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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter gemäß Patentanspruch 1.
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Schütze und Relais zum Schalten elektrischer Stromkreise sind aus dem Stand der Technik bekannt. Solche bekannten Schalter weisen Lastpfade mit beweglichen Kontaktbrücken auf, die dazu vorgesehen sind, zwei Schaltkontakte des Schalters elektrisch leitend miteinander zu verbinden. Zwischen der Kontaktbrücke und den Schaltkontakten bestehen dabei zwei Kontaktstellen mit insgesamt vier Kontaktflächen, was einen hohen Edelmetalleinsatz erfordert.
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Die zwei Kontaktstellen bewirken eine zweifache Stromkonzentration, was eine hohe auf die Kontaktbrücke wirkende Repulsionskraft zur Folge hat. Um dieser hohen Kraft widerstehen zu können, müssen herkömmliche Schalter entsprechend groß dimensioniert werden.
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Die zwei elektrisch in Reihe geschalteten Kontaktstellen zwischen den Schaltkontakten und der Kontaktbrücke bewirken außerdem einen hohen Kontaktwiderstand. Um den Gesamtkontaktwiderstand ausreichend klein zu halten, ist es erforderlich, die Kontaktbrücke mit hoher Kontaktkraft gegen die Schaltkontakte zu pressen, was ein starkes und damit großes Antriebssystem des Schalters erfordert.
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Das Magnetfeld von Löschmagneten eines herkömmlichen Schalters und der durch die Kontaktbrücke eines herkömmlichen Schalters fließende elektrische Strom bewirken ferner eine auf die Kontaktbrücke wirkende Lorentzkraft, was eine ausreichend starke Dimensionierung des Antriebssystems des Schalters erfordert. Bei gedrehter Stromrichtung im Lastpfad wirkt die Lorentzkraft zum Wegblasen von Lichtbögen außerdem nach innen, was unter Umständen eine nicht ausreichende Löschung eines Lichtbogens zur Folge haben kann.
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In dem Buch ERK, SCHMELZLE: Grundlagen der Schaltgerätetechnik, 1974, Springerverlag, Berlin, Seite 332, ISBN 3-540-06075-8 ist ein Vakuum-Leistungsschalter dargestellt.
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Die
DE 30 18 479 C2 beschreibt eine Öffnerkontaktanordnung mit einem ortsfesten Kontaktstück und einem in seiner unbetätigten Ruhestellung unter Federkraft belastet an diesem anliegenden bewegbaren Gegenkontaktstück.
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Die
DE 1 886 258 U beschreibt einen Druckschalter für ein Stabdosimeter, der, nach einer vollzogenen Aufladung, unter Einwirkung eines Federbalges in eine Grundstellung zurück federt und durch eine Arretierung in dieser Grundstellung gehalten wird.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Schalter bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch einen Schalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßer Schalter weist eine Kontaktkammer auf, in der ein erster Schaltkontakt und ein zweiter Schaltkontakt angeordnet sind. Dabei ist der zweite Schaltkontakt an einem Schaft angeordnet, der beweglich in einem Durchbruch der Kontaktkammer gelagert ist. Der erste Schaltkontakt und der zweite Schaltkontakt können durch Bewegen des Schafts miteinander in Kontakt gebracht werden. Vorteilhafterweise wird bei diesem Schalter eine elektrisch leitende Verbindung an lediglich einer Kontaktstelle zwischen dem ersten Schaltkontakt und dem zweiten Schaltkontakt hergestellt. Dies ermöglicht es, den Schalter mit vergleichsweise geringen räumlichen Abmessungen auszubilden, wodurch der für den Schalter erforderliche Bauraum vorteilhafterweise reduziert wird. Das Vorhandensein lediglich einer Kontaktstelle zwischen dem ersten Schaltkontakt und dem zweiten Schaltkontakt bewirkt außerdem einen niedrigen elektrischen Durchgangswiderstand des Schalters, wodurch sich im Schalter auch bei hoher elektrischer Stromstärke nur eine geringe Verlustleistung und eine geringe Wärmeerzeugung ergeben. Da in dem Schalter lediglich an der einen Kontaktstelle zwischen dem ersten Schaltkontakt und dem zweiten Schaltkontakt eine Stromkonzentration erfolgt, entsteht in dem Schalter vorteilhafterweise nur eine geringe Repulsionskraft, wodurch ein Antriebssystem des Schalters nur geringere Kräfte aufbringen muss und daher kleiner dimensioniert werden kann.
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Der Schalter weist ein erstes Anschlusselement und ein zweites Anschlusselement auf. Dabei ist der erste Schaltkontakt elektrisch leitend mit dem ersten Anschlusselement verbunden. Außerdem ist der zweite Schaltkontakt elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlusselement verbunden. Vorteilhafterweise kann der Schalter mittels des ersten Anschlusselements und des zweiten Anschlusselements in einen zu schaltenden Stromkreis eingefügt werden. Die Anschlusselemente können dabei beispielsweise Anschraublöcher zum Anschrauben des Schalters aufweisen. Die Anschlusselemente können vorteilhafterweise als kostengünstig erhältliche ebene Stanzteile ausgeführt sein.
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Der Schalter weist ein erstes Federelement auf. Dabei ist der zweite Schaltkontakt über das erste Federelement elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlusselement verbunden. Das erste Federelement ist dabei dazu ausgebildet, den zweiten Schaltkontakt von dem ersten Schaltkontakt zu trennen. Vorteilhafterweise ist zum Trennen des ersten Schaltkontakts und des zweiten Schaltkontakts kein zusätzliches Federelement mehr erforderlich. Hierdurch lässt sich der Schalter vorteilhafterweise sehr kompakt ausbilden.
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In einer Ausführungsform des Schalters ist das erste Federelement über eine Nietverbindung mit dem Schaft verbunden. Vorteilhafterweise ergibt sich dadurch eine zuverlässige elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Schaft und dem ersten Federelement. Außerdem ist die Nietverbindung vorteilhafterweise kostengünstig herstellbar.
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In einer Ausführungsform des Schalters ist das erste Federelement über eine Schweißverbindung mit dem zweiten Anschlusselement verbunden. Vorteilhafterweise besteht dann auch zwischen dem ersten Federelement und dem zweiten Anschlusselement eine zuverlässige elektrisch leitende Verbindung, die kostengünstig herstellbar ist.
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In einer Ausführungsform des Schalters weist dieser ein zweites Federelement auf. Dabei ist der zweite Schaltkontakt über das zweite Federelement elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlusselement verbunden. Dabei ist auch das zweite Federelement ausgebildet, den zweiten Schaltkontakt von dem ersten Schaltkontakt zu trennen. Vorteilhafterweise stellt das zweite Federelement dann eine zusätzliche redundante elektrisch leitende Verbindung zwischen dem zweiten Schaltkontakt und dem zweiten Anschlusselement bereit. Das zweite Federelement bringt vorteilhafterweise außerdem eine zusätzliche Kraft zum Trennen des ersten Schaltkontakts und des zweiten Schaltkontakts auf. Der Schalter kann in dieser Ausführungsform vorteilhafterweise symmetrisch ausgebildet sein.
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In einer alternativen Ausführungsform des Schalters ist der zweite Schaltkontakt über einen Litzenleiter elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlusselement verbunden. Vorteilhafterweise können die Funktionen zur Trennung des ersten Schaltkontakts und des zweiten Schaltkontakts und zur elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem zweiten Schaltkontakt und dem zweiten Anschlusselement dann voneinander getrennt sein.
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In einer Ausführungsform des Schalters weist dieser einen Antriebsschaft auf, der dazu vorgesehen ist, eine Kraft auf den Schaft auszuüben, um den zweiten Schaltkontakt in Kontakt mit dem ersten Schaltkontakt zu bringen. Vorteilhafterweise kann der Antriebsschaft dann als Teil eines Antriebssystems des Schalters ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform des Schalters ist zwischen dem Antriebsschaft und dem Schaft ein drittes Federelement angeordnet. Vorteilhafterweise kann das Federelement dazu dienen, mittels eines Kontaktüberhubs des Antriebsschafts eine Kraft auf den Schaft auszuüben, die eine erhöhte Kontaktkraft zwischen dem ersten Schaltkontakt und dem zweiten Schaltkontakt bewirkt.
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In einer Ausführungsform des Schalters ist das dritte Federelement als Druckfeder ausgebildet. Vorteilhafterweise eignet sich das dritte Federelement dann besonders gut zum Erzeugen einer erhöhten Kontaktkraft zwischen dem ersten Schaltkontakt und dem zweiten Schaltkontakt.
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In einer Ausführungsform des Schalters ist der Antriebsschaft elektrisch gegen den Schaft isoliert. Vorteilhafterweise wird dadurch ein Antriebssystem des Schalters elektrisch von einem durch den Schalter geschalteten Laststromkreis getrennt.
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In einer Ausführungsform des Schalters weist dieser zwei Löschmagnete auf, die ein senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schafts orientiertes Magnetfeld erzeugen. Vorteilhafterweise bewirkt das durch die Löschmagnete erzeugte Magnetfeld dann ein Löschen von bei einer Trennung des ersten Schaltkontakts vom zweiten Schaltkontakt auftretenden Lichtbögen. Da der durch den Schalter geschaltete Strom stets parallel zur Bewegungsrichtung des Schafts fließt, sind durch das Magnetfeld und den Stromfluss bewirkte Lorentzkräfte bei diesem Schalter vorteilhafterweise, unabhängig von der Stromflussrichtung, stets senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schafts orientiert, wodurch in beiden möglichen Stromrichtungen ein zuverlässiges Löschen von Lichtbögen sichergestellt ist. Außerdem beeinflussen die Lorentzkräfte vorteilhafterweise nicht eine Kontaktkraft zwischen dem ersten Schaltkontakt und dem zweiten Schaltkontakt des Schalters, unabhängig von der Stromflussrichtung.
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In einer Ausführungsform des Schalters weist ein in der Kontaktkammer angeordneter Abschnitt des Schafts einen Absatz auf. Vorteilhafterweise bildet dieser Absatz dann eine Kolbenfläche. Im Falle eines Auftretens eines Lichtbogens in der Kontaktkammer und einer damit einhergehenden Druckerhöhung innerhalb der Kontaktkammer übt das in der Kontaktkammer angeordnete Gas dann eine Kraft auf die durch den Absatz gebildete Kolbenfläche aus, die eine Öffnungsbewegung des Schafts und damit eine Trennung des zweiten Schaltkontakts vom ersten Schaltkontakt unterstützt und das durch den Schalter bewirkte Abschalten dadurch beschleunigt.
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In einer Ausführungsform des Schalters weist die Kontaktkammer einen Kunststoff auf. Vorteilhafterweise können die Anschlusselemente des Schalters dann mit der Kontaktkammer umspritzt sein, wodurch der Schalter kostengünstig herstellbar ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher erleutert. Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Schalters;
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2 eine perspektivische Ansicht einer Unterseite des Schalters;
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3 eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Schalters ohne Kontaktkammer;
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4 eine Schnittdarstellung des Schalters in einem ersten Schaltzustand;
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5 eine Schnittdarstellung des Schalters in einem zweiten Schaltzustand;
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6 eine schematische Darstellung einer in dem Schalter wirkenden Kraft im Fall einer ersten Stromflussrichtung; und
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7 eine schematische Darstellung einer in dem Schalter wirkenden Kraft im Falle einer zweiten Stromflussrichtung.
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1 zeigt eine leicht schematisierte perspektivische Darstellung eines Schalters 100. Der Schalter 100 dient zum Schalten eines elektrischen Stromkreises. Insbesondere kann der Schalter 100 zum Schalten eines elektrischen Stromkreises dienen, der für eine hohe elektrische Leistung vorgesehen ist. Der Schalter 100 kann beispielsweise in einem Elektro- oder einem Hybridfahrzeug Verwendung finden. Der Schalter 100 kann auch als Schütz oder als Relais bezeichnet werden.
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Der Schalter 100 weist ein erstes Anschlusselement 110 und ein zweites Anschlusselement 120 auf. Das erste Anschlusselement 110 und das zweite Anschlusselement 120 dienen dazu, den Schalter 100 in einen elektrischen Stromkreis, den Lastkreis, einzufügen. Der Schalter 100 dient dazu, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Anschlusselement 110 und dem zweiten Anschlusselement 120 zu öffnen oder zu schließen.
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Die Anschlusselemente 110, 120 sind jeweils als flache Bleche ausgebildet und können beispielsweise als Stanzteile hergestellt sein. Das erste Anschlusselement 110 weist ein erstes Anschraubloch 111 auf. Das zweite Anschlusselement 120 weist entsprechend ein zweites Anschraubloch 121 auf. Die Anschraublöcher 111, 121 dienen dazu, die Anschlusselemente 110, 120 des Schalters 100 mit weiteren Anschlusselementen des Stromkreises zu verschrauben. Die Anschraublöcher 111, 121 könnten jedoch auch entfallen.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Unterseite des Schalters 100. Es ist erkennbar, dass das erste Anschlusselement 110 und das zweite Anschlusselement 120 teilweise in einer Kontaktkammer 200 des Schalters 100 angeordnet sind. Die Kontaktkammer 200 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material. Die Kontaktkammer 200 kann beispielsweise einen Kunststoff aufweisen und durch Spritzgießen hergestellt sein. In diesem Fall können das erste Anschlusselement 110 und das zweite Anschlusselement 120 bei der Herstellung der Kontaktkammer 200 mit dem Material der Kontaktkammer 200 umspritzt worden sein.
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3 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Unterseite des Schalters 100. In der Darstellung der 3 ist die Kontaktkammer 200 nicht dargestellt. Dadurch ist erkennbar, dass die innerhalb der Kontaktkammer 200 angeordneten Abschnitte des ersten Anschlusselements 110 und des zweiten Anschlusselements 120 abschnittsweise ineinander verschachtelt sind, ohne einander zu berühren. Durch die verschachtelte Anordnung der Anschlusselemente 110, 120 weist der Schalter 100 mit den in der Kontaktkammer 200 angeordneten Anschlusselementen 110, 120 eine hohe mechanische Stabilität auf. Die Beabstandung des ersten Anschlusselements 110 und des zweiten Anschlusselements 120 stellt sicher, dass das erste Anschlusselement 110 und das zweite Anschlusselement 120 bei geöffnetem Schalter 100 elektrisch voneinander isoliert sind.
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4 zeigt eine leicht schematisierte Schnittdarstellung des Schalters 100. Der Schnitt verläuft senkrecht zur Längsrichtung der Anschlusselemente 110, 120 durch die Kontaktkammer 200 des Schalters 100. Der Schalter 100 ist in geöffnetem Zustand dargestellt, in dem das erste Anschlusselement 110 nicht elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlusselement 120 verbunden ist.
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4 zeigt, dass die Kontaktkammer 200 einen Schaltraum umschließt, der nach außen abgedichtet ist. Im Schaltraum innerhalb der Kontaktkammer 200 sind ein erster Schaltkontakt 210 und ein zweiter Schaltkontakt 220 angeordnet. Der erste Schaltkontakt 210 und der zweite Schaltkontakt 220 weisen ein elektrisch leitendes Material auf. Insbesondere können der erste Schaltkontakt 210 und der zweite Schaltkontakt 220 ein Edelmetall, beispielsweise Silber, aufweisen.
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Der erste Schaltkontakt 210 ist auf einem Sockel 215 angeordnet, der sich von dem durch die Kontaktkammer 200 umschlossenen Schaltraum in eine Wandung der Kontaktkammer 200 hinein erstreckt und dort mit dem ersten Anschlusselement 110 in elektrisch leitendem Kontakt steht. Hierdurch ist der erste Schaltkontakt 210 elektrisch leitend mit dem ersten Anschlusselement 110 verbunden.
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Der zweite Schaltkontakt 220 ist stirnseitig an einem Schaft 240 angeordnet, der beweglich in einem Durchbruch 230 einer Wandung der Kontaktkammer 200 angeordnet ist. Zwischen dem Schaft 240 und der Wandung des Durchbruchs 230 ist ein Lagerspalt 235 ausgebildet, der abgedichtet ist.
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Der Schaft 240 ist in eine axiale Bewegungsrichtung 241 im Durchbruch 230 beweglich. Durch Bewegen des Schafts 240 kann der an der Stirnseite des Schafts 240 angeordnete zweite Schaltkontakt 220 mit dem ersten Schaltkontakt 210 in Kontakt gebracht oder von dem ersten Schaltkontakt 210 getrennt werden.
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Außerhalb der Kontaktkammer 200 des Schalters 100 sind ein erstes Federelement 130 und ein zweites Federelement 140 angeordnet. Das erste Federelement 130 und das zweite Federelement 140 sind jeweils als aus Blattfedern bestehende Federpakete ausgebildet. Je ein erstes Ende des ersten Federelements 130 und des zweiten Federelements 140 ist mittels je einer Nietverbindung 131 elektrisch leitend mit einem außerhalb der Kontaktkammer 200 angeordneten Längsende des Schafts 240 verbunden. Je ein zweites Längsende des ersten Federelements 130 und des zweiten Federelements 140 ist mittels je einer Schweißverbindung 132 elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlusselement 120 des Schalters 100 verbunden. Anstelle der Nietverbindungen 131 und der Schweißverbindungen 132 könnten selbstverständlich auch andere Arten von Verbindungen zwischen den Federelementen 130, 140 und dem Schaft 240 bzw. dem zweiten Anschlusselement 120 vorgesehen sein.
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Der zweite Schaltkontakt 220 ist über den aus elektrisch leitendem Material ausgebildeten Schaft 240 und die Federelemente 130, 140 elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlusselement 120 verbunden.
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In einer vereinfachten Ausführungsform des Schalters 100 könnte eines der Federelemente 130, 140 entfallen.
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In einer alternativen Ausführungsform könnte die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Schaft 240 und dem zweiten Anschlusselement 120 auch anders als durch die Federelemente 130, 140 hergestellt sein. Beispielsweise könnte ein Litzenleiter, etwa eine Flachlitze, zwischen dem Schaft 240 und dem zweiten Anschlusselement 120 angeordnet sein. Die Federelemente 130, 140 können in dieser Ausführungsform vollständig entfallen.
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Der Schalter 100 weist einen Antriebsschaft 150 auf, der Teil eines Antriebssystems des Schalters 100 ist. Das Antriebssystem des Schalters 100 kann beispielsweise ein elektromechanisches Antriebssystem sein. Das Antriebssystem ist in den Figuren nicht detailliert dargestellt. Der Antriebsschaft 150 kann mittels des Antriebssystems in eine axiale Bewegungsrichtung 151 bewegt werden. Die Bewegungsrichtung 151 des Antriebsschafts 150 ist kollinear zur Bewegungsrichtung 241 des Schafts 240 orientiert.
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An einer dem Schaft 240 zugewandten Stirnfläche des Antriebsschafts 150 ist ein Stempel 160 angeordnet. Der Stempel 160 kann beispielsweise als dünne Kreisscheibe ausgebildet sein. Zwischen dem Stempel 160 des Antriebsschafts 150 und der außerhalb der Kontaktkammer 200 angeordneten Stirnseite des Schafts 240 ist ein drittes Federelement 170 angeordnet. Im dargestellten Beispiel ist das dritte Federelement 170 als Druckfeder ausgebildet. Der Stempel 160 kann ein elektrisch isolierendes Material aufweisen, um den Schaft 240 elektrisch gegen den Antriebsschaft 150 zu isolieren. In diesem Fall sind der über den Schaft 240 verlaufende elektrische Lastkreis des Schalters 100 und ein Stromkreis des Antriebssystems des Schalters 100 elektrisch voneinander getrennt.
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Wird der Antriebsschaft 150 in Bewegungsrichtung 151 auf den Schaft 240 zubewegt, so überträgt das dritte Federelement 170 eine durch den Antriebsschaft 150 auf das dritte Federelement 170 ausgeübte Kraft auf den Schaft 240 und bewegt diesen dadurch in Bewegungsrichtung 241 in die Kontaktkammer 200 hinein. Dadurch wird der am Schaft 240 angeordnete zweite Schaltkontakt 220 dem ersten Schaltkontakt 210 angenähert, bis der zweite Schaltkontakt 220 und der erste Schaltkontakt 210 in Kontakt kommen. Dabei werden das erste Federelement 130 und das zweite Federelement 140 des Schalters 100 gleichzeitig elastisch verformt.
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5 zeigt eine weitere Schnittdarstellung des Schalters 100. In der Darstellung der 5 befinden sich der erste Schaltkontakt 210 und der zweite Schaltkontakt 220 innerhalb der Kontaktkammer 200 in Kontakt miteinander, wodurch der Schalter 100 geschlossen ist. Somit besteht in der in 5 dargestellten Situation eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Anschlusselement 110 des Schalters 100 und dem zweiten Anschlusselement 120 des Schalters 100. Die elektrisch leitende Verbindung wird dabei über den Sockel 215, den ersten Schaltkontakt 210, den zweiten Schaltkontakt 220, den Schaft 240 und die Federelemente 130, 140 vermittelt.
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Der Antriebsschaft 150 kann nach der vollständigen Annäherung des am Schaft 240 angeordneten zweiten Schaltkontakts 220 an den am Sockel 215 angeordneten ersten Schaltkontakt 210 noch weiter in Bewegungsrichtung 151 an den Schaft 240 angenähert worden sein. Durch diesen Kontaktüberhub kann das dritte Federelement 170 elastisch verformt worden sein und nun eine definierte Kraft auf den Schaft 240 ausüben, die eine entsprechende Kontaktkraft zwischen dem zweiten Schaltkontakt 220 und dem ersten Schaltkontakt 210 bewirkt. Durch diese Kontaktkraft kann ein hinreichend geringer Kontaktwiderstand zwischen dem ersten Schaltkontakt 210 und dem zweiten Schaltkontakt 220 sichergestellt werden.
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Wird das Ausüben von Kraft durch den Antriebsschaft 150 über das dritte Federelement 170 auf den Schaft 240 beendet und der Antriebsschaft 150 von dem Schaft 240 wegbewegt, so entspannen sich die elastisch verformten Federelemente 130, 140 des Schalters 100 und üben dadurch eine Kraft auf den Schaft 240 aus, durch die dieser derart teilweise aus der Kontaktkammer 200 herausbewegt wird, dass der zweite Schaltkontakt 220 von dem ersten Schaltkontakt 210 abgehoben und die durch den Schalter 100 hergestellte elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschlusselement 110 und dem zweiten Anschlusselement 120 dadurch geöffnet wird. Das erste Federelement 130 und das zweite Federelement 140 wirken somit als Rückstellfedern zum Öffnen des Schalters 100.
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In Ausführungsformen des Schalters 100, in denen die Federelemente 130, 140 entfallen, weist der Schalter 100 eine andere Rückstellfeder auf, die den Schaft 240 nach dem Lösen der durch den Antriebsschaft 150 auf den Schaft 240 ausgeübten Kraft in seine Öffnungsstellung zurückbewegt, um den zweiten Schaltkontakt 220 vom ersten Schaltkontakt 210 abzuheben.
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Falls im in 5 gezeigten geschlossenen Zustand des Schalters 100 ein großer Laststrom durch den Lastpfad des Schalters 100 fließt, kann es beim Abheben des zweiten Schaltkontakts 220 vom ersten Schaltkontakt 210 zur Ausbildung eines Lichtbogens zwischen dem zweiten Schaltkontakt 220 und dem ersten Schaltkontakt 210 kommen. Durch die Entstehung dieses Lichtbogens kommt es innerhalb der Kontaktkammer 200 zu einem Anstieg des Drucks des innerhalb der Kontaktkammer 200 befindlichen Gases.
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Der Schaft 240 weist einen Absatz 250 auf. Dieser Absatz 250 bildet eine Kolbenfläche, die senkrecht zur Bewegungsrichtung 241 des Schafts 240 orientiert ist. Eine auf den Absatz 250 ausgeübte Kraft drückt den Schaft 240 in Richtung aus der Kontaktkammer 200 nach außen.
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Im Falle eines durch einen Lichtbogen bewirkten Druckanstieg im Inneren der Kontaktkammer 200 übt das Gas im Inneren der Kontaktkammer 200 eine Kraft auf den Absatz 250 aus, durch die die Bewegung des Schafts 240 und die Trennung des zweiten Schaltkontakts 220 vom ersten Schaltkontakt 210 beschleunigt werden. Hierdurch erhöht sich eine Abschaltgeschwindigkeit des Schalters 100. Außerdem wird vorteilhafterweise eine Brenndauer eines sich zwischen dem zweiten Schaltkontakt 220 und dem ersten Schaltkontakt 210 ausbildenden Lichtbogens reduziert, wodurch sich Schaltfähigkeit und Lebensdauer des Schalters 100 erhöhen. In einer vereinfachen Ausführungsform des Schalters 100 kann der Absatz 250 jedoch auch entfallen.
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Der Schalter 100 weist einen ersten Löschmagnet 180 und einen zweiten Löschmagnet 190 auf. Der erste Löschmagnet 180 ist außerhalb der Kontaktkammer 200 zwischen der Kontaktkammer 200 und dem ersten Federelement 130 angeordnet. Der zweite Löschmagnet 190 ist symmetrisch zum ersten Löschmagnet 180 außerhalb der Kontaktkammer 200 zwischen der Kontaktkammer 200 und dem zweiten Federelement 140 angeordnet. Zwischen dem ersten Löschmagnet 180 und dem zweiten Löschmagnet 190 besteht ein Magnetfeld, dass senkrecht zur Bewegungsrichtung 241 des Schafts 240 und senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der Anschlusselemente 110, 120 des Schalters 100 orientiert ist.
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Tritt während des Abhebens des zweiten Schaltkontakts 220 vom ersten Schaltkontakt 210 ein Lichtbogen zwischen dem zweiten Schaltkontakt 220 und dem ersten Schaltkontakt 210 auf, so werden die im Lichtbogen ionisierten Gasteilchen durch das zwischen dem ersten Löschmagnet 180 und dem zweiten Löschmagnet 190 wirkende Magnetfeld seitlich nach außen abgelenkt (geblasen), wodurch der Lichtbogen gelöscht wird.
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6 zeigt in schematisierter Darstellung eine teilweise transparente Auf- und Durchsicht des Schalters 100. Schematisch durch einen Pfeil ist ein zwischen dem ersten Löschmagnet 180 und dem zweiten Löschmagnet 190 bestehendes Magnetfeld 185 dargestellt. Ebenfalls schematisch ist ein in eine erste Stromrichtung 260 durch den ersten Schaltkontakt 210, den zweiten Schaltkontakt 220 und einen zwischen dem ersten Schaltkontakt 210 und dem zweiten Schaltkontakt 220 ausgebildeten Lichtbogen fließender Strom dargestellt. Eine durch das Magnetfeld 185 auf die bewegten Ladungen des in die erste Stromrichtung 260 fließenden elektrischen Stroms wirkende Lorentzkraft zeigt in eine erste Kraftrichtung 265, die senkrecht zur Bewegungsrichtung 141 des Schafts 240 und parallel zur Längsrichtung der Anschlusselemente 110, 120 des Schalters 100 orientiert ist.
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7 zeigt in einer weiteren schematischen Darstellung einen Fall, in dem ein durch den ersten Schaltkontakt 210, den zweiten Schaltkontakt 220 und einen zwischen dem ersten Schaltkontakt 210 und dem zweiten Schaltkontakt 220 ausgebildeten Lichtbogen fließender elektrischer Strom in eine der ersten Stromrichtung 260 entgegen gesetzte zweite Stromrichtung 270 fließt. In diesem Fall bewirkt das Magnetfeld 185 eine auf die in dem elektrischen Strom fließenden Ladungsträger wirkende Kraft in eine zweite Kraftrichtung 275, die der ersten Kraftrichtung 265 entgegen gesetzt ist. Somit ist auch die zweite Kraftrichtung 265 senkrecht zur Bewegungsrichtung 241 des Schafts 240 und parallel zur Längserstreckungsrichtung der Anschlusselemente 110, 120 orientiert. Vorteilhafterweise wird ein zwischen den Schaltkontakt 210, 220 ausgebildeter Lichtbogen durch das durch die Löschmagnete 180, 190 bewirkte Magnetfeld 185 somit unabhängig von der Stromrichtung 260, 270 stets nach außen geblasen.
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Vorteilhafterweise wirkt die durch das Magnetfeld 185 auf die Ladungsträger ausgeübte Lorentzkraft auch unabhängig von der Stromrichtung 260, 270 stets senkrecht zur Bewegungsrichtung 241 des Schafts 240. Somit wirkt die Lorentzkraft in keiner Stromrichtung 260, 270 einer Kontaktkraft zwischen dem ersten Schaltkontakt 210 und dem zweiten Schaltkontakt 220 entgegen.
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Beim Schalter 100 ist vorteilhafterweise nur eine Kontaktstelle zwischen dem ersten Schaltkontakt 210 und dem zweiten Schaltkontakt 220 vorhanden. Hierdurch weist der Schalter 100 einen geringen Kontaktwiderstand auf, ohne dass der erste Schaltkontakt 210 und der zweite Schaltkontakt 220 mit übermäßig großer Kraft aufeinander gepresst werden müssen. Dadurch kann das Antriebssystem des Schalters 100 bauraumsparend und kostengünstig ausgebildet werden.
