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Elektrische Schalter müssen zum einen guten elektrischen Kontakt herstellen und zum anderen aber diesen auch zuverlässig trennen können. Dazu verwendet man in der Regel einen festen Kontakt und einen beweglichen Kontakt. Der bewegliche Kontakt wird beispielsweise mechanisch oder elektromagnetisch bewegt. Die im geschlossenen Zustand benötigten Haltekräfte (Kontaktkräfte) können ebenfalls mechanisch beispielsweise über eine Feder oder magnetisch über Permanentmagnete aufgebracht werden. Werden beispielsweise Permanentmagnete verwendet, so muss die Kraft zum Öffnen des Schalters mindestens so groß sein, dass die magnetische Haltekraft überwunden wird. Zusätzlich müssen noch Kräfte aufgewendet werden, die ausreichend groß sind, um die Kontaktkräfte zwischen den Kontaktmaterialien zu überwinden. Diese Kontaktkräfte können je nach Kontaktmaterial beträchtlich sein, da es im Kontakt zu sogenannten Mikroverschweißungen kommt, die einerseits für einen zuverlässigen elektrischen Kontakt erwünscht sind, andererseits aber auch zum unerwünschten Kontaktverschleiß führen. Um ein sicheres Öffnen der Kontaktfläche zu gewährleisten, müssen die Antriebseinrichtungen für die beweglichen Kontakte ausreichend groß dimensioniert sein. Dies führt einerseits zu voluminösen Aufbauten und andererseits durch die dadurch bedingten Trägheitsmomente auch zu Einschränkungen in der Schaltgeschwindigkeit.
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Herkömmlicher Weise werden die Antriebseinrichtungen derart groß dimensioniert, dass ein sicheres Öffnen des Kontakts zuverlässig erreicht werden kann. Eine Möglichkeit zum Öffnen der Kontaktfläche besteht darin, die Kontaktflächen gegeneinander zu verdrehen, wobei durch die Scherkräfte eventuell vorhandene Mikroverschweißungen getrennt werden und die benötigten Kräfte zum Öffnen des Schalters verringert werden.
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Die
EP0867903B1 offenbart eine Betätigungsvorrichtung für Schalter, wobei ein beweglicher Kontakt mit einem befestigten Kontakt derart in Kontakt gebracht wird, dass eine große Kontaktlast mit einer kleinen Antriebskraft und einem einfachen Aufbau geschaltet werden kann. Es wird eine Kombination einer groß dimensionierten Antriebseinrichtung mit einem gegenseitigen Verdrehen von Kontaktflächen vorgeschlagen. Zum Fixieren des Schalters in der geöffneten Stellung werden ebenfalls mechanische, elektro- oder permanent-magnetische Komponenten benutzt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen elektrischen Schalter derart bereit zu stellen, dass dieser einen guten elektrischen Kontakt herstellen und dieser ebenso zuverlässig getrennt werden kann. Beim Trennen sollen eine Haltekraft und eine Kontaktkraft überwunden werden können. Antriebseinrichtungen zur Bewegung eines beweglichen Kontaktes relativ zu einem festen Kontakt sollen materialsparend geschaffen und mit einer geforderten Schaltgeschwindigkeit schalten.
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Die Aufgabe wird durch einen elektrischen Schalter gemäß dem Hauptanspruch und ein Verfahren zum Betrieb des elektrischen Schalters gemäß dem Nebenanspruch gelöst.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein elektrischer Schalter mit einem ersten Schaltkontakt vorgeschlagen, der an eine, eine erste Dauermagnetfläche ausgebildete erste Magnetpolanordnung mechanisch gekoppelt ist und mit einem zweiten Schaltkontakt erzeugt ist, der an eine, eine zweite Dauermagnetfläche ausbildende zweite Magnetpolanordnung mechanisch gekoppelt ist, wobei die erste und die zweite Magnetpolanordnung mit einem jeweiligen in der Dauermagnetfläche codierten Muster aus mindestens einem Nordpolelement und mindestens einem Südpolelement geschaffen ist, und die erste und die zweite Magnetpolanordnung einerseits sowie der erste und der zweite Schaltkontakt andererseits entlang einer x-Achse jeweils zueinander orientiert und relativ zueinander verschiebbar sind, wobei die beiden codierten Muster derart zueinander positionierbar sind, dass von einem relativen Abstand m zwischen der ersten und zweiten Magnetpolanordnung abhängige wechselseitige magnetische Kraftwirkungen der ersten und der zweiten Magnetpolanordnung entweder einen geschlossenen Schaltzustand, bei dem ein Abstand k zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltkontakt gleich 0 ist, oder einen offenen Schalterzustand, bei dem ein Abstand k zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltkontakt größer 0 ist, stabilisieren.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Schalters mit einem ersten Schaltkontakt beansprucht, der an eine erste Dauermagnetfläche ausbildende erste Magnetpolanordnung mechanisch gekoppelt ist und mit einem zweiten Schaltkontakt erzeugt ist, der an eine zweite Dauermagnetfläche ausbildende zweite Magnetpolanordnung mechanisch gekoppelt ist, wobei die erste und die zweite Magnetpolanordnung mit einem jeweiligen in der Dauermagnetfläche codierten Muster aus mindestens einem Nordpolelement und mindestens einem Südpolelement geschaffen ist, und die erste und die zweite Magnetpolanordnung einerseits sowie der erste und der zweite Schaltkontakt andererseits entlang einer x-Achse jeweils zueinander orientiert und relativ zueinander verschiebbar sind, wobei die beiden codierten Muster derart zueinander positioniert werden, dass von einem relativen Abstand m zwischen der ersten und der zweiten Magnetpolanordnung abhängige wechselseitige Kraftwirkungen der ersten und der zweiten Magnetpolanordnung entweder einen geschlossenen Schalterzustand, bei dem ein Abstand k zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltkreis gleich 0 ist oder einen offenen Schalterzustand, bei dem ein Abstand k zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltkontakt größer 0 ist, stabilisieren.
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Es wird vorgeschlagen, die beiden elektrischen Kontakte so mit einem permanentmagnetischen System auszurüsten, dass sich im geschlossenen Zustand, wenn die Kontakte sich entsprechend nahe gegenüberstehen, eine anziehende Wechselwirkung zwischen den Kontakten ergibt und im geöffneten Zustand, das heißt, wenn die Kontakte ausreichend voneinander entfernt sind, eine abstoßende Wechselwirkung. Das heißt, dass sich die Kraftwirkung zwischen beiden Zuständen umkehrt, beziehungsweise, die Kraft einen Vorzeichenwechsel erfährt. Erfindungsgemäß wird diese Kraftwirkung dadurch erreicht, dass beide Schalterkontakte mit einer Magnetfeldanordnung ausgerüstet werden, die jeweils aus mindestens einem Nordpol und einem Südpol bestehen und die Kraftwirkung durch die Auswahl der Magnetpolanordnung eingestellt werden kann. Derartige Magnetfeldanordnungen sind bekannt und werden als eine sogenannte Polymagnet (dies ist ein Markenname) Technologie vertrieben. Ein Hersteller ist beispielsweise die Correlated Magnetics Research, LLC. Mit deren Homepage
http://www.correlatedmagnetics.com/polymagnet/.
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Im geschossenen Schalterzustand Z1, bei dem der Kontakt geschlossen ist, wirken hohe Kontaktkräfte in Folge der magnetischen Anziehungskräfte. Im offenen Schalterzustand Z2, bei dem der Kontakt geöffnet ist, wird die geöffnete Stellung in Folge magnetischer Abstoßungskräfte sicher gewährleistet, wobei keine zusätzlichen Haltekräfte, die beispielsweise mittels Spulen erzeugt werden, notwendig. Die Kontakte können magnetisch so weit auseinander bewegt werden, dass die Durchschlagsfestigkeit der Weglänge ausreichend ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Verbindung mit den Unteransprüchen beansprucht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die erste und die zweite Magnetpolanordnung um die x-Achse relativ zueinander in einem jeweiligen relativen Drehwinkel Φ verdrehbar sein, und die beiden codierten Muster derart zueinander positionierbar sein, dass von dem relativen Drehwinkel Φ abhängige wechselseitige magnetische Kraftwirkungen der ersten und der zweiten Magnetpolanordnung ein Wechseln in den jeweils anderen Schalterzustand unterstützen. Mittels einer entsprechenden Polverteilung kann die Wechselwirkungskraft durch Verdrehen der Magnete unter geringem Krafteinsatz gesteuert werden. Beispielsweise kann mittels einer Verdrehung zwischen anziehenden und abstoßenden Kräften hin und her geschaltet werden. Entscheidend ist, dass die zur Drehung benötigten Kräfte im Vergleich zu den geschalteten anziehenden bzw. abstoßenden Kräften relativ gering sind. Somit lassen sich mittels geringen Drehkräften starke Kontaktkräfte steuern. Vorteilhaft werden mittels der Drehbewegung gleichzeitig auch die Kontaktflächen zueinander verdreht, wodurch die vorhandenen Mikroverschweißungen aufgebrochen werden können. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die beiden codierten Muster derart zueinander positionierbar sein, dass die wechselseitigen magnetischen Kraftwirkungen der ersten und der der zweiten Magnetpolanordnung in Abhängigkeit von einem jeweiligen Abstand m und/oder einem jeweiligen Drehwinkel Φ lokal minimal und/oder lokal maximal sein können und/oder in eine entgegengesetzte Richtung wechseln können.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die beiden codierten Muster derart zueinander positionierbar sein, dass die erste und die zweite Magnetpolanordnung bei einem relativen Abstand m kleiner Δx sich gegenseitig anziehen und bei einem relativen Abstand m größer Δx sich voneinander abstoßen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die beiden codierten Muster derart zueinander positionierbar sein, dass die erste und die zweite Magnetpolanordnung in einem geschlossenen Zustand des elektrischen Schalters sich gegenseitig anziehen und in einem geöffneten Zustand des elektrischen Schalters sich voneinander abstoßen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die beiden codierten Muster derart zueinander positioniert sein, dass beim Öffnen des elektrischen Schalters des mittels des relativen Drehen der Magnetpolanordnungen von dem ersten Drehwinkelbereich ΔΦan in den zweiten Drehwinkelbereich ΔΦab das Trennen und beim Schließen des elektrischen Schalters mittels relativen Drehen der Magnetpolanordnungen von dem zweiten Drehwinkelbereich ΔΦab in den ersten Drehwinkelbereich ΔΦan das Zusammenkommen des ersten und des zweiten Schaltkontakts unterstützt wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der jeweilige Schaltkontakt mit der jeweiligen Magnetpolanordnung derart mechanisch gekoppelt sein, dass der Schaltkontakt von Magnetlinien durchdrungen wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der jeweilige Schaltkontakt mit der jeweiligen Magnetpolanordnung derart mechanisch gekoppelt sein, dass der Schaltkontakt auf der, der anderen Magnetpolanordnung zugewandten Seite auf der Dauermagnetfläche der Magnetpolanordnung und gegenüberliegend zu dem anderen Schaltkontakt fixiert ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der jeweilige Schaltkontakt mit der jeweiligen Magnetpolanordnung derart mechanisch gekoppelt sein, dass der Kontakt von Magnetfeldlinien nicht durchdrungen wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der jeweilige Schaltkontakt mit der jeweiligen Magnetpolanordnung derart mechanisch gekoppelt sein, dass der Schaltkontakt an der Magnetpolanordnung senkrecht zu der x-Achse außerhalb der Dauermagnetfläche der Magnetpolanordnung versetzt und gegenüberliegend zu dem anderen Schaltkontakt fixiert ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Schaltkontakte mit den Magnetpolanordnungen derart mechanisch gekoppelt und zueinander fixiert sein, dass entlang der x-Achse der Abstand k zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltkontakt immer um einen festen Betrag kleiner oder immer gleich zu dem Abstand m zwischen der ersten und der zweiten Magnetpolanordnung ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können der erste Kontaktkörper und die erste Magnetpolanordnung fixiert und der zweite Kontaktkörper und die zweite Magnetpolanordnung beweglich ausgebildet sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die erste Dauermagnetfläche und die zweite Dauermagnetfläche sich senkrecht zur x-Achse räumlich erstrecken.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die erste und die zweite Magnetpolanordnung als zwei gleich magnetisierte und codierte Platten erzeugt sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Dauermagnetflächen der beiden Platten jeweils die Form eines Kreises aufweisen und die beiden codierten Muster jeweils als zwei Kreishälften, vier Kreisvierteln oder 2n (Kreis/2n)-Einheiten, insbesondere mit n = 3, 4 ... 72 erzeugt sein, deren in Richtung zu der anderen Magnetpolanordnung wirkenden Nordpole und Südpole in einer Kreisrichtung der Dauermagnetfläche abwechselnd angeordnet sind.
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Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
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1a ein erstes Ausführungsbeispiel von erfindungsgemäß codierten Mustern mit einer ersten Kraftwirkung;
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1b das erste Ausführungsbeispiel mit einer zweiten Kraftwirkung;
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2a ein zweites Ausführungsbeispiel von erfindungsgemäß codierten Mustern in einem ersten Schalterzustand;
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2b ein zweites Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer codierter Muster in einem zweiten Schalterzustand;
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3a ein drittes Ausführungsbeispiel einer ersten erfindungsgemäßen Schaltkontaktanordnung;
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3b ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltkontaktanordnung;
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4 ein weiteres Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer codierter Muster;
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5 ein Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Kraftwirkungen zwischen Magnetflächen;
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6 eine Darstellung hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Schalterkontakts.
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1a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß codierten Musters für eine erste und eine zweite Magnetpolanordnung 5 und 5'. Jeder Magnetpolanordnung 5, 5' ist ein codiertes Muster 9, 9' zugeordnet. Wechselseitige magnetische Kraftwirkungen F zwischen der ersten und der zweiten Magnetpolanordnung 5, 5' sind als Pfeile dargestellt. 1a zeigt einen Drehwinkel Φ = 0 in dem die erste und die zweite Magnetpolanordnung 5, 5' zueinander relativ angeordnet sind. Die Magnetpolanordnung 5, 5' sind um eine Symmetrieachse, die ebenso x-Achse bezeichnet werden kann, relativ verdrehbar. 1a zeigt eine einfache Form von magnetisierten Platten. Jede Platte besteht aus einem Nordpol und einem Südpol. In 1a stehen sich jeweils ungleichnamige Pole gegenüber, was zu einer anziehenden Wechselwirkung führt. Ist eine der Magnetplatten drehbar ausgeführt, so führt eine Drehung um 180° dazu, dass sich gleichnamige Pole gegenüberstehen. Dies führt zu einer abstoßenden Kraft F, sowie dies in 1b dargestellt ist. 1a zeigt Kraftwirkungen F für einen geschlossenen Schalterzustand Z1. 1b Kraftwirkungen F für eine offenen Schalterzustand Z2. Zum Öffnen, d. h. für den Übergang von Z1 zu Z2, und für das Schließen, d. h. für den Übergang von Z2 zu Z1, des Kontakts sind relativ geringe Kräfte erforderlich, wenn der Mechanismus mit der gemäß 1a und 1b dargestellten Drehbewegung kombiniert wird. Im einfachsten Fall ist kein zusätzlicher Antrieb für den Kontakt erforderlich. Öffnen und Schließen wird ausschließlich durch die schaltbaren, abstoßenden bzw. anziehenden magnetischen Kräfte F bewirkt. Der Vorzeichenwechsel wird beispielsweise mittels einer von der Kontaktbewegung unabhängigen Drehbewegung der magnetischen Komponenten 5 und 5' ausgelöst. Die Drehbewegung kann über ein Erregerfeld ohne direkten mechanischen Kontakt gesteuert werden. Ähnlich einem Rotor in einem Elektromotor kann der Schaltkontakt bzw. der damit verbundene Aktor, der ja einem Dauermagneten mit definierter Prüferteilung entspricht in einem von außen einwirkenden Magnetfeld, das beispielsweise mittels Spulen die um den Magneten angeordnet sind, erzeugt wird, bewegt werden, und zwar ohne direkten mechanischen Kontakt. Mittels dieses Magnetfeldes kann beispielsweise die beschriebene Drehbewegung ausgelöst werden. Es ist ebenso eine Linearbewegung möglich, und zwar ähnlich zu einem Linearmotor. Es ist möglich den erfindungsgemäßen Schaltkontakt komplett abzuschirmen, was insbesondere in Vakuumschaltanlagen bzw. in Schutzgrasanlagen vorteilhaft ist. Wird die Drehbewegung des magnetischen Systems mit einer Drehbewegung einer Kontaktfläche kombiniert, wird das Aufbrechen einer Kontaktverschweißung unterstützt. Derartige Kontaktflächen von Schaltkontakten 7 und 7' sind in 3a und 3b dargestellt.
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2a zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen codierten Musters 9, 9'. 2a und 2b zeigen eine Abwandlung zu 1a und 1b, wobei die erste Magnetpolanordnung 5 und die zweite Magnetpolanordnung 5' aus vier magnetischen Polen besteht. Es ist eine Vierteilanordnung erzeugt. Entsprechend führt eine Verdrehung von 2a um 90° zu 2b zu einem Vorzeichenwechsel der Wechselwirkungskraft F.
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3a und 3b zeigen zusätzlich zu den 1a und 1b die jeweils dazugehörigen ersten Schaltkontakte 7 und zweiten Schaltkontakte 7'. 3a und 3b zeigen die Kombination der Magnetplatten der 1a und 1b mit einem jeweiligen elektrischen Schaltkontakt.
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3a zeigt eine Ausführungsform, bei der die magnetischen Komponenten so hintereinander angeordnet sind, dass die magnetischen Flusslinien das Material des ersten Schaltkontakts 7 und des zweiten Schaltkontakts 7' durchdringen. Auf diese Weise wird eine Art Reihenschaltung erzeugt. Gemäß 3a sind die Schaltkontakte 7 und 7' derart angeordnet, dass diese von den Magnetfeldlinien durchdrungen werden. In der oberen Stellung, die mit der gemäß 1a vergleichbar ist, stehen sich ungleichnamige Pole gegenüber, sodass es zu einer anziehenden Kraft zwischen den Magnetpolanordnungen 5 und 5' beziehungsweise Platten kommt, und die elektrischen Kontakte beziehungsweise der erste Schaltkontakt 7 und der zweite Schaltkontakt 7' durch diese Kraft F geschlossen werden.
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Eine Drehung der oberen Magnetplatte um 180° führt zu der Darstellung gemäß 3a unten. Gleichnamige Pole stehen sich gegenüber und die beiden Platten stoßen sich ab. Mittels der abstoßenden Kraft F wird der elektrische Kontakt geöffnet. Vorteilhaft ist es, wenn mittels der Drehung die Haftkraft der elektrischen Kontakte, die beispielsweise mittels Mikroverschweißungen im Kontaktbereich gebildet wird, gebrochen wird. Grundsätzlich können ebenso Polverteilungen beziehungsweise codierte Muster 9 und 9' mit mehr als zwei Polen pro Magnetpolanordnung 5 und 5' verwendet werden. Ein Beispiel für eine weitere komplexe Polverteilung zeigt beispielsweise 4.
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Alternativ zur Darstellung gemäß 3a kann ein erfindungsgemäßer magnetischer Mechanismus ebenso vom Kontaktmechanismus räumlich getrennt sein. In diesem Fall kann von einer Parallelschaltung gesprochen werden. Besonders vorteilhaft wäre es gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wenn die Schaltkontakte 7 und 7' mechanisch starr mit den Magnetpolanordnungen 5 und 5' verbunden sind. Gemäß 3b sind die Schaltkontakte 7 und 7' derart angeordnet, dass diese nicht direkt von den Magnetfeldlinien der Magnetpolanordnungen 5 und 5' durchdrungen werden. Die elektrischen Schaltkontakte 7 und 7' sind mit Magnetpolanordnungen in Form von Magnetplatten mechanisch fest verbunden, sodass die Kräfte, die auf die Magnetplatten wirken, auf die elektrischen Schaltkontakte 7 und 7' übertragen werden. Natürlich können als Kraft-Übertrager ebenso Hebemechanismen verwendet werden, beispielsweise um die wirkenden Kräfte zu verstärken. In den 3a und 3b sind oben jeweils der geschlossene Schalterzustand Z1 dargestellt. Die jeweiligen unteren Darstellungen zeigen den offenen Schalterzustand Z2.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer codierter Muster. 4 zeigt eine jeweilige Magnetpolanordnung 5 und 5', die eine jeweilige Dauermagnetfläche 3 und 3' ausbildet, wobei jeweils eine Magnetpolanordnung 5 und 5' gemäß einem ersten codierten Muster 9 und einem zweiten codierten Muster 9' geschaffen sind. 4 zeigt eine komplexere Polverteilung auf den Magnetplatten, die die Magnetpolanordnungen bereitstellen. Auf diese Weise kann der Verlauf der Kräfte über dem Abstand der Magnetplatten eingestellt werden. In einer Ausführungsform kann die Polverteilung derart eingestellt sein, dass die Kraft F bei großen Abständen abstoßend ist. Nähern sich die Magnetpolanordnungen der Magnetplatten an, kann die Kraft das Vorzeichen wechseln und die Platten können sich anziehen. Die Magnetplatten können wieder mit elektrischen Kontakten beziehungsweise Schaltkontakten 7 und 7' gemäß den 3a oder 3b kombiniert werden. Zusätzlich können noch Mechanismen bereitgestellt werden, die die Magnetplatten gegeneinander verdrehen, wodurch ein Lösen der Kontakte bewirkt wird. Dies wurde gemäß den 1a und 1b sowie 2a und 2b dargestellt. Mittel einer geeigneten Polverteilung auf den Dauermagnetflächen 3 und 3' kann einerseits die vorteilhafte Kraftwirkung eingestellt werden und andererseits das Löschen eines entstehenden Lichtbogens optimiert werden. Werden magnetische Schaltkontakte verwendet, kann das Magnetfeld ebenso derart ausgestaltet sein, dass es das Löschen eines entstehenden Schaltlichtbogens, der zum verstärkten Abbrand der Schaltkontakte führen würde, unterstützt, in dem der Lichtbogen (Plasma) durch Lorenzkräfte auf dem Kontaktbereich gedrängt wird, was als „magnetic blast” bezeichnet wird. In einem Leistungsschalter kann ein Lichtbogen gelöscht werden, in dem dieser durch Magnetfelder, die typischerweise durch den Stromfluss erzeugt werden, aus dem Bereich des Kontakts heraus getrieben wird, beispielsweise in eine Anordnung aus Löschblechen, die um den Schaltkontakt angeordnet sind. Dies ist möglich, weil der Lichtbogen ein Plasma aus geladenen Teilchen bildet, auf welche in einem Magnetfeld eine Lorenzkraft senkrecht zum Stromfluss und zu den Magnetfeldlinien wird. Dadurch bewegt sich der Lichtbogen auf dem Kontakt. Dieses Magnetfeld des Stromflusses kann durch eine geeignete Polverteilung, die zur Codierung erfindungsgemäß sowieso eingestellt wird, unterstützt werden.
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5 zeigt eine Darstellung der wechselseitigen magnetischen Kraftwirkung F zwischen einer ersten und einer zweiten Magnetpolanordnung 5 und 5', die jeweils eine Dauermagnetfläche 3 beziehungsweise 3' erzeugen. Indem ein komplexes codiertes Muster 9 oder 9' aus Nord- und Südpolen in Dauermagnetflächen 3 oder 3' eingeschrieben werden, lassen sich unterschiedliche Kraftwirkungen F zwischen zwei derartigen Dauermagnetflächen 3 und 3' realisieren. Die Kraftwirkung F kann verstärkt, geschwächt werden und es können in Abhängigkeit vom Abstand m der Dauermagnetflächen 3 und 3' lokale Minima oder Maxima eingestellt werden und es können Vorzeichenwechsel der Wechselwirkungskraft F über den Abstand m realisiert werden. n ist dabei der Abstand zwischen der ersten Magnetpolanordnung 5 und der zweiten Magnetpolanordnung 5' beziehungsweise zwischen der ersten Dauermagnetfläche 3 und der zweiten Dauermagnetfläche 3' je nach der gewählten Bezugsgröße.
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6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen elektrischen Schalters 1. Dabei kann zwischen einem ersten geschlossenen Schalterzustand Z1 und einem zweiten offenen Schalterzustand Z2 hin- und hergeschaltet werden. Erfindungsgemäß wird zum Öffnen des Schalters 1 die erste Magnetpolanordnung 5 relativ zur zweiten Magnetpolanordnung 5' gedreht, sodass Abstoßungskräfte wirken, die zusätzlich bei einem Abstand m der beiden Magnetpolanordnungen 5 und 5' zusätzlich verstärkt werden. Im umgekehrten Fall wird ausgehend von dem offenen Schalterzustand Z2 der Abstand m auf eine Entfernung Δx derart verringert, dass Anziehungskräfte F zwischen den Magnetpolanordnungen 5 und 5' wirken, die durch ein Zurückdrehen zusätzlich noch verstärkt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://www.correlatedmagnetics.com/polymagnet/ [0008]
