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. Ein besonders schwerwiegender Fehlerfall, der bei einem solchen Schalter auftreten kann, ist ein sogenannter

„Schützkleber" (engl, „stuck"). In diesem Fall „kleben" schaltende Elemente durch Verschweißung während einer Ab oder Zuschaltung zusammen, so dass, auch wenn die

Versorgungsspannung des Schalters abgeschaltet wurde, keine sichere Trennung des Laststromkreises gewährleistet werden kann. Bei einem Einsatz von Leistungsschützen in Schaltungen mit lebensgefährlichen Spannungen ist daher aus

Sicherheitsgründen eine Erkennung der Schaltposition

sinnvoll, so dass im Fall eines Schützklebers auf dieses Fehlverhalten mit geeigneten Maßnahmen reagiert werden kann.

Eine Möglichkeit der Erkennung der Schaltposition ist die Verwendung von Parallelkontakten, also Hilfskontakten, zum Hauptkontakt . Befinden sich die Hauptkontakte des Schützes jedoch in einem hermetisch abgeschlossenen gasgefüllten Raum, ist die Realisierung solcher Maßnahmen sehr aufwändig, da im Falle von Hilfskontakten auch deren Leitungen leckdicht nach außen geführt werden müssen. Eine andere Möglichkeit bei nicht hermetisch abgeschlossenen gasgefüllten Gehäusen ist die Verwendung eines separaten Schalterelements, insbesondere eines Mikroschalters, das über eine mechanische Kopplung zum Hauptschaltkontakt durch dessen Schaltbewegung mitbetätigt wird. Jedoch unterliegt ein solcher Mikroschalter wie jeder mechanische Schalter den üblichen Verschleißerscheinungen.

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 einen feststehenden Kontakt und zumindest einen beweglichen Kontakt auf. Der zumindest eine feststehende Kontakt und der zumindest eine bewegliche Kontakt sind dazu vorgesehen und eingerichtet, einen an die Schaltvorrichtung anschließbaren Laststromkreis ein- und auszuschalten. Der bewegliche Kontakt ist in der Schaltvorrichtung entsprechend zwischen einem nicht-durchschaltenden Zustand, im Folgenden auch als nicht-aktiver oder ausgeschalteter Zustand

bezeichnet, und einem durchschaltenden Zustand der

Schaltvorrichtung, im Folgenden auch als aktiver oder

eingeschalteter Zustand bezeichnet, derart bewegbar, dass der bewegliche Kontakt im nicht-durchschaltenden Zustand der Schaltvorrichtung vom zumindest einen feststehenden Kontakt beabstandet und damit galvanisch getrennt ist und im

durchschaltenden Zustand einen mechanischen Kontakt zum zumindest einen feststehenden Kontakt aufweist und damit galvanisch mit dem zumindest einen feststehenden Kontakt verbunden ist. Dass die Schaltvorrichtung zumindest einen feststehenden Kontakt aufweist, kann besonders bevorzugt auch bedeuten, dass die Schaltvorrichtung zumindest zwei

feststehende Kontakte aufweist, die voneinander getrennt in der Schaltvorrichtung angeordnet sind und die in der

beschriebenen Weise je nach Zustand des beweglichen Kontakts durch den beweglichen Kontakt elektrisch leitend miteinander verbunden oder elektrisch voneinander getrennt sein können. Beschreibungsteile, die sich auf zumindest einen feststehenden Kontakt beziehen, gelten gleichermaßen auch für mehrere und insbesondere alle in der Schaltvorrichtung vorhandenen feststehenden Kontakte.

Der zumindest eine feststehende Kontakt und/oder der

bewegliche Kontakt können beispielsweise mit oder aus Cu, einer Cu-Legierung, einem oder mehreren hochschmelzenden Metallen wie beispielsweise W, Ni und/oder Cr, oder einer Mischung von genannten Materialien, beispielsweise von Kupfer mit zumindest einem weiteren Metall, beispielsweise W, Ni und/oder Cr, sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die

Schaltvorrichtung ein Gehäuse auf, in dem der bewegliche Kontakt und der zumindest eine feststehende Kontakt

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

feststehender Kontakt im Gehäuse angeordnet ist, kann

insbesondere bedeuten, dass der 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 weist die

Schaltvorrichtung eine Schaltkammer auf, in dem der bewegliche Kontakt und der zumindest eine feststehende

Kontakt angeordnet sind. Die Schaltkammer kann insbesondere im Gehäuse angeordnet sein. Der bewegliche Kontakt kann besonders bevorzugt 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 ist der bewegliche

Kontakt mittels eines Magnetankers bewegbar. Der Magnetanker kann hierzu eine Achse aufweisen, die an einem Ende mit dem beweglichen Kontakt derart verbunden ist, dass der bewegliche Kontakt mittels 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. Weiterhin kann der Magnetanker einen magnetischen Kern aufweisen, der an einem dem beweglichen Kontakt gegenüber liegenden Ende der Achse befestigt sein kann und der Teil des magnetischen Kreises ist. Durch eine Spule, die mit einem Steuerstromkreis verbunden werden kann, kann ein magnetisches Feld im magnetischen Kreis erzeugt werden, durch das der Magnetanker bewegt wird.

Die Achse kann bevorzugt Edelstahl aufweisen oder daraus sein. Das Joch und/oder der magnetische Kern 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.

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

bedeuten, dass der bewegliche Kontakt vollständig in der Gasatmosphäre angeordnet ist und dass weiterhin zumindest ein Teil des zumindest einen feststehenden Kontakts, etwa der Kontaktbereich des zumindest einen feststehenden Kontakts, in der Gasatmosphäre angeordnet ist. Die Schaltvorrichtung kann hierzu einen gasdichten Bereich aufweisen, in dem die

Gasatmosphäre hermetisch dicht gegenüber der Umgebung

gehalten wird und in dem die beschriebenen Komponenten angeordnet sein können. Der gasdichte Bereich kann durch Teile des Gehäuses und/oder durch zusätzliche Wandungen und/oder durch Komponenten innerhalb des Gehäuses gebildet werden. Beispielsweise kann der gasdichte Bereich durch Teile der Schaltkammerwand und des Jochs in Kombination mit

zusätzlichen Wandungsteilen, beispielsweise mit oder aus Aluminium oder Edelstahl, gebildet werden. Insbesondere die Schaltkammer kann im gasdichten Bereich der Schaltvorrichtung angeordnet sein. Weiterhin kann auch der Magnetanker

vollständig innerhalb des gasdichten Bereichs angeordnet sein. 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 zwischen den Kontakten 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. Weiterhin kann sich insbesondere das Gas, also zumindest ein Teil der Gasatmosphäre, in der

Schaltkammer befinden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die

Schaltvorrichtung einen Magnetschalter auf, also einen

Schalter, der durch Einwirkung von Magnetfeldern ein- und ausgeschaltet werden kann. Der Magnetschalter kann

insbesondere einen geschlossenen Zustand und einen offenen Zustand aufweisen, zwischen denen durch Einwirkung von

Magnetfeldern hin- und hergeschaltet werden kann. Bevorzugt kann der Magnetschalter ein Reedschalter sein. Der

Reedschalter kann Kontaktzungen beispielsweise in einem

Glasröhrchen mit Schutzgasfüllung oder Vakuum aufweisen, die je nach einwirkendem Magnetfeld mechanisch voneinander getrennt sind, was dem offenen Zustand entspricht, oder sich berühren, was dem geschlossenen Zustand entspricht. Besonders bevorzugt kann der Magnetschalter ein Einschalter sein, also ein Reedschalter, der sich bei Abwesenheit von Magnetfeldern einen offenen Zustand befindet. Ein solcher Schalter kann auch als NO-Schalter (NO: „normally open") bezeichnet werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die

Schaltvorrichtung einen ersten Permanentmagneten auf. Der erste Permanentmagnet kann insbesondere am Magnetanker befestigt sein. Zusammen mit den Kontakten der

Schaltvorrichtung und dem Magnetanker kann der erste

Permanentmagnet somit innerhalb des gasdichten Bereichs angeordnet sein. Insbesondere kann der erste Permanentmagnet an einem dem beweglichen Kontakt abgewandten Ende des

Magnetankers angeordnet sein. Beispielsweise kann der erste Permanentmagnet am magnetischen Kern und/oder an der Achse des Magnetankers befestigt sein. Der erste Permanentmagnet kann ein Stabmagnet oder ein Scheibenmagnet oder ein

Ringmagnet sein. Besonders bevorzugt kann der erste

Permanentmagnet ein Ringmagnet sein, der symmetrisch zur Achse des Magnetankers angeordnet sind.

Durch die Befestigung des ersten Permanentmagneten am

Magnetanker kann der erste Permanentmagnet durch die

Schaltbewegung des Magnetankers beim Schalten der

Schaltvorrichtung mit bewegbar sein. Der Magnetschalter und der erste Permanentmagnet können insbesondere so zueinander angeordnet sein, dass das vom ersten Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld am Ort des Magnetschalters im

eingeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung schwächer ist als im ausgeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung. Entlang der Bewegungsrichtung des Magnetankers kann der

Magnetschalter beispielsweise unterhalb des ersten Permanentmagneten, also an dem Ende des Magnetankers, an dem der erste Permanentmagnet befestigt ist, angeordnet sein. Insbesondere kann der Magnetschalter entlang einer gedachten Verlängerung der Achse des Magnetankers mittig oder leicht versetzt dazu unterhalb des Magnetankers und des ersten

Permanentmagneten angeordnet sein. Im eingeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung kann der erste Permanentmagnet einen größeren Abstand zum Magnetschalter aufweisen als im

ausgeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die

Schaltvorrichtung einen zweiten Permanentmagneten auf, der in einer fixen Position relativ zum Magnetschalter angeordnet ist. Das kann insbesondere bedeuten, dass der zweite

Permanentmagnet unabhängig vom Schaltzustand der

Schaltvorrichtung stets in einer gleichen Position relativ zum Magnetschalter angeordnet bleibt. Beispielsweise kann der zweite Permanentmagnet zusammen mit dem Magnetschalter an einem Teil des Gehäuses befestigt sein. Insbesondere können der zweite Permanentmagnet und der Magnetschalter außerhalb des gasdichten Bereichs angeordnet sein. Dadurch kann eine einfache Kontaktierung des Magnetschalters ermöglicht werden.

Der zweite Permanentmagnet kann derart ausgebildet und relativ zum Magnetschalter angeordnet sein, dass das

Magnetfeld, das durch den zweiten Permanentmagneten erzeugt wird, am Ort des Magnetschalters so ist, dass sich der

Magnetschalter bei Abwesenheit weiterer Magnetfelder in einem geschlossenen Zustand befindet. Kurz gesagt kann der zweite Permanentmagnet somit ein Magnetfeld erzeugen, durch das der Magnetschalter bei Abwesenheit weiterer Magnetfelder in einem geschlossenen Zustand gehalten wird. Die Kombination aus dem Magnetschalter und dem zweiten Permanentmagneten kann somit einen sogenannten NC-Schalter (NC: „normally closed") bilden. Insbesondere kann der zweite Permanentmagnet so ausgebildet und relativ zum Magnetschalter angeordnet sein, dass der Magnetschalter durch den zweiten Permanentmagneten im

eingeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung in einem geschlossenen Zustand gehalten wird. Der zweite

Permanentmagnet ist also in einer solchen Position

angeordnet, dass der Magnetschalter dann geschlossen ist, wenn die Schaltvorrichtung in einem eingeschalteten Zustand ist. Insbesondere können der Magnetschalter und der zweite Permanentmagnet so ausgebildet und angeordnet sein, dass der Magnetschalter auch bei einem Betrieb der Spule der

Schaltvorrichtung, mittels derer der Magnetanker und somit der bewegliche Kontakt bewegt werden, unabhängig von durch die Spule am Ort des Magnetschalters hervorgerufene

Streufelder im geschlossenen Zustand verbleibt. Der zweite Permanentmagnet kann ein Stabmagnet oder ein Scheibenmagnet oder ein Ringmagnet sein.

Weiterhin kann der erste Permanentmagnet derart ausgebildet sein, dass er ein Magnetfeld erzeugt, das bei einer

ausreichenden Nähe zum Magnetschalter und insbesondere in einem ausgeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung das

Magnetfeld des zweiten Permanentmagneten schwächt.

Insbesondere kann das Magnetfeld des ersten Permanentmagneten in einem ausgeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung das Magnetfeld des zweiten Permanentmagneten derart schwächen, dass sich der Magnetschalter im offenen Zustand befindet. Mit anderen Worten kann das Magnetfeld des zweiten

Permanentmagneten bei einer Annäherung des ersten

Permanentmagneten an den zweiten Permanentmagneten und den Magnetschalter, die durch die Ausschaltbewegung des

Magnetankers bewirkt wird, derart beeinflusst und geschwächt werden, dass der Magnetschalter nicht mehr im geschlossenen Zustand verbleibt, sondern in den offenen Zustand wechselt. Entsprechend kann sich der Magnetschalter in einem offenen Zustand befinden, wenn sich die Schaltvorrichtung im

ausgeschalteten Zustand befindet.

Durch den ersten Permanentmagnet, den zweiten Permanentmagnet und den Magnetschalter, der bevorzugt als Einschalter

ausgebildet ist, kann in der vorab beschriebenen Weise erreicht werden, dass der Schaltzustand der Schaltvorrichtung mit dem Schaltzustand des Magnetschalters übereinstimmt. Ist also der Laststromkreis durch die Kontakte der

Schaltvorrichtung geschlossen, ist auch der Magnetschalter geschlossen und umgekehrt. Dies kann insbesondere durch eine geeignete Anordnung der Permanentmagneten und durch eine geeignete Größe und Ausrichtung der von den Permanentmagneten erzeugten Magnetfelder erreicht werden, die insbesondere so dimensioniert sein können, dass magnetische Störfelder, beispielsweise hervorgerufen durch die Spule des magnetischen Kreises zum Schalten der Schaltvorrichtung sowie durch äußere Magnetfelder, keinen Einfluss auf die Schalttätigkeit des Magnetschalters haben. Wie beschrieben wird der

Magnetschalter durch den zweiten, außerhalb des hermetisch abgeschlossenen Bereichs angebrachten Permanentmagneten dauerhaft, das heißt zumindest bei Abwesenheit weiterer

Magnetfelder, in den geschlossenen Zustand versetzt. Erst bei einem Öffnen der Kontakte der Schaltvorrichtung und einer Annäherung des im gasdichten Bereichs angeordneten ersten Permanentmagneten an den Magnetschalters durch eine Bewegung des Magnetankers wird der Magnetschalter umgeschaltet und ist dann entsprechend dem nicht-aktiven Zustand der Kontakte der Schaltvorrichtung in einem offenen Zustand. Es ist also möglich, den Zustand der Kontakte der Schaltvorrichtung, also offen oder geschlossen, am Zustand des Magnetschalters zu erkennen. Ebenso kann ein Schützkleber auf diese Weise eindeutig am noch geschlossenen Zustand des Magnetschalters identifiziert werden, da bei ausgeschalteter Spule, also ausgeschaltetem Steuerstromkreis, der Magnetschalter stets einen offenen Zustand aufweisen müsste.

Die hier beschriebene Schaltvorrichtung kann somit mit einem einfachen, als Einschalter ausgebildeten Reedschalter als Magnetschalter auskommen. Ohne den zweiten Permanentmagneten würde der Magnetschalter, wenn er als Einschalter ausgebildet ist, durch den ersten Permanentmagneten in den geschlossenen Zustand versetzt werden, wenn sich die Schaltvorrichtung im ausgeschalteten Zustand befindet, und umgekehrt. Der

Magnetschalter würde sich somit umgekehrt zum Zustand der Schaltvorrichtung verhalten, was aus Anwendersicht

unerwünscht sein kann, da sich der Magnetschalter in gleicher Weise wie die Schaltvorrichtung öffnen und schließen soll. Alternativ zu einem Einschalter könnte dann zwar ein als Umschalter ausgebildeter Reedschalter verwendet werden, der als Doppelkontaktschalter mit einem NO-Kontakt und einem NC- Kontakt ausgebildet ist. Solche Schalter sind aber teurer und außerdem deutlich störanfälliger als einfache Einschalter. Letzterer ist weiterhin einfacher zu positionieren, da einfache Reedschalter kleiner und robuster als Reed- Umschalter sind.

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 eines Teils der Schaltvorrichtung gemäß einem 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 . Alternativ zur gezeigten Kontaktanzahl können auch andere Anzahlen von feststehenden und/oder beweglichen Kontakten möglich sein.

Das Gehäuse 1 dient vornehmlich als Berührschutz für die im Inneren angeordneten Komponenten und weist einen Kunststoff auf oder ist daraus, beispielsweise PBT oder Glasfaser 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 W, 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 gegenüber liegenden 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 durch einen Steuerstromkreis 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. In der gezeigten Darstellung bewegt sich der Magnetanker nach oben. Der Magnetanker 5 bewegt sich somit von einer ersten Position, die dem gezeigten Ruhezustand und gleichzeitig dem trennenden, also nicht-durchschaltendem und somit ausgeschaltetem Zustand entspricht, in eine zweite Position, die dem aktiven, also durchschaltenden und somit eingeschalteten Zustand entspricht. Im aktiven Zustand sind die Kontakte 2, 3, 4 galvanisch miteinander verbunden. Wird der Stromfluss in der Spule 8 unterbrochen, wird der

Magnetanker 5 durch eine oder mehrere Federn 10 wieder in die erste Position bewegt. In der gezeigten Darstellung bewegt sich der Magnetanker 5 somit wieder nach unten. 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. Die Schaltvorrichtung befindet sich dann somit weiter im eingeschalteten Zustand, obwohl der Strom in der Spule abgeschaltet ist und somit der Laststromkreis getrennt sein müsste. Um die Entstehung derartiger Lichtbögen zu verhindern oder um wenigstens 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 durch einen hermetisch abgeschlossenen Teil gebildeten gasdichten Bereich 16 angeordnet. Der gasdichte Bereich 16 umgibt den Magnetanker 5 und die Kontakte 2, 3, 4, bis auf zum externen Anschluss vorgesehene Teile der feststehenden Kontakte 2, 3, vollständig. Der gasdichte Bereich 16 und damit auch die Schaltkammer 11 sind mit einem Gas 14 gefüllt. Das gasdichte Bereich 16 wird im Wesentlichen durch Teile der Schaltkammer 11, des Jochs 9 und zusätzliche Wandungen gebildet. Das Gas 14, das durch einen Gasfüllstutzen 15 im Rahmen der Herstellung der Schaltvorrichtung 100 in den gasdichten Bereich 16 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 . Alternativ oder zusätzlich kann die Schaltkammer 11 zumindest teilweise auch ein POM, insbesondere mit der Struktur (CH20) _n , aufweisen.

Um Informationen über die tatsächliche Position des

beweglichen Kontakts 4 und damit beispielsweise bezüglich eines möglichen Schützklebers zu erhalten, weist die Schaltvorrichtung 100 weitere Komponenten auf, die in den Figuren 1A und 1B der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind und die in Verbindung den Figuren 2A bis 2C beschrieben sind. Die Schaltvorrichtung 100 weist insbesondere weiterhin einen ersten Permanentmagneten 17, einen zweiten

Permanentmagneten 18 und einen Magnetschalter 19 auf. In Figur 2A sind im Wesentlichen nur diejenigen Komponenten und Teile der Schaltvorrichtung 100 der Figuren 1A und 1B

gezeigt, die den gasdichten Bereich 16 der Schaltvorrichtung 100 bilden. In den Figuren 2B und 2C sind vereinfachte

Ausschnitte hiervon gezeigt. Soweit nicht anders beschrieben entsprechen die in den Figuren 2A bis 2C gezeigten

Komponenten und Teile sowie auch in den Figuren 2A bis 2C im Vergleich zu den Figuren 1A und 1B nicht gezeigte Komponenten und Teile der Schaltvorrichtung 100 den Komponenten und

Teilen, die in Verbindung mit den Figuren 1A und 1B

beschrieben sind.

Der erste Permanentmagnet 17 ist zusammen mit den Kontakten 2, 3, 4 und dem Magnetanker 5 innerhalb des gasdichten

Bereichs 16 angeordnet und ist insbesondere am dem

beweglichen Kontakt 4 abgewandten Ende des Magnetankers 5 an diesem befestigt. Dadurch kann der erste Permanentmagnet 17 durch den Magnetanker 5 gemeinsam mit dem beweglichen Kontakt 4 bewegt werden.

Wie in Figur 2A dargestellt kann der erste Permanentmagnet 17 als Ringmagnet ausgebildet sein und am magnetischen Kern 6 des Magnetankers 5 befestigt sein. Alternativ hierzu kann der erste Permanentmagnet 17 auch als Stab- oder Scheibenmagnet ausgebildet sein und alternativ oder zusätzlich auch an der Achse 7 befestigt sein. Alternativ zur dargestellten

Anordnung des ersten Permanentmagneten 17 symmetrisch in Bezug auf die Achse 7 kann der erste Permanentmagnet 17 auch an einer anderen Position angeordnet und befestigt sein, insbesondere wenn dadurch die im Folgenden beschriebene Funktionalität zusammen mit dem zweiten Permanentmagneten 18 und dem Magnetschalter 19 verbessert werden kann.

Der zweite Permanentmagnet 18 ist zusammen mit dem

Magnetschalter 19 außerhalb des gasdichten Bereichs 16 innerhalb des in den Figuren 2A bis 2C nicht gezeigten

Gehäuses der Schaltvorrichtung 100 angeordnet. Insbesondere sind der zweite Permanentmagnet 18 und der Magnetschalter 19 im Gehäuse jeweils an einer festen Position verbaut, so dass der zweite Permanentmagnet 18 in einer fixen Position relativ zum Magnetschalter 19 angeordnet ist. Der zweite

Permanentmagnet 18 kann beispielsweise ein Stabmagnet oder alternativ auch ein Ring- oder Scheibenmagnet sein. Wie in den Figuren 2A bis 2C dargestellt können der zweite

Permanentmagnet 18 und der Magnetschalter 19 entlang der Bewegungsrichtung des Magnetankers 5 unterhalb des ersten Permanentmagneten 17 angeordnet sein. Hierbei kann wie gezeigt eine Anordnung symmetrisch zur Achse 7 möglich sein. Wie schon in Bezug auf den ersten Permanentmagnet 17 erwähnt können auch die Positionen des zweiten Permanentmagneten 18 und/oder des Magnetschalters 19 von den gezeigten Positionen abweichen, insbesondere wenn hierdurch eine Verbesserung der Funktionalität der genannten Komponenten erreicht werden kann .

Der Magnetschalter 5 ist als einfacher Reedschalter

ausgebildet. Wie in den Figuren 2B und 2C gezeigt ist, kann der Magnetschalter Kontaktzungen 191 beispielsweise in einem zugeschmolzenen Glasröhrchen 192 mit Schutzgasfüllung oder Vakuum aufweisen, die je nach einwirkendem Magnetfeld mechanisch voneinander getrennt sind, was dem offenen Zustand des Magnetschalters 19 entspricht, oder sich berühren, was dem geschlossenen Zustand des Magnetschalters 19 entspricht. Der Magnetschalter 5 ist insbesondere in Form eines

Einschalters ausgebildet und somit bei Abwesenheit von

Magnetfeldern in einem offenen Schaltzustand .

Der zweite Permanentmagnet 18 ist derart ausgebildet und relativ zum Magnetschalter 19 angeordnet, dass das

Magnetfeld, das durch den zweiten Permanentmagneten 18 am Ort des Magnetschalters 19 erzeugt wird, so groß ist, dass sich der Magnetschalter 19 zumindest bei Abwesenheit weiterer Magnetfelder in einem geschlossenen Zustand befindet. Der zweite Permanentmagnet 18 erzeugt somit ein ausreichend großes Magnetfeld, dass der Magnetschalter 19 bei Abwesenheit weiterer Magnetfelder stets in einem geschlossenen Zustand gehalten wird. Der erste Permanentmagnet 17 ist derart angeordnet und ausgebildet, dass er bei einer ausreichend geringen Entfernung vom Magnetschalter 19 und vom zweiten Permanentmagneten 18 das Magnetfeld des zweiten

Permanentmagneten 18 zumindest teilweise kompensieren kann. Ist der erste Permanentmagnet 17 hingegen weit genug vom Magnetschalter 19 und vom zweiten Permanentmagneten 18 entfernt, tritt keine oder nur eine derart geringe

Kompensation auf, dass der Magnetschalter 19 vom Magnetfeld des zweiten Permanentmagneten 18 im geschlossenen Zustand gehalten wird. Dies ist insbesondere der Fall, wenn sich die Schaltvorrichtung 100 im eingeschalteten Zustand befindet und der Magnetanker 5 mit dem beweglichen Kontakt 4 und dem ersten Permanentmagneten 17 vom Magnetschalter 19 maximal entfernt angeordnet ist. Dieser Zustand ist in Figur 2B gezeigt, wobei in Figur 2B wie in Figur 2C nur die Positionen der Permanentmagneten 17, 18 und des Magnetschalters 19 ohne die übrigen Komponenten der Schaltvorrichtung angedeutet sind. Aufgrund der Anordnung und Ausbildung des zweiten Permanentmagneten 18 ist der Magnetschalter also dann geschlossen, wenn sich auch die Schaltvorrichtung 100 im eingeschalteten Zustand befindet, der bewegliche Kontakt 4 also in mechanischem Kontakt mit den feststehenden Kontakten 2, 3 steht.

Der Magnetschalter 19 und der erste Permanentmagnet 17 sind entsprechend der vorherigen Beschreibung so zueinander angeordnet, dass das vom ersten Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld am Ort des Magnetschalters im eingeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung 100 schwächer ist als im ausgeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung 100. Im

ausgeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung 100 befindet sich der erste Permanentmagnet 17, wie in Figur 2C gezeigt ist, derart nahe am Magnetschalter 19 und am zweiten

Permanentmagneten 18, dass das Magnetfeld des zweiten

Permanentmagneten 18 derart stark kompensiert wird, dass das resultierende Magnetfeld nicht mehr groß genug ist, um den Magnetschalter 19 im geschlossenen Zustand zu halten und sich der Magnetschalter 19 in einem offenen Zustand befindet.

Entsprechend befindet sich der Magnetschalter 19 in einem offenen Zustand, wenn sich die Schaltvorrichtung 100 im ausgeschalteten Zustand befindet.

Durch eine Detektion des Zustands des Magnetschalters 19, beispielsweise durch eine Widerstandsmessung, kann somit direkt der Zustand der Schaltvorrichtung 100 erkannt werden. Insbesondere kann leicht erkannt werden, wenn sich die

Schaltvorrichtung 100 aufgrund eines Schützklebers noch im aktiven Zustand befindet, obwohl der Strom für die den

Magnetanker 5 bewegenden Spule bereits abgeschaltet ist und die Schaltvorrichtung 100 entsprechend im nicht-aktiven

Zustand sein müsste.

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.

Bezugszeichenliste

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

16 gasdichter Bereich

17 erster Permanentmagnet

18 zweiter Permanentmagnet 19 Magnetschalter

100 Schalt _V orrichtung

191 Schaltzunge

192 Glasröhrchen