description:
Beschreibung

Schalt V orrichtung

Es wird eine Schaltvorrichtung angegeben.

Die Schaltvorrichtung ist insbesondere als ein durch

elektrisch leitenden Strom betreibbarer, elektromagnetisch wirkender, fernbetätigter Schalter ausgebildet. Die

Schaltvorrichtung kann über einen Steuerstromkreis aktiviert werden und kann einen Laststromkreis schalten. Insbesondere kann die Schaltvorrichtung als Relais oder als Schütz, insbesondere als Leistungsschütz, ausgebildet sein. Besonders bevorzugt kann die Schaltvorrichtung als gasgefüllter

Leistungsschütz ausgebildet sein.

Eine mögliche Anwendung von derartigen Schaltvorrichtungen, insbesondere von Leistungsschützen, ist das Öffnen und

Trennen von Batteriestromkreisen, beispielsweise in

Kraftfahrzeugen wie etwa elektrisch oder teilelektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen. Diese können beispielsweise rein batteriebetriebene Fahrzeuge (BEV: „Battery Electric

Vehicle") , über eine Steckdose oder Ladestation aufladbare Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEV: „Plug-in Hybrid Electric

Vehicle") und Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV: „Hybrid Electric Vehicle") sein. Dabei werden in der Regel sowohl der Plus- als auch der Minuskontakt der Batterie mit Hilfe eines

Leistungsschützes getrennt. Diese Auftrennung erfolgt im Regelbetrieb beispielsweise im Ruhezustand des Fahrzeuges sowie auch im Falle einer Störung wie etwa einem Unfall oder ähnlichem. Dabei ist es die Hauptaufgabe des

Leistungsschützes, das Fahrzeug spannungsfrei zu schalten und den Stromfluss zu unterbrechen. Das Lebensende von derartigen Schaltern ist in der Regel erreicht, wenn der Schalter im geöffneten Zustand keinen ausreichenden Isolationswiderstand mehr aufweist.

Üblicherweise gilt ein Schalter als ausgefallen, wenn im offenen Zustand ein Widerstand von 50 MW unterschritten wird. Bei Systemspannungen von beispielsweise 900 V können so bereits Leistungen im Milliwatt-Bereich am

Isolationswiderstand anfallen.

Eine häufige Ursache für die Reduktion des

Isolationswiderstandes kann eine Erosion von

Kontaktmaterialien im Inneren des Schalters sein, da bei den Schaltvorgängen durch Schaltlichtbögen die Materialien der Kontakte abgetragen werden können. Diese lagern sich dann an den Innenwänden ab und bilden leitfähige Beläge, die zu einer Überbrückung der Schaltkontakte führen können.

Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, eine Schaltvorrichtung anzugeben, besonders bevorzugt eine Schaltvorrichtung, bei der beschriebene Nachteile verhindert oder zumindest verringert werden können.

Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß dem

unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte

Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstands sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor .

Gemäß einer Ausführungsform weist eine Schaltvorrichtung zumindest zwei feststehende Kontakte und zumindest einen beweglichen Kontakt auf. Die zumindest zwei feststehenden Kontakte und der zumindest eine bewegliche Kontakt sind dazu vorgesehen und eingerichtet, einen an die Schaltvorrichtung und insbesondere an die zumindest zwei feststehenden Kontakte anschließbaren Laststromkreis ein- und auszuschalten. Der bewegliche Kontakt ist in der Schaltvorrichtung entsprechend derart zwischen einem nicht-durchschaltenden Zustand und einem durchschaltenden Zustand der Schaltvorrichtung

bewegbar, dass der bewegliche Kontakt im nicht- durchschaltenden Zustand der Schaltvorrichtung von den zumindest zwei feststehenden Kontakten beabstandet und damit galvanisch getrennt ist und im durchschaltenden Zustand einen mechanischen Kontakt zu den zumindest zwei feststehenden Kontakten aufweist und damit galvanisch mit diesen verbunden ist. Die zumindest zwei feststehenden Kontakte sind somit voneinander getrennt in der Schaltvorrichtung angeordnet und können je nach Zustand des beweglichen Kontakts durch den beweglichen Kontakt elektrisch leitend miteinander verbunden oder elektrisch voneinander getrennt sein. Die feststehenden Kontakte und/oder der bewegliche Kontakt können

beispielsweise mit oder aus Cu, einer Cu-Legierung, einem oder mehreren hochschmelzenden Metallen wie beispielsweise Wo, Ni und/oder Cr, oder einer Mischung von genannten

Materialien, beispielsweise von Kupfer mit zumindest einem weiteren Metall, beispielsweise Wo, Ni und/oder Cr, sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die

Schaltvorrichtung eine Schaltkammer auf, in dem der

bewegliche Kontakt und die zumindest zwei feststehenden

Kontakte angeordnet sind. Der bewegliche Kontakt kann

insbesondere vollständig in der Schaltkammer angeordnet sein. Dass ein feststehender Kontakt in der Schaltkammer angeordnet ist, kann insbesondere bedeuten, dass zumindest ein

Kontaktbereich des feststehenden Kontakts, der im durchschaltenden Zustand in mechanischem Kontakt zum

beweglichen Kontakt steht, innerhalb der Schaltkammer

angeordnet ist. Zum Anschluss einer Zuleitung eines durch die Schaltvorrichtung zu schaltenden Stromkreises kann ein in der Schaltkammer angeordneter feststehender Kontakt von außen, also von außerhalb der Schaltkammer, elektrisch kontaktierbar sein. Hierzu kann ein in der Schaltkammer angeordneter feststehender Kontakt mit einem Teil aus der Schaltkammer herausragen und außerhalb der Schaltkammer eine

Anschlussmöglichkeit für eine Zuleitung aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die

Schaltvorrichtung ein Gehäuse auf, in dem der bewegliche Kontakt und die zumindest zwei feststehenden Kontakte

angeordnet sind. Der bewegliche Kontakt kann insbesondere vollständig im Gehäuse angeordnet sein. Dass ein

feststehender Kontakt im Gehäuse angeordnet ist, kann

insbesondere bedeuten, dass zumindest ein Kontaktbereich des feststehenden Kontakts, der im durchschaltenden Zustand in mechanischem Kontakt zum beweglichen Kontakt steht, innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Zum Anschluss einer Zuleitung eines durch die Schaltvorrichtung zu schaltenden Stromkreises kann ein im Gehäuse angeordneter feststehender Kontakt von außen, also von außerhalb des Gehäuses, elektrisch

kontaktierbar sein. Hierzu kann ein im Gehäuse angeordneter feststehender Kontakt mit einem Teil aus dem Gehäuse

herausragen und außerhalb des Gehäuses eine

Anschlussmöglichkeit für eine Zuleitung aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Kontakte in einer Gasatmosphäre im Gehäuse angeordnet. Das kann

insbesondere bedeuten, dass der bewegliche Kontakt

vollständig in der Gasatmosphäre im Gehäuse angeordnet ist und dass weiterhin zumindest Teile der feststehenden

Kontakte, etwa die Kontaktbereiche der feststehenden

Kontakte, in der Gasatmosphäre im Gehäuse angeordnet sind.

Die Schaltvorrichtung kann entsprechend besonders bevorzugt eine gasgefüllte Schaltvorrichtung wie etwa ein gasgefülltes Schütz sein. Die Gasatmosphäre kann insbesondere eine

Löschung von Lichtbögen, die während der Schaltvorgänge entstehen können, fördern. Das Gas der Gasatmosphäre kann bevorzugt einen Anteil von zumindest 50% H2 aufweisen.

Zusätzlich zum Wasserstoff kann das Gas ein inertes Gas aufweisen, besonders bevorzugt N2 und/oder eines oder mehrere Edelgase .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform befindet sich die

Schaltkammer innerhalb des Gehäuses. Weiterhin kann sich insbesondere das Gas, also zumindest ein Teil der

Gasatmosphäre, in der Schaltkammer befinden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der bewegliche

Kontakt mittels eines Magentankers bewegbar. Der Magnetanker kann hierzu insbesondere eine Achse aufweisen, die an einem Ende mit dem beweglichen Kontakt derart verbunden ist, dass der bewegliche Kontakt vermittels der Achse bewegbar ist, also bei einer Bewegung der Achse durch diese ebenfalls bewegt wird. Die Achse kann insbesondere durch eine Öffnung in der Schaltkammer in die Schaltkammer hineinragen.

Insbesondere kann die Schaltkammer einen Schaltkammerboden aufweisen, der eine Öffnung aufweist, durch die die Achse hindurchragt. Der Magnetanker kann durch einen magnetischen Kreis bewegbar sein, um die vorab beschriebenen

Schaltvorgänge zu bewirken. Hierzu kann der magnetische Kreis ein Joch aufweisen, das eine Öffnung aufweist, durch die die Achse des Magnetankers hindurch ragt. Die Achse kann bevorzugt Edelstahl aufweisen oder daraus sein. Das Joch kann bevorzugt Reineisen oder eine niedrig dotierte Eisenlegierung aufweisen oder daraus sein. Die

Schaltkammer, also insbesondere die Schaltkammerwand und/oder der Schaltkammerboden, kann zumindest teilweise bevorzugt eine Metalloxidkeramik wie beispielsweise AI 2 O 3 oder einen Kunststoff aufweisen oder daraus sein. Als Kunststoffe eignen sich insbesondere solche mit einer ausreichenden

Temperaturfestigkeit. Beispielsweise kann die Schaltkammer als Kunststoff Polyetheretherketon (PEEK) , ein Polyethylen (PE) und/oder glasgefülltes Polybutylenterephthalat (PBT) aufweisen. Weiterhin kann die Schaltkammer zumindest

teilweise auch ein Polyoxymethylen (POM) , insbesondere mit der Struktur (CPhO)^ aufweisen. Ein solcher Kunststoff kann sich durch einen vergleichsweise geringen Kohlenstoffanteil und eine sehr geringe Neigung zur Graphitbildung auszeichnen. Durch die gleichen Anteile von Kohlenstoff und Sauerstoff insbesondere bei (CH 2 0) n können bei einer Wärme- und

insbesondere einer Lichtbogen-induzierten Zersetzung

überwiegend gasförmiges CO und H 2 entstehen. Der zusätzliche Wasserstoff kann die Bogenlöschung verstärken.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Schaltkammer eine Innenseite auf, die dem beweglichen Kontakt zugewandt ist. Insbesondere weist die Schaltkammerwand eine

entsprechende Innenseite auf, die dem beweglichen Kontakt zugewandt ist. Der Schaltkammerboden weist ebenfalls eine entsprechende Innenseite auf, die dem beweglichen Kontakt zugewandt ist. Die Innenseite der Schaltkammerwand und die Innenseite des Schaltkammerbodens können zusammen zumindest einen Teil und bevorzugt die gesamte Innenseite der

Schaltkammer bilden. Im Bereich der Öffnungen, durch die die feststehenden

Kontakte in die Schaltkammer ragen, grenzt die Innenseite der Schaltkammerwand an die feststehenden Kontakte an. Bilden sich elektrisch leitende Ablagerungen auf der Innenseite, beispielsweise durch Abtrag von Kontaktmaterial, kann sich prinzipiell eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den feststehenden Kontakten bilden. Um dies zu vermeiden weist die Schaltkammer auf der dem beweglichen Kontakt zugewandten Innenseite der Schaltkammer in der Schaltkammerwand zwischen den Öffnungen einen durchgehenden Oberflächenbereich auf, der von den feststehenden Kontakten abgeschattet ist. Dies bedeutet insbesondere, dass es keinen Punkt des

abgeschatteten Oberflächenbereichs gibt, der über eine gerade Verbindung durch das Innere der Schaltkammer mit irgendeinem Punkt auf den Oberflächen der feststehenden Kontakte

verbindbar ist. Material, das von den Kontakten während eines Lichtbogens abgetragen werden kann, kann somit den

abgeschatteten Oberflächenbereich nicht direkt erreichen und sich somit nicht auf diesem niederschlagen . Dass der

abgeschattete Oberflächenbereich durchgehend ist, kann insbesondere bedeuten, dass jeder mögliche Pfad zwischen den feststehenden Kontakten über die Innenseite der

Schaltkammerwand, der bei einer entsprechenden Beschichtung mit leitfähigem Material einen Kriechstrompfad bilden würde, durch den Oberflächenbereich unterbrochen ist, so dass sich trotz Materialniederschlag auf der Innenseite der

Schaltkammerwand kein durchgehender Kriechstrompfad auf der Innenseite zwischen den feststehenden Kontakten ausbilden kann .

Insbesondere kann der abgeschattete Oberflächenbereich zumindest durch einen Teil eines Grabens gebildet sein, der von den feststehenden Kontakten aus gesehen einen Hinterschnitt bildet. Durch den Hinterschnitt wird somit die abschattende Wirkung erreicht. Der abgeschattete

Oberflächenbereich kann zumindest einen Teil einer

Bodenfläche des Grabens oder auch die gesamte Bodenfläche aufweisen oder dadurch gebildet sein. Weiterhin kann der Graben Grabenwände aufweisen, die zumindest einen Teil des abgeschatteten Oberflächenbereichs bilden können.

Der Graben kann beispielsweise einen eckigen Querschnitt aufweisen. Beispielsweise kann der Querschnitt rechteckig sein. Weiterhin kann der Graben auch einen wellenförmigen Querschnitt aufweisen. Ein Graben mit wellenförmigem

Querschnitt kann aufgrund fehlender Kanten eine erleichterte Herstellung mit sich bringen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Graben eine Breite B und eine Tiefe T auf. Insbesondere kann B < T und besonders bevorzugt 2 ·B < T gelten. Mit anderen Worten ist der Graben bevorzugt tiefer als breit und besonders bevorzugt mehr als doppelt so tief wie breit. Beispielsweise kann B größer oder gleich 0,5 mm und kleiner oder gleich 2 mm sein. Weiterhin kann T größer oder gleich 1 mm und kleiner oder gleich 4 mm sein.

Der Oberflächenbereich kann in Relation zum umliegenden

Bereich der Innenseite der Schaltkammerwand versenkt

ausgebildet sein, also als Bereich eines rinnenförmigen, versenkten Grabens. Weiterhin kann der Oberflächenbereich auch zwischen zumindest zwei sich über die Innenseite der Schaltkammer erstreckenden dammförmigen Erhebungen angeordnet sein . Besonders bevorzugt kann der Oberflächenbereich symmetrisch zu den feststehenden Kontakten angeordnet sein. Dies kann insbesondere bedeuten, dass der Oberflächenbereich mittig und somit gleich beabstandet zwischen den feststehenden Kontakten angeordnet ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der

Schaltkammerboden einen durchgehenden abgeschatteten

Oberflächenbereich auf, der eines oder mehrere der vorab beschriebenen Merkmale für den Oberflächenbereich der

Schaltkammerwand aufweisen kann. Insbesondere können der abgeschattete Oberflächenbereich der Schaltkammerwand und der abgeschattete Oberflächenbereich des Schaltkammerbodens einen zusammenhängenden abgeschatteten Oberflächenbereich bilden, so dass sich auf der Innenseite der Schaltkammer zwischen den feststehenden Kontakten kein durchgehender Kriechstrompfad ausbilden kann.

Durch den durchgehenden abgeschatteten Oberflächenbereich kann das Problem der Bildung eines leitfähigen Belages gelöst werden, da der Oberflächenbereich durch einen nicht

bedampfbaren Hinterschnitt in der Schaltkammer gebildet wird. Dieser ist besonders bevorzugt umlaufend in der Kammer angeordnet und trennt die beiden feststehenden Kontakte wirksam auch bei Bedampfung der Innenseite der Schaltkammer .

Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und

Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in

Verbindung mit den Figuren beschriebenen

Ausführungsbeispielen .

Es zeigen: Figuren 1A und 1B schematische Darstellungen eines Beispiels für eine Schaltvorrichtung,

Figuren 2A bis 2C schematische Darstellungen einer

Schaltkammerwand und einer Schaltvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und

Figuren 3A und 3B schematische Darstellungen einer

schaltkammerwand einer Schaltvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.

In den Figuren 1A und 1B ist eine Schaltvorrichtung 100 gezeigt, die beispielsweise zum Schalten starker elektrischer Ströme und/oder hoher elektrischer Spannungen eingesetzt werden kann und die ein Relais oder Schütz, insbesondere ein Leistungsschütz, sein kann. In Figur 1A ist eine

dreidimensionale Schnittdarstellung gezeigt, während in Figur 1B eine zweidimensionale Schnittdarstellung dargestellt ist. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich gleichermaßen auf die Figuren 1A und 1B. Die gezeigten Geometrien sind nur exemplarisch und nicht beschränkend zu verstehen und können auch alternativ ausgebildet sein. Die Schaltvorrichtung 100 weist in einem Gehäuse 1 zwei feststehende Kontakte 2, 3 und einen beweglichen Kontakt 4 auf. Der bewegliche Kontakt 4 ist als Kontaktplatte

ausgebildet. Die feststehenden Kontakte 2, 3 bilden zusammen mit dem beweglichen Kontakt 4 die Schaltkontakte . Das Gehäuse 1 dient vornehmlich als Berührschutz für die im Inneren angeordneten Komponenten und weist einen Kunststoff auf oder ist daraus, beispielsweise PBT oder Glas-gefülltes PBT . Die Kontakte 2, 3, 4 können beispielsweise mit oder aus Cu, einer Cu-Legierung oder einer Mischung von Kupfer mit zumindest einem weiteren Metall, beispielsweise Wo, Ni und/oder Cr, sein .

In den Figuren 1A und 1B ist die Schaltvorrichtung 100 in einem Ruhezustand gezeigt, in dem der bewegliche Kontakt 4 von den feststehenden Kontakten 2, 3 beabstandet ist, so dass die Kontakte 2, 3, 4 galvanisch voneinander getrennt sind.

Die gezeigte Ausführung der Schaltkontakte und insbesondere deren Geometrie sind rein beispielhaft und nicht beschränkend zu verstehen. Alternativ können die Schaltkontakte auch anders ausgebildet sein. Beispielsweise kann es möglich sein, dass nur einer der Schaltkontakte feststehend ausgebildet ist .

Die Schaltvorrichtung 100 weist einen beweglichen Magnetanker 5 auf, der im Wesentlichen die Schaltbewegung vollzieht. Der Magnetanker 5 weist einen magnetischen Kern 6 auf,

beispielsweise mit oder aus einem ferromagnetischen Material. Weiterhin weist der Magnetanker 5 eine Achse 7 auf, die durch den magnetischen Kern 6 geführt ist und an einem Achsenende fest mit dem magnetischen Kern 6 verbunden ist. Am anderen, dem magnetischen Kern 6 gegenüberliegenden Achsenende weist der Magnetanker 5 den beweglichen Kontakt 4 auf, der ebenfalls mit der Achse 7 verbunden ist. Die Achse 7 kann bevorzugt mit oder aus Edelstahl gefertigt sein.

Der magnetische Kern 6 ist von einer Spule 8 umgeben. Ein von außen aufschaltbarer Stromfluss in der Spule 8 erzeugt eine Bewegung des magnetischen Kerns 6 und damit des gesamten Magnetankers 5 in axialer Richtung, bis der bewegliche

Kontakt 4 die feststehenden Kontakte 2, 3 kontaktiert. Der Magnetanker 5 bewegt sich somit von einer ersten Position, die dem Ruhezustand und gleichzeitig dem trennenden, also nicht-durchschaltendem Zustand entspricht, in eine zweite Position, die dem aktiven, also durchschaltenden Zustand entspricht. Im aktiven Zustand sind die Kontakte 2, 3, 4 galvanisch miteinander verbunden. In einer anderen

Ausführungsform kann der Magnetanker 5 alternativ auch eine Drehbewegung ausführen. Der Magnetanker 5 kann insbesondere als Zuganker oder Klappanker ausgebildet sein. Wird der Stromfluss in der Spule 8 unterbrochen, wird der Magnetanker 5 durch eine oder mehrere Federn 10 wieder in die erste

Position bewegt. Die Schaltvorrichtung 100 befindet sich dann wieder im Ruhezustand, in dem die Kontakte 2, 3, 4 geöffnet sind .

Beim Öffnen der Kontakte 2, 3, 4 kann ein Lichtbogen

entstehen, der die Kontaktflachen beschädigen kann. Dadurch kann die Gefahr bestehen, dass die Kontakte 2, 3, 4 durch eine durch den Lichtbogen hervorgerufene Verschweißung aneinander „kleben" bleiben und nicht mehr voneinander getrennt werden. Um die Entstehung derartiger Lichtbögen zu verhindern oder wenigstens um die Löschung von auftretenden Lichtbögen zu unterstützen, sind die Kontakte 2, 3, 4 in einer Gasatmosphäre angeordnet, so dass die Schaltvorrichtung 100 als gasgefülltes Relais oder gasgefüllter Schütz ausgebildet ist. Hierzu sind die Kontakte 2, 3, 4 innerhalb einer Schaltkammer 11, gebildet durch eine Schaltkammerwand 12 und einen Schaltkammerboden 13, in einem hermetisch abgeschlossenen Teil des Gehäuses 1 angeordnet. Das Gehäuse 1 und insbesondere der hermetisch abgeschlossene Teil des

Gehäuses 1 umgibt den Magnetanker 5 und die Kontakte 2, 3, 4 vollständig. Der hermetisch abgeschlossene Teil des Gehäuses

I und damit auch die Schaltkammer 11 sind mit einem Gas 14 gefüllt. Das Gas 14, das durch einen Gasfüllstutzen 15 im Rahmen der Herstellung der Schaltvorrichtung 100 eingefüllt werden kann, kann besonders bevorzugt Wasserstoff-haltig sein, beispielsweise mit 50% oder mehr H2 in einem inerten Gas oder sogar mit 100% H 2 , da Wasserstoff-haltiges Gas die Löschung von Lichtbögen fördern kann. Weiterhin können innerhalb oder außerhalb der Schaltkammer 11 sogenannte

Blasmagnete (nicht gezeigt) vorhanden sein, also

Permanentmagnete, die eine Verlängerung der Lichtbogenstrecke bewirken und somit das Löschen der Lichtbögen verbessern können. Die Schaltkammerwand 12 und der Schaltkammerboden 13 können beispielsweise mit oder aus einem Metalloxid wie etwa AI2O3 gefertigt sein. Weiterhin eignen sich auch Kunststoffe mit einer ausreichend hohen Temperaturfestigkeit,

beispielsweise ein PEEK, ein PE und/oder ein glasgefülltes PBT . Alterntiv oder zusätzlich kann die Schaltkammer 11 zumindest teilweise auch ein POM, insbesondere mit der

Struktur (CH 2 0) n , aufweisen.

In den Figuren 1A und 1B ist eine herkömmliche Schaltkammer

II gezeigt. Durch Lichtbögen, die während der Schaltvorgänge auftreten, kann eine Erosion von Kontaktmaterial auftreten, das sich auf der Innenwand der Schaltkammer 11 absetzen kann und dort einen leitfähigen Belag bilden kann. Hierdurch kann der Isolationswiderstand zwischen den feststehenden Kontakten 2, 3 herabgesetzt werden, was letztendlich zum Ausfall der Schaltvorrichtung führen kann.

In Verbindung mit den Figuren 2A bis 2C ist ein

Ausführungsbeispiel für eine Schaltkammerwand 12 einer

Schaltvorrichtung 100 gezeigt, mit der sich das beschriebene Problem vermeiden lässt. In den Figuren 2A und 2B sind die Schaltkammerwand 12 in einer dreidimensionalen Ansicht sowie ein Ausschnitt dieser gezeigt. In Figur 2C ist ein Ausschnitt der Schaltvorrichtung 100 gezeigt. Die nachfolgende

Beschreibung bezieht sich gleichermaßen auf die Figuren 2A bis 2C. Komponenten und Merkmale der Schaltvorrichtung 100, die in Verbindung mit den Figuren 2A bis 2C nicht gezeigt und/oder beschrieben werden, können wie in Verbindung mit den Figuren 1A und 1B beschrieben ausgebildet sein.

Die Schaltkammerwand 12 weist eine Innenseite 121 auf, die einen Teil der Innenseite der Schaltkammer bildet. Der in den Figuren 2A bis 2C nicht gezeigte Schaltkammerboden weist eine entsprechende Innenseite auf. In der Schaltkammerwand 12 sind Öffnungen 122 vorhanden, durch die die feststehenden Kontakte 2, 3 in die Schaltkammer ragen. Zwischen den Öffnungen 122 und somit zwischen den feststehenden Kontakten 2, 3 ist ein durchgehender Oberflächenbereich 123 ausgebildet, der von den feststehenden Kontakten 2, 3 abgeschattet ist.

In Figur 2C ist rein beispielhaft ein Materialabtragbereich 20 zwischen den Kontakten 2 und 4 angedeutet, in dem durch einen Lichtbogen Kontaktmaterial erodiert wird. Der Pfeil 21 deutet beispielhaft einen entsprechenden Materialabtrag an, durch den sich Kontaktmaterial auf der Innenseite 121 absetzen kann. Um zu vermeiden, dass sich Kontaktmaterial entlang einem durchgehenden Pfad zwischen den Öffnungen 122 ablagern kann, ist der abgeschattete Oberflächenbereich 123 derart ausgebildet, dass jede mögliche Verbindung zwischen den Öffnungen 123 über die Innenseite 121 unterbrochen ist. Der abgeschattete Oberflächenbereich 123 erstreckt sich somit durchgehend von einem Rand der Innenseite 121 der

Schaltkammerwand 12 zu einem anderen Rand und wird zumindest durch einen Teil eines Grabens 124 gebildet, der von den feststehenden Kontakten 2, 3 aus gesehen einen Hinterschnitt bildet, durch den die abschattende Wirkung erreicht wird. Der abgeschattete Oberflächenbereich 123 kann zumindest einen Teil einer Bodenfläche des Grabens 124 oder auch die gesamte Bodenfläche aufweisen oder dadurch gebildet sein. Darüber hinaus kann der Graben 124 Grabenwände aufweisen, die

zumindest einen Teil des abgeschatteten Oberflächenbereichs

123 bilden können. Wie in Figur 2A erkennbar ist, ist der Oberflächenbereich 123 bevorzugt symmetrisch zu den Öffnungen 122 und somit symmetrisch zu den feststehenden Kontakten 2, 3 angeordnet. Dies kann insbesondere bedeuten, dass der

Oberflächenbereich 123 mittig und somit gleich beabstandet zwischen den feststehenden Kontakten angeordnet ist.

Wie in Figur 2B zu erkennen ist, weist der Graben 124 im gezeigten Ausführungsbeispiel einen eckigen Querschnitt, insbesondere einen rechteckigen Querschnitt, auf. Der

Oberflächenbereich 123 ist zwischen zumindest zwei sich über die Innenseite 121 der Schaltkammerwand 12 erstreckenden dammförmigen Erhebungen 125 angeordnet. Der Zwischenraum zwischen den dammförmigen Erhebungen bildet den Graben 124. Alternativ oder zusätzlich kann der Oberflächenbereich 123 auch in Relation zum umliegenden Bereich der Innenseite 121 der Schaltkammerwand 12 versenkt ausgebildet sein, also als Bereich eines rinnenförmigen, versenkten Grabens. Der Graben

124 weist eine Breite B und eine Tiefe T auf. Insbesondere gilt B < T und besonders bevorzugt 2 ·B < T, wodurch eine wirkungsvolle Abschattung erreicht werden kann.

Beispielsweise kann B größer oder gleich 0,5 mm und kleiner oder gleich 2 mm sein. Weiterhin kann T größer oder gleich 1 mm und kleiner oder gleich 4 mm sein.

Zusätzlich zur gezeigten Schaltkammerwand 12 kann auch der Schaltkammerboden der Schaltkammer einen durchgehenden abgeschatteten Oberflächenbereich aufweisen, der vorab beschriebene Merkmale aufweisen kann.

In den Figuren 3A und 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Schaltkammerwand 12 in einer dreidimensionalen

Ansicht und in einem Ausschnitt gezeigt. Im Vergleich zum vorherigen Ausführungsbeispiel ist der Graben 124 mit einem wellenförmigen Querschnitt ausgebildet. Im Vergleich zu einem Graben mit eckigem Querschnitt kann ein Graben mit

wellenförmigem Querschnitt leichter herstellbar sein, insbesondere wenn ein Formverfahren zur Herstellung der

Schaltkammerwand 12 verwendet wird.

Die Schaltkammerwand 12 kann im gezeigten Ausführungsbeispiel beispielsweise Außenmaße mit einer Länge von etwa 54 mm, einer Breite von etwa 24 mm und einer Höhe von etwa 25 mm aufweisen. Die den abgeschatteten Bereich bildende Struktur, die in Figur 3B vergrößert dargestellt ist, kann bevorzugt eine vorab beschriebene Breite B und Tiefe T aufweisen, beispielsweise können B etwa 1 mm und T etwa 1,4 mm oder mehr betragen. Die Gesamtbereite G der Struktur kann

beispielsweise etwa 6 mm betragen, die Krümmungsradien RI am Boden des Grabens 124 etwa 0,5 mm und der Krümmungsradius R2 der dammförmigen Erhebung 125 etwa 1 mm. Die angedeuteten Winkel und ß können beispielsweise 10° und 30° betragen. Die in den in Verbindung mit den Figuren beschriebenen

Merkmale und Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren

Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen explizit beschrieben sind.

Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren

beschriebenen Ausführungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen .

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Bezugs zeichenliste

1 Gehäuse

2, 3 feststehender Kontakt

4 beweglicher Kontakt

5 Magnetanker

6 magnetischer Kern

7 Achse

8 Spule

9 Joch

10 Feder

11 Schaltkammer

12 Schaltkämmerwand

13 Scha1tkämmerboden

14 Gas

15 Gasfüllstutzen

20 Materialabtragbereich 21 Materialabtrag

100 SchaltVorrichtung 121 Innenseite

122 Öffnung

123 Oberflächenbereich

124 Graben

125 dammförmige Erhebung , ß Winkel

B Breite

G Gesamtbreite

RI, R2 Radius

T Tiefe