保护开关

技术领域

本发明涉及一种具有被引入到主电流路径内的机械开关的保护开关。此外，本发明还涉及一种具有保护开关的交通工具。

背景技术

越来越多的交通工具，如商用车辆，即公共汽车或载重车辆(LKW)，具有一个或多个电动马达作为主驱动器，主驱动器被直接用于前进运动。为了运行一个或多个电动马达通常设置有高压电池，借助高压电池提供处于400V至800V之间水平的直流电压。在运行中，高压电池与电动马达之间传导的电流在此达到数10A。

在发生故障时，例如在发生短路或事故的情况下，有必要将高压电池与交通工具的另外的组成部分(如电动马达)进行电隔离。为此，通常考虑使用保护开关，保护开关具有被引入到高压电池与电动马达之间存在的主电流路径中的开关。保护开关在此以如下方式设计，即，在借助主电流路径传导的电流超过特定的极限值时，开关被操纵，从而中断电流流动。

例如，设置半导体开关作为开关。然而，在该半导体开关的情况下，在运行期间将出现相对较高的电耗，这减少了效率，并因此缩短了交通工具的续航能力。对此替选地，设置(机械的)继电器作为开关，继电器具有固定接触部和能相对固定接触部运动地被支承的运动接触部。在此，运动接触部大多接驳至接触桥上，接触桥借助充当电磁体的电线圈来驱动。由于该原因使得惯性增大，从而使开关具有相对缓慢的切换时间。为了避免这种情况有可能的是，考虑使用具有相对较高匝数的电线圈，然而这导致制造成本的提高。以此方式，使得作用于接触桥上的力也相对较高，因而增加了机械负荷。

发明内容

本发明任务在于说明一种特别适当的保护开关和一种特别适当的交通工具，其中，有利地提高了安全性和/或减少了制造成本、以及减少了负载且减少了运行中出现的损耗。

根据本发明，关于保护开关该任务通过权利要求1的特征来解决，并且关于交通工具通过权利要求10的特征来解决。有利改进方案和设计方案是各自的从属权利要求的主题。

保护开关尤其用于用确保电线路和/或如设备的部件的安全，即提供保护。换而言之，保护开关因而是线路保护开关或设备保护开关。

保护开关具有主电流路径，机械开关被引入到主电流路径中。在此，在运行中借助主电流路径传导电流，和/或使该主电流路径上存在电压，其中，在发生故障时，即当需要确保安全时，应当尤其中断经由主电流路径的电流流动。优选地，主电流路径至少部分借助电轨形成，电轨例如由金属，优选是铜，例如纯铜或例如黄铜的铜合金制成。适宜地，保护开关具有至少两个接口，借助接口，使得主电流路径在装配状态下与另外的部件相连。这些接口例如彼此结构相同或不同，并且例如分别是螺接接口或插塞接口。

在下文中尤其也被简称为开关的机械开关具有固定接触部和运动接触部，运动接触部接驳至以能相对固定接触部运动方式被支承的接触桥上。因此，运动接触部也以能相对于固定接触部运动方式被支承，即借助接触桥以能运动方式被支承。例如，运动接触部被牢固焊接在接触桥上，并且例如与该接触桥成一体。对此替选地，运动接触部由与接触桥的材料不同的材料制成。例如，固定接触部是固定保持的，并且因而其定位是刚性的。对此替选地，固定接触部的定位也是可变的，并且该固定接触部例如借助另外的桥或其他机械的给定条件以能运动的方式被支承。

优选地，保护开关包括例如由塑料制成的壳体，并且固定接触部和运动接触部都布置在壳体内部。在此，接触桥适宜地借助铰链或其他轴承，例如滑动轴承，支承在壳体内上。在改进方案中，借助壳体自身形成引导部，接触桥借助该引导部来支承。固定接触部特别优选刚性地布置在壳体上，或至少能相对于壳体不运动的方式布置，因而简化了设计结构。接触桥例如与主电流路径的刚性(可能的)电轨直接机械相连，并因而尤其与可能的接口之一相连。在此为了以能运动方式被支承，接触桥适宜地以能摆动方式被支承。

然而，特别优选地，接触桥借助冲压弯曲件或其他金属条形成，并且以能横向移动的方式被支承。适宜地，在此在接触桥上接驳有另外的运动接触部。适宜地，给另外的运动接触部配属有另外的固定接触部，并且在接触桥运动时，尤其是视接触桥的运动方向而定，适当地在运动接触部与固定接触部之间以及在另外运动接触部与另外的固定接触部之间建立或取消机械接触。

总而言之，当运动接触部与固定接触部之间存在机械接触，则机械开关闭合且导电。当运动接触部借助接触桥与固定接触部保持间隔，则开关断开且不导电。因而，开关视接触桥的定位(状态)而定，要么处于断开状态要么处于闭合状态，或者例如处于两者之间的定位。在该定位中，运动接触部与固定接触部之间的间距不是最大的，然而它们之间不存在机械贴合。开关例如包括锁定部或其他卡锁部，借助它们将接触桥锁定在断开或闭合状态。换而言之，开关因此设计为单稳态或双稳态。如果锁定仅在其中一种状态下，那么其例如是闭合或断开状态。基于锁定/卡锁部，使得需要施加力来带引接触桥，即用来操纵开关，从而排除了例如由于保护开关振动而引起(机械)开关被意外操纵。

保护开关还包括驱动器，驱动器与接触桥作用连接。借助操纵驱动器有可能的是，将接触桥从两个定位中的至少一个定位运动进入到另外的定位中，即闭合或断开的定位中。换而言之有可能的是，借助操纵驱动器来切换开关。

驱动器具有第一驱动单元和第二驱动单元，它们尤其能彼此独立运行或者是彼此独立运行的，或者至少依赖于不同的给定条件/状况而被激活，从而使接触桥运动。在此，第一驱动单元借助控制回路通电。换而言之，为了给第一驱动单元供电而设置有控制回路，借助控制回路因而馈电第一驱动单元。特别优选地，控制回路与主电流路径电隔离，从而在主电流路径发生故障情况下防止对控制回路产生反作用。因而，使得对第一驱动单元的通电基本上可以不受干扰地进行。控制回路例如经由主电流路径馈电，尤其借助变压器馈电。在一个改进方案中，控制回路借助独立能源馈电，并且保护开关为此尤其具有另外的接口，这些另外的接口例如被引入到保护开关的可能的壳体中。适宜地，控制回路具有不同于利用主电流路径传导的电压电平或至少是电势不同的电压电平。尤其是在此，控制回路以较低电压运行。因此简化了保护开关的设计结构。

第二驱动单元与被引入到主电流路径内的电阻元件(电)并联。因而有可能的是，第二驱动单元借助经由主电流路径传导的电流通电。这在此尤其是当通过电阻元件下降的电压高于通过第二驱动单元下降的电压时实施。在此，适宜地，电阻元件如下选定/构建/设计，即，在正常情况下，通过电阻元件下降的电压低于通过第二驱动单元下降的电压，优选低了数倍。因而借助主电流路径传导的电流基本上仅借助电阻元件传导。

然而在发生故障情况下优选的是，通过第二驱动单元下降的电压低于通过电阻元件下降的电压，从而对第二驱动单元通电。因而在发生故障情况下，即例如在发生过载或过电流情况下，借助第二驱动单元来影响接触桥的定位。

基于两个驱动单元，使得无论是否发生故障情况，都有可能操纵保护开关，从而扩大应用范围。适宜地，借助第一驱动单元提供的力相对较小，从而在其运行时切换时间相对缓慢，然而其中，机械负载减少。因而有可能的是，考虑使用功率相对较弱的第一驱动单元，因此减少了制造成本。如果发生故障情况，借助第一驱动单元能引起接触桥的运动并且因而能断开机械开关。然而，第二驱动单元也起到支持性作用。适宜地，在此第二驱动单元如下设计，即，在发生故障情况下施加相对较大的力，该力尤其大于借助第一驱动单元提供的力。因此，保护开关具有相对较小的切换时间，因而提高了安全性。尤其基于借助主电流路径传导的相对较大的电流能实现提供增大的力。在此，在正常运行中优选基本上不借助第二驱动单元传导电流，电流在此情况下适宜地仅仅或者至少大部分借助电阻元件传导。因而在(正常)运行中出现的(电)损耗相对较低。也基于两个驱动单元，使得在其中一个发生故障时仍能实现断开机械开关，因而提高了安全性。换而言之，形成冗余，其中，例如即使控制回路失效时也仍然能够实现安全断离。

总而言之，借助两个驱动单元能够实现的是，将相对较大的力施加到机械开关上，从而使该机械开关被相对明显加速。因此，在发生故障情况下机械开关的切换时间适当地也加速。然而也有可能的是，机械开关仅用其中一个驱动单元操纵，例如尤其是第一驱动单元或者第二驱动单元，从而减少了电负载和机械负载以及能量需求。因此，增大了保护开关的应用范围，并使该保护开关例如即使在正常运行时也被考虑用于中断电流，其中，仅其中一个驱动单元被通电。反之，在发生故障情况下使用两个驱动单元操纵开关。因而减少了必要的构件的数量。在此，基于机械开关，使得保护开关的电阻相对较低，从而在保护开关运行时不出现或者仅出现相对较小的电耗。借助保护开关也能够实现电隔离，因而提高了安全性。借助电阻元件在此确保，第二驱动单元不连续被通电，因而同样减少了电耗。

保护开关优选被设计成用于中断直流电，并且例如是仅单向的或尤其优选是双向的。适当地，保护开关具有另外的主电流路径，其中，在主电流路径与另外的主电流路径之间在运行时存在电压。另外的主电流路径例如与搭铁电连接，或者保护开关具有被引入到另外的主电流路径内的另外的机械开关，另外的机械开关借助相应的驱动器操纵。因而进一步提高安全性。特别优选地，能借助保护开关切换的最大电压高于100V、200V或500V。例如，能借助保护开关切换的最大电压低于3500V或3000V。保护开关分别适用，尤其是被设置且设立用于此。例如，保护开关别设置成用于切换1000V的电压，和/或切换属100A的电流，及，例如200A、400A、600A或800A。保护开关适宜地分别使用，尤其被设立用于此。

特别优选地，保护开关用于交通工具中，尤其是被用在传导直流电的具载电网中。尤其优选的是，保护开关是交通工具的高压具载电网的组成部分，并尤其用于保护高压电池和/或交通工具的尤其进行驱动的电动马达的安全。交通工具例如是船舶、小艇或飞行器。然而特别优选地，交通工具是陆基的并且例如是轨道引导的。交通工具在此情况下例如是内燃机车、火车头、列车或有轨电车。替选地，交通工具能与轨道等无关地运动。适宜地，交通工具是乘用车辆(Pkw)或者特别优选的是商用车辆，例如公共汽车或者载重车辆(Lkw)。替选地，保护开关用于工业领域，并且例如在装配状态下是工业设施的组成部分。

适当地，保护开关具有手动开关，其与机械开关、优选与接触桥作用连接。借助手动开关适当地有可能的是，将机械开关带引到特定的状态，例如闭合状态或断开状态。例如，基于布置在机械开关与手动开关之间的机械机构，使得不可能使机械开关被带引到相应其他。然而，特别优选有可能的是，借助手动开关使得机械开关不仅转移至闭合状态而且也转移至断开状态。总而言之，保护开关因而也能手动操纵，从而尤其有可能的是，复位保护开关。替选或者组合地，例如借助保护开关有可能的是，手动阻止例如可能的交通工具的运行。

适当地，保护开关包括另外的机械机构，其作用于机械开关上，并且借助其可以复位机械开关。尤其地，为此可以设置驱动器或者另外的驱动器。因而在触发保护开关之后也能够实现复位，从而使保护开关重新传导电流。为此，适宜地无需采取人工行动。

例如向接触桥加载力，例如弹簧力，并且接触桥例如借助卡锁部保持在特定的定位中。在此，驱动器尤其作用于卡锁部上，从而在驱动器被通电时松开卡锁部。因此，接触桥基于另外的有效的力而运动。因而无需借助驱动器施加相对较大的力，其中，尽管如此仍相对快速地操纵机械开关。

然而，特别优选的是，驱动器与接触桥机械耦接。换而言之，在运行时，接触桥基于借助驱动器施加的力运动。因此，减少了必要部件的数量。在一个改进方案中，接触桥被卡锁，驱动器不仅作用于卡锁部又作用于接触桥。适宜地在这里，存在另外的构件，例如弹簧，借助该另外的构件同样施加力至接触桥。以此方式，使得对机械开关进行操纵，即对接触桥的调节不仅借助驱动器进行也借助另外的构件例如弹簧进行，从而进一步提高切换速度。在这里，待借助驱动器施予的力减少，从而使得驱动器可以相对小地设计。在此然而，也将借助驱动器施予的力用于带引接触桥，从而相对有效利用所提供的力。在替选方案或者改进方案中，其中一个驱动单元作用于可能的卡锁部上，而另外的驱动单元作用于接触桥并且因而与该接触桥耦接。

接触桥例如刚性固定在借助驱动器驱动的横向支承的杆上。然而，优选地，接触桥同样横向地支承在杆上，其中，适宜地存在两个末端止挡用于限制接触桥关于杆的运动。因而有可能的是，接触桥在这两个末端止挡之间运动，从而例如在接触部可能烧坏或存在较高制造公差的情况下仍然存在当保护开关处于闭合状态时按时钟节拍的运动接触部与固定接触部的可靠的全方位机械贴靠。尤其是在此，其中一个末端止挡如下设计，即，使得接触桥仍然可以借助驱动器运动离开闭合状态。换而言之，末端止挡的彼此间距优选小于驱动器的调节行程。基于剩下的末端止挡，在此接触桥也能与驱动器的当前状态无关地运动，从而在流过的电流相对较大时基于所谓的霍姆收缩力同样实现接触桥的抬起，从而使运动接触部与固定接触部分离。这例如已经在接触桥借助驱动器运动之前发生。换而言之，在此情况下，作用于接触桥上的不仅有借助驱动器施予的力而且还有基于现有磁场而存在的力，从而提高了切换速度。优选地，在其中一个末端止挡与接触桥之间布置有弹簧，如果没有另外的力起作用，则接触桥借助弹簧运动至特定的定位中。

第二驱动单元例如直接与主电流路径相连。然而特别优选的是，第二驱动侧经由整流器与主电流路径相连。以此方式有可能的是，使保护开关双向运行，其中，简化了第二驱动单元的设计结构。在此，整流器优选被动设计并且尤其具有多个二极管。适宜地，整流器被设计为桥式整流器，尤其是B4整流器。以此方式，一方面使制造成本相对较低。另外的方面针对整流器的运行无需驱控部等，因而提高了稳健性。

尤其是在这里，整流器也用于调整自何时起对第二驱动单元传导电流。适宜地，只有当通过电阻元件下降的电压大于通过由整流器和第二驱动单元组成的串联电路下降的电压时，才对该第二驱动单元传导电流。因而对电阻元件的需求下降，并且有可能的是，使用制造公差相对较高的电阻元件，其中，借助运行整流器所需的电压确保，只有在发生故障情况下电流才从电阻元件换向至第二驱动单元。因而进一步提高运行安全性，其中，减少了制造成本。

替选或者特别优选与其组合地，在第二驱动单元与主电流路径之间连接齐纳二极管。如果存在整流器，则齐纳二极管适宜地位于整流器与第二驱动单元之间。基于齐纳二极管，使得借助第二驱动单元进行电流传导只有当通过电阻元件下降的电压至少达到齐纳二极管的击穿电压(必要时与基于整流器所需的电压结合)才进行。因而借助齐纳二极管有可能的是，调整自借助主电流路径传导的电流的哪个阈限起，操纵第二驱动单元。因此，仅需要将齐纳二极管匹配于当前应用情况，相反，也可以应用其他同类件。因而减少了制造成本。

替选或者与齐纳二极管组合地，在第二驱动单元与主电流路径之间电接连有热导体，其中，热导体例如与电阻元件或主电流路径的其他组成部分热连接。因此，当因借助主电流路径传导的电流相对较大而发生热导体(NTC)加热时，则热导体的电阻下降，从而对第二驱动单元传导电流，接着断开机械开关。

在另外的替选方案中，在第二驱动单元与主电流路径之间接连有第二开关。在此，第二开关尤其借助第二控制单元控制，其中，第二控制单元尤其结合通过电阻元件下降的电压被通电。对此替选地，第二控制单元例如借助控制回路或者始终经由主电流路径通电。在此，当存在故障情况(这例如借助第二控制单元检测到)时，则第二开关尤其闭合。为此尤其是特定传感器进行评估。例如，当第一驱动单元通电时，则第二开关闭合，从而在此情况下第二驱动单元同样也被通电。否则例如第二开关始终保持断开。

特别优选的是，存在第二电流传感器，其例如被引入在第二驱动单元与主电流路径之间。换而言之，借助第二电流传感器测量借助第二驱动单元传导的电流。在这里，第二电流传感器例如是分流器或者包括该分流器。在这里，适当地，第二开关依赖于借助第二电流传感器测量的电流被操纵。

适当地，当借助第二电流传感器检测的电流超过另外的极限值时，则第二开关断开。因而，借助操作第二开关确保，避免即使在相对大范围故障情况下对第二驱动单元的损坏。在此情况下，第二驱动单元因而停机。然而仍有可能给第一驱动单元通电，从而使得机械开关借助该第一驱动单元断开。因此，借助保护开关仍然中断电流流动。特别优选地，第二控制单元借助在主电流路径与第二驱动单元之间流动的电流通电。因而只有当第二驱动单元也通电时，第二控制单元才通电。因此，减少了运行保护开关所需的能量。在这里，借助第二控制单元仍有可能实现对第二驱动单元的安全保护。

保护开关优选包括控制单元，借助控制单元给第一驱动单元通电。因而控制单元也借助控制回路馈电，并因此经由该控制回路通电。在此，控制单元尤其如下设计，即，借助该控制单元识别故障，并在发生故障情况下，对第一驱动单元通电或者至少进行操纵，使得断开开关，也就是，使运动接触部与固定接触部保持间隔。控制单元尤其适用于此以及被设置且设立用于此。替选或者与其组合地，在装配状态下，控制单元与其他组成部分在信号技术方面相连，并且适宜地具有用于此的相应接口。控制单元例如具有至可能的交通工具的可能的总线系统的接口。适当地，保护开关用于提供功能安全，并且控制单元被相应设计。尤其是在此有可能的是，借助保护开关实现不同的安全功能，并且控制单元例如得到相应认证，或者在该控制单元内至少存储针对第一驱动单元的不同驱控类型以用于提供功能安全。在一个改进方案中，借助控制单元尤其控制和/或调节用于给第一驱动单元通电的电流，其中，例如考虑使用脉宽调制。以此方式有可能的是，调整第一驱动单元的切换时间。

保护开关在此例如还包括第二控制单元，借助第二控制单元尤其也控制或至少监控第二驱动单元。第二控制单元例如借助控制回路或者经由主电流路径馈电。对此替选地，借助控制单元控制或监控第二驱动单元。然而特别优选的是，不控制或调节第二驱动单元，因而提高了稳健性。

控制单元例如具有触发器，触发器尤其按照开关类型设计。触发器例如布置成直接邻近主电流路径或与主电流路径机械接触，或者例如是主电流路径的组成部分。尤其地，借助触发器检测借助主电流路径传导的电流和/或其上存在的电压，并且依赖于此给驱动器、尤其是第一驱动单元通电。触发器例如是磁性设计并且例如是簧片继电器或者至少包括簧片继电器。对此替选地，触发器是液压设计或者尤其优选是热触发器，例如是双金属速动盘、其他双金属元件、冷导体(PTC)或者热导体(NTC)。

控制单元例如借助触发器形成，并且触发器适宜地与第一驱动单元电串联。对此替选地，个安置的触发器仅按照信号发射器类型设计并且与控制单元的另外的部件在信号技术方面相连。在此，控制单元自身例如借助模拟构件实现，或者其例如具有微控制器。

特别优选的是，控制单元与主电流路径的电流传感器在信号技术方面相连。在此，电流传感器在此适用于、尤其是被设置且设立成用于测量借助主电流路径传导的电流。在这里，控制单元尤其借助微控制器实现，或者至少包括该微控制器，或者具有多个分立的模拟构件。电流传感器例如包括电线圈或者例如包括被引入到主电流路径内的分流器。

依赖于借助电流传感器检测到的电流值地，适宜地借助控制单元给第一驱动单元通电，从而操纵接触桥并因此操纵机械开关。基于这种设计方案尤其提高了灵活性，并尤其有可能的是，在不同应用领域中使用保护开关。因此，也能在发生借助第二驱动单元无法对开关切换状态进行影响的故障情况下切换机械开关。因此，扩大了保护开关的使用范围。

特别优选地，保护开关替选或者组合地包括至少一个或者多个电压传感器，借助电压传感器例如可以测量通过机械开关下降的电压、通过可能的电流传感器下降的电压、通过电阻元件下降的电压、通过由机械开关和电阻元件组成的串联电路必要时结合可能的电流传感器下降的电压、通过第一和/或驱动单元下降的电压和/或存在于主电流路径和可能的另外的主电流路径之间的电压。在此优选地，借助控制单元依赖于分别检测到的值给第一或第二驱动单元通电。适当地，借助控制单元对电流或电压的时间变化进行评估，以及取决于此对驱动器(尤其是第一驱动单元)进行操纵。因此，也能够实现检测各种不同的故障情况，因而提高了安全性。

特别优选地，控制单元包括蓄能器用于对第一驱动单元通电。尤其是在运行时，蓄能器借助控制回路充电。因而即使在经由控制回路的通电失效情况下也能够实现对驱动器、尤其是第一驱动单元的操纵，因而始终确保安全性。特别优选的是，蓄能器被设计成电容器，其例如与第一驱动单元或者控制单元的其他组成部分(例如可能微控制器)电并联。因而借助电容器也补偿了控制回路中的可能存在的电压波动，因而第一驱动单元或控制单元的其他组成部分受到保护并能够实现安全运行。换而言之，借助电容器抑制短暂的电流浪涌。

控制单元例如包括电荷泵、电压倍增器或其他部件，借助这些部件有可能的是，将蓄能器充电至比借助控制回路提供的电压更高的电压。以此方式，使得借助蓄能器在运行时存储相对较大量的电能，从而在控制回路发生故障时也可以给控制单元的其他部件通电，或者针对驱动器、尤其是第一驱动单元的运行提供增量电能，从而安全操纵机械开关。

这两个驱动单元例如按照相同原理或者不同原理(作用方式/作用原理)运行。因此，其中至少一个驱动单元例如包括涡流驱动器、涡流线圈、磁阻驱动器、磁阻线圈、压电执行器，或者各自的驱动单元借助它们的组合形成。这两个驱动单元优选结构相同地构造或者至少按照相同作用原理构建，这简化了设计结构。也有可能的是，至少部分应用相同件。替选地，两个驱动单元的设计结构和/或作用方式不同，从而提高了稳健性和可靠性。特别优选地，驱动器具有“运动磁体执行器”，其在下文尤其也仅被简称为执行器，借助其形成两个驱动单元。

“运动磁体执行器”(“Moving Magnet Actuator”)具有以能运动方式被支承的永磁体。永磁体例如以能转动运动方式被支承或者尤其优选能线性运动。永磁体接驳在接触桥上或者至少与其作用连接，从而当永磁体运动时，接触桥优选运动。此外，每个驱动单元具有一个或者多个电线圈，它们在各自的驱动单元被操纵时被通电，从而在电线圈与永磁体之间发生磁性交互作用。电线圈在这里被方位固定地保持。

由于(多个)电线圈静止保持，所以简化了设计结构，并且除了用于支承所需的部件之外，在“运动磁体执行器”的能运动的构件(即永磁体)与静止的构件之间不需要另外的能运动的构件或电连接。因而也减少了摩擦。因为“运动磁体执行器”的能运动的组成部分、尤其是仅永磁体的数量相对较少，并且它们尤其具有相对较轻的重量，所以执行器的动态性相对较高。因此，在操纵接触桥以及因而在操纵开关时惯性减少。因此，借助保护开关能够实现相对快速的切换，因而提高了安全性。

执行器例如被设计为旋转的或尤其优选是线性的。在此情况下，每个驱动单元都具有与(共同)轴线同心布置的两个电线圈，它们沿轴线彼此保持间隔并且在它们之间布置永磁体，永磁体的两极关于轴线对置并且永磁体以能沿轴线运动方式被支承。在此，每个驱动单元的两个电线圈尤其是在各自的运行时同时被通电，并相互间例如电串联或者特别优选电并联。电线圈的互连方式在这里是如下这样的，即，当电线圈被通电时，借助电线圈建立了磁场，该磁场与永磁体的磁场如下交互作用，即，使得该永磁体沿轴线被拉向各自的驱动单元的其中一个电线圈，并被推离同一驱动单元的另外的电线圈。因此，有相对较大的力作用于永磁体，因而进一步提高了动态性。

尤其地，其中一个驱动单元的其中每个电线圈分别被另外的驱动单元的其中一个电线圈包围，并且这些电线圈尤其是彼此分别同心布置。因而提供相对紧凑的“运动磁体执行器”。特别优选地，第二驱动单元的电线圈具有相对较少的匝数，该匝数适宜地小于50、30或者20。因而还有可能的是，针对第二驱动单元的电线圈的电导体使用相对较大的横截面，从而提高载流能力。因此，即使在过电流相对较大时，也借助主电流路径以及因而借助第二驱动单元的电线圈传导该过电流，而不会对电线圈造成损坏。特别优选地，在这里，第二驱动单元的其中一个电线圈分别包围第一驱动单元的其中一个电线圈。

特别优选地，“运动磁体执行器”具有(磁性)短接板等，当(多个)电线圈不被通电时，借助短接板将永磁体保持在特定的位置中。在此情况下，永磁体例如贴合在短路板上，或者特别优选地，永磁体与短接板始终保持间隔。短接板适宜地由铁磁材料、例如铁制成，因而减少了制造成本。基于短接板，使得尤其是当开关已闭合时，永磁体被稳定在一位置处。因而，机械开关至少是单稳态或双稳态地设计。

在另外的替选方案中，仅其中一个驱动单元借助执行器形成。另外的驱动单元例如与该驱动单元分开地设计并且尤其被设计为涡流驱动器或者磁阻驱动器。

尤其地，电阻元件被设计为可控的，从而可以调整借助电阻元件实现的(欧姆)电阻。特别优选地，电阻元件包括附加开关，并且例如借助该附加开关形成。附加开关例如是机械开关，如继电器，或者特别优选地是半导体开关。在此，适宜地存在两个这种附加开关，它们例如以反并联或反串联方式连接，从而保护开关是双向设计。各自的半导体开关例如是场效应晶体管，如MOSFET，或双极晶体管，如IGBT、IGCT、晶闸管或GTO。

附加开关或者说由两个附加开关组成的互连电路，适宜地借助附加控制单元驱控。借助附加控制单元尤其检测故障情况并且依赖于此操纵一个附加开关或多个附加开关。因此，借助电阻元件提供的电阻基本上突然提升，因而电流从电阻元件换向至第二驱动单元，从而断开机械开关。附加控制单元尤其借助控制回路通电，从而使得该附加控制单元其与主电流路径内的故障情况无关地运行。替选地，附加控制单元例如结合通过附加开关或者说附加开关的互连电路下降的电压通电，这尤其是只有在发生故障情况下发生。

适宜地，与电阻元件以及因而也与一个附加开关或多个附加开关并联有过电压保护器，过电压保护器例如包括变阻器和/或由齐纳二极管组成的互连电路。过电压保护器例如借助所谓的“有源钳位”被设计成半导体开关并且实现附加开关。借助过电压保护器分别实现对一个/多个附加开关的安全保护，从而避免由于存在的电压尤其因操纵机械开关而相对过高将该附加开关损毁。以此方式，借助过电压保护器也限制了存在于第二驱动单元以及可能的整流器上的电压，因而也避免了对它们造成损坏。基于将附加开关用作为电阻元件能够实现受控调整电流从电阻元件至第二传动系的换向，从而即使在多种不同故障情况下也能够实现第二驱动单元的运行。

特别优选地，保护开关包括第二附加开关，其尤其与附加开关并联。适当地，在此，附加开关和第二附加开关被设计成半导体开关，并且优选存在两个附加开关以及两个第二附加开关，它们分别以反并联或反串联方式连接，从而能够实现保护开关的双向运行。在此优选地，一个或多个附加开关具有相对较低的内电阻，从而在正常运行时借助其传导由主电流路径承载的电流。附加开关例如具有相对不多的切换行为，因而为此可以考虑使用相对廉价的半导体开关。

第二附加开关例如具有相对良好的切换行为并且尤其适用于切换相对较高的电压和/或较高的电流。第二附加开关例如具有相对较高的内电阻，从而也可以为此使用相对廉价的半导体开关。因而不仅附加开关而且第二附加开关都相对廉价，然而它们彼此是不同的。

由于第二附加开关的相对较高的内电阻，使得借助该第二附加开关在正常运行时不承载电流。相反，电流借助附加开关承载，因而电耗相对较低。在发生故障情况下，适宜地首先断开内电阻相对较低的附加开关，这优选借助适用于此、尤其被设置且设立用于此的附加控制单元进行。因此，电流首先换向至第二附加开关，其中，电耗升高。接着，操纵第二附加开关，第二附加开关也可以无损坏地切换相对较高的电流以及较高的电压。因此，电流换向至第二驱动单元，因而对第二驱动单元进行操纵。

例如给第二附加开关配属有第二附加控制单元，或者借助附加控制单元同样驱控第二附加开关。如果存在第二附加控制单元，则该第二附加控制单元尤其结合通过第二附加开关下降的电压通电。特别优选的是，与一个或多个第二附加开关并联有过电压保护器，从而避免第二附加开关上的过电压。替选地，仅存在唯一的相应过电压保护器，其被配属给附加开关以及第二附加开关。

在一个替选方案中，仅将变阻器、欧姆电阻、熔断器、可控电阻、非线性电阻、电构件(如电流传感器、分流器、电线圈、二极管)的内电阻或冷导体(即PTC)例如考虑用作为电阻元件。在另外的替选方案中，将MOSFET或者IGBT考虑用作为电阻元件，它们同样具有随着温度升高而升高的电阻。然而至少地，该电阻元件具有上述构件中的一种，并且例如包括前述构件的不同的互连方式。因而有可能的是，考虑使用多种不同的构件，即也是相对廉价的构件。也有可能的是，将已经存在的构件用作为执行不同功能的电阻元件。因而没有提高制造成本。经由此类构件在无需相应驱控的情况下，电压已经随着经由主电流路径传导的电流的提升而增加，从而实现了电流至第二驱动单元的换向。因此，提高了稳健性。然而第二驱动单元基本上只有在发生过电流时才运行。

保护开关例如仅借助具有电阻元件的主电流路径、机械开关、可能的控制单元以及驱动器形成。然而特别优选地，保护开关包括熔断器。熔断器例如与机械开关并联，并且该熔断器尤其是以如下方式设计，即，当机械开关出现功能故障时，触发该熔断器。以此方式提高安全性。然而特别优选地，熔断器与机械开关并联。当机械开关闭合时，电流流过机械开关，而在熔断器上基本没有电压。在操纵机械开关时，即，当断开该机械开关时，电流换向至熔断器，从而在运动接触部与固定接触部之间没有电弧生成。基于流过熔断器的(电)流，使得熔断器适宜地被触发，从而中断流过熔断器的通过电流。在此时间点，适当地，运动接触部基于驱动器已经与固定接触部间隔很远到不再出现电弧的程度。因此，结束经由保护开关的电流流动。总而言之，相对可靠地中断了电流，其中，防止了仍继续传导电流的电弧的构成。

熔断器例如以如下方式设计，即，借助该熔断器可以承载在正常运行中出现的电流，即，在此情况下不触发熔断器。然而优选地，熔断器被以如下方式定尺寸，即，当在正常条件下(也就是当不存在故障情况时)，触发该熔断器断开开关。以此方式，在发生故障情况下加速保护开关的切换行为。此外以此方式有可能的是，考虑使用相对廉价的熔断器，其仅被设计成用于较小的额定电流，并且尤其被设计为快速熔断器。在此，对保护开关的操纵，即触发，借助操纵驱动器来进行，这可以相对准确地调整。熔断器仅用于短暂传导电流，以便防止或至少缩短在机械开关中形成电弧。因而有可能的是，也考虑使用故障容限相对较大的熔断器，因而减少了制造成本。基于机械开关，在此能相对准确地调整保护开关，也就是何时将其触发。

替选或者与其组合地，与机械开关并联有半导体开关。在一个改进方案中，半导体开关与由机械开关和电阻元件组成的串联电路并联，即，也与由第二驱动单元和机械开关组成的串联电路并联。尤其地，考虑MOSFET、IGBT、IGCT或者GTO用作半导体开关。半导体开关例如借助独立电压源例如经由控制回路供电。替选地，半导体开关借助通过(已断开/正在断开)的机械开关或第二驱动单元下降的电压供给。在此，尤其是如下互连，即，在断开机械开关和/或运行第二驱动单元时，半导体开关传导电流，从而在机械开关中不构成电弧。例如也结束了对第二驱动单元的可能通电。因而借助半导体开关也限制在第二驱动单元上存在的最大电压，从而借此对该第二驱动单元进行保护。断开机械开关之后，尤其是同样断开半导体开关，从而中断电流。

在正常运行时，适宜地，半导体开关不传导电流，即当机械开关闭合时，从而在半导体开关中不出现电耗，因而改善了效率。优选地，给半导体开关配属独立的控制单元，或者该半导体开关例如借助也对驱动器、尤其是第一驱动单元通电的可能的控制单元运行。因而减少所需部件的数量。

特别优选地，保护开关具有另外的半导体开关，该另外的半导体开关与半导体开关串联，其中，借助串联电路桥接机械开关。在此，两个半导体开关适宜地以反串联方式互连。替选地，两个半导体开关以反并联方式互连。因此，保护开关能双向运行。两个半导体开关例如彼此结构相同或者不同。在另外的替选方案中，代替另外的半导体开关地，将二极管与半导体开关电串联。在一个改进方案中，机械开关被具有半导体开关的互连电路桥接，该半导体开关被电接连在两个分别由两个二极管组成的对之间，二极管分别彼此以反并联方式连接。换而言之，存在B4桥式电路，借助该B4桥式电流尤其实现整流器。借助二极管在此确保，无论流过主电流路径的电流方向如何，流过半导体开关的电流方向始终相同。因而保护开关被双向设计，其中，仅存在唯一的半导体开关。

替选或者与其组合，适宜地，与一个或多个半导体开关或串联电路并联有变阻器，借助变阻器尤其避免了在半导体开关或互连电路上出现可能导致损坏的过电压。在另外的替选方案中，保护开关包括多个晶闸管，它们彼此以反并联方式互连并且借助它们桥接机械开关。

特别优选地，机械开关包括熄灭腔室，适宜地接触桥布置在其内部。在此，熄灭腔室例如还包括多个熄灭板和/或永磁体，借助其熄灭在操纵机械开关时可能在运动接触部与固定接触部之间出现的电弧。

优选地，熄灭腔室沿堆叠方向包括上下相叠的熄灭条，即包括多个熄灭条，尤其是至少两个熄灭条并且适当地少于100个熄灭条。熄灭条的数量优选为5至80之间，8至50之间或者10至30之间。适当地，熄灭条的数量小于等于20。熄灭条扁平地设计并因而分别仅在一平面内延伸。垂直于该平面地，每个熄灭条的延展度(也被称为厚度的延展度)减少，适宜地小于或等于2mm、1.5mm或者1mm。适宜地，熄灭条垂直于堆叠方向布置以及分别彼此平行。在此，熄灭条的优选平行于堆叠方向的投影至少部分重合，优选完全重合。因而提供了相对紧凑的熄灭腔室。

熄灭条由尤其是非导电且优选导热的陶瓷制成。特别优选地，将例如氧化铝陶瓷(AIO3)的氧化物陶瓷用作为陶瓷。熄灭腔室例如包括驱赶元件用于将在机械开关的切换过程中可能出现的电弧驱赶至熄灭条或者熄灭条之间。在一个改进方案中，与电阻元件并联有扰流圈或者其他电线圈，借助它们尤其限制当断开机械开关时电流提升。在一个改进方案中，扰流圈或电线圈与可能的半导体开关电串联，借助半导体开关桥接由机械开关和电阻元件组成的串联电路。特别优选地，考虑扰流圈或电线圈用作为驱赶元件，电弧借助驱赶元件运动。换而言之因而其为消弧磁场线圈(Blasfeldspule)。

在运行时，由于熄灭条被构造为电绝缘体，使得电弧不借助熄灭条部分收集，从而构成多个部分电弧。相反，基于熄灭条的电绝缘特性，使得电弧发生变型，尤其是弯曲，从而延长了电弧的长度。由于电弧的长度增大且伴随所需的相关电压更高而有可能消灭电弧。因而在电弧被消灭时，电弧具有仅能够以其他方式利用扩大的熄灭腔室来实现的长度。

此外，借助熄灭条进行对电弧的冷却，即冷却构成电弧所需的等离子。因此，使得维持电弧所需的电压同样上升，并且在足够冷却情况下，电弧被消灭。在这里，基于熄灭条的导热性，使得热量被有效地从熄灭条的区域中排出去，在该区域中，热量从电弧输入到各自的熄灭条中。因此，进一步改善了冷却效果，从而即使在熄灭腔室的结构尺寸减小时，也能可靠熄灭电弧。此外，基于独立的熄灭条，使得即使当加热不均匀时，由此产生的机械应力也只局限于单个熄灭条。因而即使在单个熄灭条之间的温差相对较大时，在它们之间也不产生可能导致破坏的机械应力。因此，提高了稳定性和运行安全性。

交通工具例如是陆基的且例如是乘用车辆(Pkw)。特别优选地，交通工具是商用车辆，如公共汽车，或者特别优选是载重车辆(Lkw)。交通工具具有高压具载电网，借助其尤其传导400V至800V的直流电压。此外，交通工具包括低压具载电网，借助其适宜地传导12V、24V或者48V的直流电压。在此，低压具载电网尤其用于交通工具的辅助机组的通电，借助辅助机组例如提供舒适功能等。高压具载电网尤其用于主驱动器的通电，其适宜地具有电动马达。在此，借助高压具载电网优选地电连接主驱动器与高压电池，借助高压电池给高压具载电网馈电。低压具载电网例如经由变压器借助高压具载电网或者借助独立电池馈电。

交通工具包括具有被引入到主电流路径内的机械开关的保护开关，机械开关具有固定接触部和接驳在以能相对于固定接触部运动方式被支承的接触桥上的运动接触部。此外，保护开关还具有驱动器，驱动器与接触桥作用连接，并且驱动器包括第一驱动单元和第二驱动单元。第一驱动单元借助控制回路通电，并且第二驱动单元与被引入到主电流路径内的电阻元件并联。因此，第二驱动单元能借助主电流路径通电，即当电阻元件的电阻大于第二驱动单元的电阻时。

控制回路与低压具载电网电连接，并因而借助低压具载电网馈电。高压具载电网具有保护开关的主电流路径，保护开关因而形成了高压具载电网的一部分并且被引入到高压具载电网中。因此，机械开关和第一驱动单元处于不同电势。在保护开关被操纵时，高压具载电网被断离，从而经由该保护开关至少部分中断电流流动。

此外，本发明还涉及这种保护开关的用于用确保交通工具的高压具载电网安全的应用。

结合保护开关阐述的改进方案和优点也按意义地适用于交通工具，并且反之亦然。

附图说明

以下结合附图进一步阐述本发明实施例。其中：

图1示意地示出具有保护开关的交通工具；

图2示出保护开关的简化电路图，保护开关包括具有两个驱动单元的“运动磁体执行器”；和

图3以剖面图示意性地示出“运动磁体执行器”；

图4至图6根据图2分别示出保护开关的替选实施方案；和

图7示出机械开关的熄灭腔室的立体图。

彼此对应的部分在所有附图中均设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1简化示意性地示出了形式为载重车辆(Lkw)的交通工具2。交通工具2具有多个车轮4，借助车轮与未详细示出的车道接触。其中至少一个车轮4借助包括一个或多个电动马达的主驱动器6驱动。换而言之，交通工具2要么被设计成混合动力交通工具要么被设计为电动交通工具。

主驱动器6经由高压具载电网8与高压电池10相连。借助高压电池10因而给高压具载电网8馈电以及运行主驱动器6。在此，高压电池10提供400V至800V的直流电压，其中，在高压电池10与主驱动器6之间流动的电流可能为数10A。此外，高压具载电网8与未详细示出的充电接口相连，从而经由充电接口和高压具载电网8可以给高压电池10充电。

在高压具载电网8内引入保护开关12，借助保护开关确保了高压具载电网8的安全。在此有可能的是，借助保护开关12防止高压电池10以及主驱动器6之间的电流流动。在这里，保护开关12在发生故障情况下被触发，从而在发生故障时，例如在主驱动器6损坏的情况下，避免了主驱动器6的进一步损坏或失控行为，并且也避免了伤害乘客或路人。此外，保护开关12与未详细示出的车载计算机在信号技术方面相连，借助车载计算机，在保护开关12的参与下实施安全功能或者将用于执行安全功能的请求发送至保护开关12，随后借助保护开关至少部分地执行这些安全功能。因此，保护开关12也用于提供功能安全。

保护开关12还与低压具载电网14电连接，低压具载电网借助电池16馈电。借助电池16在运行中提供24V的直流电压，并且利用低压具载电网14给未详细示出的辅助机组通电，这些辅助机组用于主驱动器6的运行和/或提供舒适功能。

图2中示出保护开关12的简化电路图。保护开关12具有主电流路径18，其在两个接口20之间延伸。在此，两个接口20是螺接接口或插塞接口并且被引入到保护开关12的未详细示出的由塑料制成的壳体中。保护开关12还具有另外的主电流路径22，其在两个另外的接口24之间延伸，另外的接口与接口20的结构相同。主电流路径188以及另外的主电流路径22形成高压具载电网8的一部分，因而，高压具载电网具有主电流路径18。为此，接口20以及另外的接口24与高压具载电网8的相应电缆或者其他的线路电接触。

另外的主电流路径22仅借助由铜或黄铜制成的电轨建立。另外的主电流路径22经由另外的接口24与搭铁相连，并且在交通工具2正常运行时，在主电流路径18以及另外的主电流路径22之间存在借助高压电池10提供的直流电压。换而言之，将主电流路径18以及另外的主电流路径22配属给高压电池10的不同极。

在主电流路径18内引入机械开关26(借助其因而连接两个接口20)并且机械开关被设计成双断路器。为此，机械开关26具有固定接触部28以及另外的固定接触部30，它们分别借助刚性的电轨与其中一个接口20刚性相连并且彼此保持间隔。两个固定接触部28、30由与所配属的电轨的材料不同的材料制成，该材料尤其是相对较耐烧损的。

机械开关26还包括接触桥32，接触桥借助另外的电轨形成，另外的电轨以能借助保护开关12的壳体的未详细示出的引导部进行纵向移动的、即能运动的方式被支承。与接触桥32的对置端部接驳(即焊接)有运动接触部34以及另外的运动接触部36，其中，运动接触部34、36的材料对应于固定接触部28、30的材料。

借助接触桥32的移动有可能的是，使得运动接触部34与固定接触部28发生机械直接接触，以及另外的运动接触部36与另外的固定接触部30机械直接接触，从而使它们分别导电相连。因此，在两个接口20之间存在低欧姆的电连接部，并且使得机械开关26是导电的。换而言之，机械开关26是闭合的。此外有可能的是，借助调节接触桥32，使得分别配属的接触部28、30、34、36彼此保持间隔。在此情况下，机械开关26不导电并因而断开。

接触桥32借助驱动器38驱动，从而在驱动器38运行时调节了接触桥32且因而使机械开关26闭合或者断开。因此，驱动器38与接触桥32作用连接，即与其机械耦接。驱动器38具有第一驱动单元39，其借助控制单元40通电。为此，控制单元40与驱动器38，即第一驱动单元39电连接。为了对控制单元40且因而对第一驱动单元39通电，控制单元40与控制回路42电接触，借助控制回路提供直流电压。控制回路42与低压具载电网14直接电接触，从而借助控制回路42传导大小为24V的直流电压。因而总之，第一驱动单元39借助控制回路42通电。

控制单元40具有电容器形式的蓄能器44，其经由控制回路42充电且与控制单元40的微控制器电并联。因而借助蓄能器44拦截了低压具载电网14的电压和/或电流的波动，从而借此避免损坏微控制器。基于蓄能器44也有可能的是，在低压具载电网14失效时至少操纵一次驱动器38且以此方式断开开关26。

在更详细示出的变型方案中，控制单元40还具有电荷泵，借助其能够实现的是，与借助低压具载电网14提供的电压相比提高了存在于电容器44上的电压，从而增大借助蓄能器44存储的电量。因而有可能的是，即使在低压具载电网14完全失效或者驱动器38轻微阻锁时，也始终可靠运行驱动器38。

借助微控制器调整对第一驱动单元39的通电，并且该微控制器与主电流路径18的电流传感器46在信号技术方面相连。电流传感器46被引入到主电流路径18内并且被设计成分流器。因而，借助电流传感器46能够实现测量借助主电流路径18传导的电流。此外，保护开关12还具有第一电压传感器48，借助第一电压传感器可以测量存在于其中一个接口20和其中另外的接口24之间的电压。借助第二电压传感器50能测量存在于剩余接口20和剩余另外的接口24之间的电压。

借助第三电压传感器52能测量经由由电流传感器46与在电流传感器46和开关26之间被引入到主电流路径18内的电阻元件51组成的串联电路下降的电压。所有电压传感器48、50、52、54在信号技术方面与控制单元40，即微控制器相连。

在运行时，借助控制单元40的微控制器检查借助电压传感器48、50、52、54测得的电压以及借助电流传感器46测得的电流的时间变化。如果测得的电流的时间变化对应于提升且超过特定的极限值，则借助控制单元40驱控驱动器38(即第一驱动单元39)，从而断开开关26。该极限值以如下方式选择，即，只有在发生故障情况下，即在主驱动器6的电动马达发生电短路时，该极限值才被超过。由于操纵了机械开关26，而中断了电流并且因而避免主驱动器6的电动马达或另外的部件的进一步受损。同样地，如果结合借助电压传感器48、50、52、54检测到的电压推断出故障情况，例如交通工具2的某个部分发生功能故障，则借助控制单元40操纵机械开关26。

与在机械开关26的另外的固定接触部30以及电流传感器46之间被引入到主电流路径18内的电阻元件51电并联有驱动器38的第二驱动单元56。在此，第二驱动单元56经由整流器58与主电流路径18电连接。借助具有内电阻的整流器58确保，由第二驱动单元56承载的电流仅朝向特定方向流动，而与主电流路径18的电流方向无关。因而保护开关12被双向设计，其中，第二驱动单元56的设计结构被简化。在整流器58与第二驱动单元56之间接连有齐纳二极管60，其中，截止方向如下布置，即，使得只有从借助整流器58提供的最小电压起才对第二驱动单元56通电。

电阻元件51是冷导体(PTC)并且在正常运行时具有可忽略不计的欧姆电阻。然而，如果借助主电流路径18传导的电流提升超过极限值，则主电流路径18进而是电阻元件51的温度因电损耗而升高，因此电阻元件51的欧姆电阻也增加。如果电阻在此大于与其并联的支路(其具有整流器58、第二驱动系56以及齐纳二极管60的互连电路)的电阻，则电流从电阻元件51换向至与其并联的支路以及因而也换向至第二驱动单元56，因此第二驱动单元被通电。因而，借助第二驱动单元56施加了作用于接触桥32的力，从而使得运动接触部34、36与分别配属的固定接触部28、30保持间隔，并因此断开了机械开关26。

因而，在电流相对较高情况下，也借助第二驱动单元56断开机械开关26。在此有可能的是，将两个驱动单元39、56用来断开机械开关26。在此情况下，有相对较大的力作用于接触桥32，由此缩短切换时间，并因而在相对较短的持续时间内就断开了机械开关26。因此，在相对较短的持续时间内防止两个接口20之间的电流流动。此外以此方式提供了冗余，因而提高安全了安全性。

然而也有可能的是，其中每个驱动单元39、56彼此独立运行。在此情况下，作用于接触桥32的力减小，从而同样减少了机械负载。也有可能的是，在发生如下故障情况下，第一驱动单元39基于控制单元40被通电，在这些故障情况中，例如不出现过电压，或者在其中，通过电阻元件51下降的电压不足以使电流换向至第二驱动单元56。

如果机械开关26断开并且存在故障情况，则在开关26断开期间，在接口20之间存在相对较高的电压。因而，在固定接触部28、30与分别配属且正在运动离开的运动接触部34、36之间分别构成了电弧，经由该电弧也仍然有电流流动。然而，通过机械开关26下降的电压将升高。因此，电流从电开关26换向至与其并联的熔断器62。因而，两个接口20之间的电流流过熔断器62，因而电弧熄灭。

熔断器62以如下方式定尺寸，即，在发生故障情况下该熔断器被触发。自起触发熔断器62的阈限介于在正常运行时的电流值与在发生短路时得到的电流值之间，其中，阈限的准确值可以在其之间任意选择，而不更改保护开关12的工作方式。因而，熔断器62的故障容限可以相对大地选择，由此减少制造成本。在触发熔断器62之后同样不再有电流借助熔断器传导，并且使得两个接口20彼此电隔离。

图3以沿轴线64的剖面图示意性地示出驱动器38。驱动器38被设计成“运动磁体执行器”，并因而具有两个与轴线64同心且沿着该轴线保持间隔布置的盘形线圈或鼓状保持器66，它们由铁磁性的材料制成。在它们之间与轴线64同心地定位有环形的短接板68，短接板同样由铁磁性的材料制成。因而，借助保持器66和短接板68形成了空心柱体，在其之内布置有由塑料制成的另外的保持器70且可借助未详细示出引导部以能沿轴线64运动的方式被支承。在保持器70上紧固有沿着轴线64延伸的棒件72，其或者直接或者间接经由未详细示出的机械机构地紧固在接触桥32上。在柱形的另外的保持器70内嵌入有柱形的永磁体74，永磁体具有两个磁极76，其中每个磁极沿平行于轴线64的方向形成永磁体74的其中一个端部。

驱动器38的第一驱动单元39包括两个电线圈78。彼此结构相同的其中每个电线圈78分别缠绕在其中一个保持器66上，并且这些电线圈彼此电并联。第二驱动单元56具有两个另外的电线圈80，它们其中一个缠绕在其中一个电线圈78上，而另一个缠绕在剩余的电线圈78上。这两个另外的电线圈80也彼此电并联。另外的电线圈80的绕组数量小于电线圈78的绕组数量。

当两个驱动单元39、56不被通电时，基于与短接板68以及保持器66的磁性的交互作用，永磁体74被拉到基本上在短路板68之内的定位中，其中，大约有30N的力作用于永磁体70上且因而作用于另外的保持器70上。因而，利用该力也将短接桥32保持在期望的定位中，即保持在使机械开关26闭合的定位中。

在发生故障情况下，第一驱动单元39借助控制单元40通电，从而借助电线圈78分别建立磁场，该磁场与永磁体74的磁场交互作用。也发生了对第二驱动单元56进而是另外电线圈80的通电。借助该另外的电线圈增强了借助电线圈78所建立的磁场。基于所建立的磁场，将永磁体74从其中一个保持器66沿着轴线64推开并拉向剩余保持器66。在此，有相对较大的力作用于永磁体74上，并因此经由另外的保持器70和棒件72也作用于接触桥32上，从而相对较快地断开机械开关26。

假如不存在故障情况，并且例如只应中断对主驱动器6的通电，例如为了保养，则借助控制单元40对第一驱动单元39通电。因为没有过电流，所以电流不从电阻元件51换向至第二驱动单元56，因此并不对第二驱动单元的另外的电线圈80通电。因此，有减少的力作用于接触桥32，使得开关26相对缓慢地被断开。因而，减少了保护开关12的电和机械负载。因为在此情况下在接口20之间存在的电压是受限的，使得未触发熔断器62，并且保护开关12例如可以在保养之后恢复到导电状态。为此，例如朝反方向对第一驱动单元39通电或者结束通电，从而使得永磁体74再次被拉向短接板68。

图4示意性简化示出了保护开关12的替选设计方案，其中，一些部件，如主电流路径22以及电压传感器48、50、52、54未示出。然而它们同样存在，但是也可以如前述实施方案那样被省略。在该实施方案中省略了熔断器62，然而在未详细示出的改进方案中其同样存在。第一驱动单元39以及控制单元40未示出，然而同样如所示机械开关26那样未作更改。

在此处所示的变型方案中，整流器58与由电流传感器46和电阻元件51组成的串联电路并联。然而在此将电流传感器46进行不同于图2所示的布置也是可能的。

第二驱动单元56未改动，然而将齐纳二极管60通过第二开关82来替代，第二开关借助第二控制单元84驱控。第二开关82是半导体开关，并且被接连在整流器58与第二电流传感器86之间，第二电流传感器被电接连在第二开关82与第二驱动单元56之间。第二电流传感器86用于测量导引至第二驱动单元56且由该第二驱动单元承载的电流并且与第二控制单元84在信号技术方面相连。

对第二控制单元84的通电借助第二电压源88进行，第二电压源与整流器58的朝向第二驱动单元56的输出端电接触。因而，只有当通过电阻元件51下降的电压大于与该电阻元件并联的支路的电压时，第二电压源88进而是第二控制单元84才被通电。第二开关82被第二控制单元84(一旦第二控制单元被通电)闭合，从而第二驱动单元56被通电，并因此断开机械开关26。然而，假如有相对较大的过电流并且可能导致第二驱动单元56损毁的话，则借助第二控制单元84断开第二开关82，并因此结束对第二驱动单元56的通电。结合借助第二电流传感器56测量的电流来获知过高的过电流。此外，借助第二开关82还有可能的是，将经脉宽调制的电压施加至第二驱动单元56，从而限制了借助第二驱动单元56施加至接触桥32上的力。

整流器58具有合计4个二极管90，并因而被动设计。因此，针对整流器58的运行无需控制单元等，从而提高了稳健性。电阻元件51借助两个附加开关92形成，附加开关分别为半导体开关，它们彼此以反串联方式互连。附加开关92借助利用控制回路42通电的附加控制单元94驱控。

附加控制单元94与电流传感器46在信号技术方面相连。如果借助电流传感器46测量到过电流，则这借助附加控制单元94进行评估，并驱控附加开关92使其断开，也就是电截止。由于两个附加开关92以反串联方式互连，使得中断朝两个方向经由主电流路径18的电流流动是可能的。

在断开另外的开关92之后，电阻元件51基本上突然具有相对较高的电阻，并且电流换向至第二驱动单元56。为了在此避免整流器58以及电阻元件51上的过电压，与之并联有在该变型方案中是变阻器的过电压保护器96。在未详细示出的变型方案中，过电压保护器96借助齐纳二极管、TVS二极管、RCD电路、可调的欧姆负载或它们的组合来实现。

附加控制单元94如所示与第二控制单元84在信号技术方面相连，并且第二控制单元84借助附加控制单元94驱控，使得当附加开关92断开时，则断开第二开关82。在未详细示出的变型方案中，第二控制单元84不存在，其功能借助附加控制单元94承担，因而借助该附加控制单元驱控第二开关82以及读取第二电流传感器86。在另外的变型方案中，附加控制单元94与第二控制单元84之间的信号技术方面的连接是不存在的，并且它们是彼此独立且不相关的。

在此处所示的变型方案中，与由电流传感器46和电阻元件51组成的串联电路并联有由第二电阻元件98、附加电流传感器100和附加熔断器102组成的串联电路。然而，没有这些串联电路且因此没有第二电阻元件98的保护开关12的设计方案也是可能的。

第二电阻元件98借助两个附加开关104形成，这两个附加开关分别被设计为半导体开关。在这里，两个半导体开关104以反串联方式相互接连，从而借助它们能中断朝两个方向的电流。这两个附加开关104借助利用第二附加电压源108通电的第二附加控制单元106运行。第二附加电压源108结合通过第二电阻元件98下降的电压运行。与第二电阻元件98并联有在所示的变型方案中是变阻器的第二过电压保护器110。然而，在此也能采用对于过电压保护器96是可能的所有变体。在未详细示出的实施方式中，第二过电压保护器110的工作方式，即对存在于第二电阻元件98上的电压的限制，也借助过电压保护器96感知到。

在保护开关12的该所示变型方案中，附加开关92具有相对更小的内电阻，从而在正常运行时借助该附加开关传导了借助主电流路径18传导的电流。在此，通过第二电阻元件98下降的电压相对较低，因而是第二附加电压源108进而是附加控制单元106都不运行。因此，第二附加开关104断开。当出现故障情况时，首先借助附加控制单元94操纵附加开关92。在这里得到的升高的、在第二电阻元件98上下降的电压导致第二附加电压源108的运行，并因而也导致附加控制单元106被通电，附加控制单元使第二附加开关104闭合。因此电流换向至第二电阻元件98，即第二附加开关104。因此，限制了在电阻元件51上存在的最大电压，并且借助附加开关92仅切换相对较低的电压，从而针对附加开关92可以应用相对廉价的半导体。

只有在附加开关92截止电流之后，才断开第二附加开关104，第二附加开关的切换性能与附加开关92的切换性能相比是增大的。换而言之，借助第二附加开关104也能切换增大的电压，而不会对该第二附加开关造成损坏。随后，电流流过第二驱动单元56以及必要时流过过电压保护器96、110，并之后断开机械开关26。

如果第二附加开关104传导电流，则借助附加电流传感器100测量由其承载的电流。当电流超过对应的极限值(该极限值可能导致损坏第二附加开关104)，则借助附加控制单元106将该第二附加开关断开并因而中断电流流动。附加熔断器102为此充当冗余，尤其是在附加控制单元106发生故障行为的情况下。

图5示出了保护开关12的另外的变型方案，其中，与前述实施方式相比，具有第二电阻元件98、附加电流传感器100和附加熔断器102的串联电路被扰流圈112代替。当操纵机械开关26时，也就是建立或结束流过主电流路径18的电流流动时，则借助扰流圈限制经由第二驱动单元56、过电压保护器96和/或电阻元件51传导的电流的时间变化。因而减少这些部件的负载。因此有可能的是，考虑使用相对廉价的部件。相反，第二驱动单元56、整流器58、电阻元件51以及附加控制单元94和第二控制单元84及其相应互连电路的一般工作方式并未改变。

在该变型方案中，机械开关26借助由开关组件114、第三电流传感器116以及第三熔断器118组成的串联电路桥接。开关组件114包括两个彼此以反串联方式接连的半导体开关120。因而，这两个半导体开关120与机械开关26并联。这两个半导体开关120借助另外的控制单元122运行，利用该另外的控制单元要么被置于导电状态要么被置于非导电状态。对另外的控制单元122的通电借助另外的电压源124进行，该另外的电压源要么借助通过机械开关26下降的电压馈电要么借助控制回路42馈电。

与开关组件114并联有在所示变型方案中是变阻器的另外的过电压保护器126。在未详细示出的变型方案中，该另外的过电压保护器126借助齐纳二极管、TVS-二极管、RCD电路、可调的欧姆负载或它们的组合来实现。借助另外的过电压保护器126避免了开关组件114以及另外的控制单元122和另外的电压源124上的过电压，否则该过电压将可能导致它们受损。

总而言之，由另外的过电压保护器126、开关组件114、另外的控制单元122、另外的电压源124、第三电流传感器116以及第三熔断器118构成的结构对应于由第二过电压保护器110、第二电阻元件98、第二附加控制单元106、第二附加电压源108、附加电流传感器102和附加熔断器102构成的结构。

在保护开关12的该实施方式中，只要机械开关26闭合，半导体开关120就不导电。当开关26断开时，通过开关组件114存在的电压将升高，从而使得另外的电压源124运行，并且因而对另外的控制单元122通电。借助另外的控制单元122驱控开关组件114，即各个半导体开关120，从而使这些半导体开关传导电流。因此，电流换向并且借助开关组件114传导。因而，固定接触部28、30与各自的运动接触部34、36之间形成的电弧被熄灭。接着，半导体开关120被电驱控，使得这些半导体开关被电截止，从而使得两个接口20之间的电流流动结束。

借助另外的过电压保护器126一直确保半导体开关120不发生过载。假如借助与另外的控制单元122在信号技术方面连接的另外的电流传感器116检测到利用开关组件114传导的可能导致半导体开关120的损坏的相对较大的电流，则同样断开半导体开关120，并且因而避免损坏开关组件114。借助另外的熔断器118在此确保，当另外的控制单元122发生故障以及在电流相对较大时也中断流过开关组件114的电流。

在保护开关12的该变型方案中，存在对各个构件驱控、进而是断开保护开关12的多种不同顺序。因此有可能的是，首先让开关组件114是传导电流的，接着断开机械开关26。随后，开关组件114转移到非导电状态。以此方式，借助保护开关12实现了弱电弧的切换。然而也有可能的是，首先操纵机械开关26，从而使得另外的控制单元122结合通过机械开关26下降的电压而被通电。随后，开关组件114被置于导电状态，从而使电弧熄灭。随后，开关组件114也转移到非导电状态。在另外的驱控方式中，首先开关组件114置于导电状态，接着电阻元件51置于非导电状态。因此，断开了机械开关26。随后，开关组件114置于非导电状态，其中，在此期间或者一直地借助扰流圈112限制电流提升。

在未详细示出的改进方案中，保护开关12根据图5构建。然而省略了对机械开关26的桥接。换而言之，开关组件114、另外的控制单元122、另外的电压源124、另外的过电压保护器126以及第三电流传感器116和第三熔断器118不存在。

图6中示出了保护开关12的另外的实施方式。与前述实施方式相比，借助由开关组件114、第三电流传感器116以及第三熔断器118组成的串联电路并不仅仅桥接机械开关26，而且还桥接由机械开关26以及电阻元件51和电流传感器46组成的串联电路。此外省略了扰流圈112，其中，该扰流圈在这里也可以存在。与图4中所示的变型方案相比，附加熔断器102在机械开关26的相反的侧上被引导至主电流路径18，从而使得由第二电阻元件98、附加电流传感器100和附加熔断器102组成的串联电路桥接了由电流传感器46、电阻元件51和机械开关26组成的串联电路。在该变型方案中也有可能的是，存在扰流圈112。

在发生过电流的情况下，借助附加控制单元94驱控电阻元件51，从而使该电阻元件不再传导电流。因此，电流换向至具有电阻的第二驱动单元56。因而，通过第二电阻元件98或开关组件114下降的电压升高，从而运行第二附加电压源108或另外的电压源124。借助现在通电的第二附加控制单元106或另外的控制单元122，使得第二电阻元件98或开关组件114被置于导电状态。

由于第二驱动单元56在此期间被持续通电，使得机械开关26断开。因此，接着仅借助第二电阻元件98或开关组件114传导接口20之间的电流。借助可能存在的扰流圈112，在这里限制了流过该支路的电流提升，从而避免发生过载。之后借助第二附加控制单元106或另外的控制单元122使得第二电阻元件98或开关组件114置于非导电状态，从而结束接口20之间的电流流动。在该变型方案中，没有发生经过机械开关26的电弧的构成。

图7以立体图示出机械开关26的熄灭腔室128。在这里，熄灭腔室128用于熄灭在机械开关26切换过程中出现的电弧，就此而言，不为此使用其他现有构件。熄灭腔室128具有多个沿堆叠方向130相互堆叠的熄灭条132。这些熄灭条132由氧化铝陶瓷制成以及扁平地设计且垂直于堆叠方向130布置。熄灭条132的厚度，即其沿堆叠方向130的延展度介于1mm至2mm之间。熄灭条132彼此直接贴合，从而形成了堆垛134。在这里，堆垛134具有多个沿堆叠方向130相叠布置的层136，它们因而垂直于堆叠方向130布置。

给其中每个层136配属有其中两个熄灭条132。每个层136的两个熄灭条132在这里是彼此不同，并且其中一个熄灭条132呈楔形地设计，而另一个呈梯形设计。换而言之，配属给其中每个层136的熄灭条132有所区别，然而其中，给每个层136都配属有相同的熄灭条132，即相同类型。换而言之，熄灭腔室128具有两种不同类型的熄灭条132，即楔形和梯形的，并且它们均匀分布在层136上。

每个层136的两个熄灭条132垂直于堆叠方向130相互保持间隔，从而在它们之间形成缝隙138。其中四个层136分别组成一组140，其中，每个组140的熄灭条132彼此齐平布置。而分别相邻的组140的熄灭条132镜像相反地布置，从而堆垛134具有多个沿堆叠方向130相叠且彼此分隔的腔室142，这些腔室们费劲吧借助彼此对齐的缝隙138形成。在这里，由于楔形或梯形形状，使得在其中每个层136中形成缺口144，这些缺口过渡进入各自的腔室142。合计存在四个这种组140。

堆垛134在两侧分别借助保持器146围嵌并因而被稳定。保持器146彼此成镜像并且由塑料制成，并且分别具有支脚148。这两个保持器146彼此紧固在各自的支脚148上，从而使堆垛134不仅沿堆叠方向130而且垂直于堆叠方向力锁合地保持在两个保持器146之间。其中每个保持器146在与堆垛134对置的一侧上具有矩形的呈罐状或平底锅状的容纳部150，在装配状态下，在容纳部中分别置入有永磁体152，永磁体分别构成驱赶元件。

熄灭腔室128关于固定接触部28、30以及运动接触部34、36如下定向，即，在机械开关26被操纵时，即当驱动器38被操纵时，所出现的电弧在缺口144区域内撞击到堆垛134上。由于永磁体152的磁场和由电弧所产生的磁场之间的交互作用，使得该电弧被进一步驱赶到堆垛134上，即进入各个腔室142中。因而形成了电弧的进入到各自的腔室142内的部分区段，这些部分区段呈U形地构成。部分区段彼此相连，其中，连接区段在缺口144的一侧上围嵌堆垛134。因此，电弧具有相对较长的长度。在此，由于缺口144，使得电弧无法绕过熄灭腔室128。由于电弧的长度增大，使得用于维持电弧所需的电压随之升高。

此外，来自形成电弧的等离子体的热量进入到各个熄灭条132中，从而冷却电弧。在这里由于应用了陶瓷，使得热量被相对有效排出，并因而冷却电弧。由于冷却，使得用于维持电弧所需的电压同样升高。因为各个熄灭条132彼此间是分开的，使得在此即使各个熄灭条132不均匀受热的情况下，在堆垛134内也不构成可能导致损坏的过度的机械应力。

假如存在扰流圈112，例如在图5中所示的实施方式以及那里所述的未示出修改方案，或图6中的另外的实施方案的未示出的改进方案中那样，该扰流圈在改进方案中同样被考虑用于将电弧驱赶到腔室142中。在此，扰流圈112相应定位并因而充当所谓的消弧磁场线圈。因而有可能的是，取消永磁体152，或者这些永磁体额外存在以提供支持。只有当机械开关26被操纵时，扰流圈112才分别传导电流。因而，只有当电弧实际存在或者至少可能产生电弧时，才产生用于将电弧驱赶到腔室142中的磁场。

本发明不局限于上述实施例。相反，本领域技术人员在不脱离本发明主题的情况下也可以由此推导出本发明的其他变型方案。尤其地，所有结合各个实施例所述的单独特征也能以其他方式彼此组合，而不脱离本发明的主题。

附图标记列表

2 交通工具

4 车轮

6 主驱动器

8 高压具载电网

10 高压电池

12 保护开关

14 低压具载电网

16 电池

18 主电流路径

20 接口

22 另外的主电流路径

24 另外的接口

26 机械开关

28 固定接触部

30 另外的固定接触部

32 接触桥

34 运动接触部

36 另外的运动接触部

38 驱动器

39 第一驱动单元

40 控制单元

42 控制回路

44 蓄能器

46 电流传感器

48 第一电压传感器

50 第二电压传感器

51 电阻元件

52 第三电压传感器

54 第四电压传感器

56 第二驱动单元

58 整流器

60 齐纳二极管

62 熔断器

64 轴线

66 保持器

68 短接板

70 另外的保持器

72 棒件

74 永磁体

76 磁极

78 电线圈

80 另外的电线圈

82 第二开关

84 第二控制单元

86 第二电流传感器

88 第二电压源

90 二极管

92 附加开关

94 附加控制单元

96 过电压保护器

98 第二电阻元件

100附加电流传感器

102附加熔断器

104第二附加开关

106第二附加控制单元

108第二附加电压源

110第二过电压保护器

112扰流圈

114开关组件

116第三电流传感器

118第三熔断器

120半导体开关

122另外的控制单元

124另外的电压源

126另外的过电压保护器

128熄灭腔室

130堆叠方向

132熄灭条

134堆垛

136层

138缝隙

140组

142腔室

144缺口

146保持器

148支脚

150容纳部

152永磁体