DE102021105461A1

DE102021105461A1 - Relay and a method for operating such a relay

Info

Publication number: DE102021105461A1
Application number: DE102021105461.3A
Authority: DE
Inventors: Ralf Hoffmann; Christoph Leifer
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2021-03-08
Filing date: 2021-03-08
Publication date: 2022-09-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Relais (10), vorzugsweise ein bistabiles Relais mit einem in einem rohrförmigen Körper (60) bewegbaren patronenförmigen Behälter (70), in welchem sich ein Fluid (40) mit einer Vielzahl von dauermagnetischen Teilchen (41) befindet, die mittelbar wenigstens ein Schaltelement (100) ein- und/oder ausschalten können.The invention relates to a relay (10), preferably a bistable relay, with a cartridge-shaped container (70) that can be moved in a tubular body (60) and in which a fluid (40) with a large number of permanent-magnetic particles (41) is located can switch at least one switching element (100) on and/or off.

Description

Die Erfindung betrifft ein Relais, insbesondere ein bistabiles Relais, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Relais.The invention relates to a relay, in particular a bistable relay, and a method for operating such a relay.

Bekannt sind thermische Relais, die im Inneren einer Spule ein Ferrofluid zum Betätigen der Relais aufweisen. Ein solches Relais wird von B. Rajagopalan et al. in dem 2012 veröffentlichten Aufsatz „Ferrofluid Actuated Thermal Overlay Relay“, zu finden unter der Internetadresse https://www.researchgate.net/publication/269800390 Ferofluid Actuated Ther mal Oberload relay, beschrieben. Ferrofluide sind Flüssigkeiten mit magnetischen Partikeln, die auf magnetische Felder reagieren. Ein solches thermisches Ferrofluid-Relais muss in einer vertikalen Ausrichtung betrieben werden, denn bei Abschaltung der Spulenerregung fallen die magnetischen Partikel durch die Schwerkraft nach unten. Durch ihr Eigengewicht wird eine sich unterhalb der Spule angeordnete Kontaktfeder bewegt. Ein Nachteil eines solchen Ferrofluid-Relais ist insbesondere darin zusehen, dass ein solches Relais nur in einer korrekten Lage, d. h. in einer vertikalen Ausrichtung betrieben werden kann.Thermal relays are known which have a ferrofluid inside a coil to actuate the relay. Such a relay is proposed by B. Rajagopalan et al. in the paper "Ferrofluid Actuated Thermal Overlay Relay" published in 2012, available at https://www.researchgate.net/publication/269800390 Ferofluid Actuated Thermal Overlay Relay. Ferrofluids are liquids with magnetic particles that react to magnetic fields. Such a thermal ferrofluid relay must be operated in a vertical orientation because when the coil excitation is switched off, the magnetic particles fall down due to gravity. A contact spring arranged below the coil is moved by its own weight. A disadvantage of such a ferrofluid relay is to be seen in particular in the fact that such a relay can only be operated in a correct position, i. H. can be operated in a vertical orientation.

Weiterhin sind Relais bekannt, die eine Vielzahl von mechanisch beweglichen Teilen in einem Magnetkreis aufweisen, in dem zusätzlich Dauermagnete angebracht sind. Nachteilig bei diesen Relais sind die komplizierte Ausführung der mechanisch beweglichen Teile und zusätzlich integrierte Dauermagnete.Furthermore, relays are known which have a large number of mechanically movable parts in a magnetic circuit in which permanent magnets are additionally fitted. Disadvantages of these relays are the complicated design of the mechanically moving parts and the additional integrated permanent magnets.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais, insbesondere ein bistabiles Relais zu schaffen, welches keine großen Dauermagnete und weniger mechanisch bewegliche Teile aufweist und somit eine längere Lebenszeit besitzt und zudem lageunabhängig betrieben werden kann.The invention is based on the object of creating a relay, in particular a bistable relay, which has no large permanent magnets and fewer mechanically moving parts and thus has a longer service life and can also be operated in any position.

Ein Kerngedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, ein Relais, vorzugsweise ein bistabiles Relais mit einem rohrförmigen Körper zur Verfügung zu stellen, in welchem ein patronenförmiger Behälter bewegbar angeordnet ist. In dem Behälter befindet sich ein Fluid mit einer Vielzahl von dauermagnetischen Teilchen, die mittelbar wenigstens ein Schaltelement ein- und/oder ausschalten können. Ein solches Material wird beispielsweise von Xubo, Liu et al. in dem Aufsatz „ReconFig. able ferromagnetic droplets“, Science, 19. Juli 2019, Vol. 365, Issue 6450, pp. 264-267 beschrieben.A core idea of the invention can be seen in providing a relay, preferably a bistable relay, with a tubular body in which a cartridge-shaped container is movably arranged. The container contains a fluid with a large number of permanent-magnetic particles, which can indirectly switch at least one switching element on and/or off. Such a material is described, for example, by Xubo, Liu et al. in the paper “ReconFig. able ferromagnetic droplets", Science, 19 July 2019, Vol. 365, Issue 6450, pp. 264-267.

Bei diesem dauermagnetischen Fluid handelt es sich um ein Material, welches mehrere dauermagnetische Teilchen in einem Fluid aufweist. Die dauermagnetischen Teilchen ordnen sich bei Anlegen eines magnetischen Feldes entsprechend an und behalten nach dem Entfernen des magnetischen Feldes ihre zuvor eingenommene Anordnung bei.This permanent-magnetic fluid is a material that has several permanent-magnetic particles in a fluid. The permanent magnetic particles arrange themselves accordingly when a magnetic field is applied and retain their previously assumed arrangement after the magnetic field is removed.

Das oben genannte technische Problem wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The above technical problem is solved by the features of claim 1 and by the method steps of claim 11. Advantageous developments are the subject of the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein beispielhaftes Relais mit zwei Schaltelementen, wobei sich das Relais in einem ersten erregten Zustand befindet,
2 das in 1 gezeigte beispielhafte Relais in einem zweiten erregten Zustand.

The invention is explained in more detail below using two exemplary embodiments in conjunction with the accompanying drawings. Show it:

1 an exemplary relay with two switching elements, the relay being in a first energized state,
2 this in 1 example relays shown in a second energized state.

In 1 ist ein beispielhaftes Relais 10 gezeigt, welches wenigstens ein erstes Schaltelement 100 aufweist bzw. betätigen kann. Das Schaltelement 100 kann eine Kontaktfeder 102 und einen Festkontakt 101 aufweisen. Das Relais 10 weist vorzugsweise weiterhin einen rohrförmigen, eine Längsachse aufweisenden Körper 60 auf. Die Längsachse ist in 1 durch eine gestrichelte Linie L dargestellt. Der rohrförmigen Körper 60 ist zu beiden Stirnseiten 61 und 62 hin offen. Vorteilhafterweise kann in dem rohrförmigen Körper 60 z.B. ein patronenförmiger Behälter 70 bewegbar angeordnet werden. Der Behälter 70 kann an seinen gegenüberliegenden Stirnflächen jeweils einen, zum Beispiel nadel- oder dornförmigen Vorsprung 71 bzw. 72 aufweisen. Der patronenförmige Behälter 70 kann in Richtung der Längsachse L hin und her bewegt werden und fungiert auf diese Weise, wie unten noch näher ausgeführt, als Betätigungselement für das Schaltelement 100 und, sofern vorhanden, für ein Schaltelement 90. Das Schaltelement 100 ist vorzugsweise in der Nähe der Stirnseite 61 angeordnet, während das Schaltelement 90 in der Nähe der Stirnseite 62 des rohrförmigen Körpers 60 angeordnet ist. Vorzugsweise befinden sich die Schaltelemente 90 und 100 bezüglich der Verlängerung L jeweils vor der Stirnseite 62 bzw. 61.In 1 an exemplary relay 10 is shown, which has at least one first switching element 100 or can actuate. The switching element 100 can have a contact spring 102 and a fixed contact 101 . The relay 10 preferably further includes a tubular body 60 having a longitudinal axis. The long axis is in 1 represented by a broken line L. The tubular body 60 is open on both end faces 61 and 62 . Advantageously, in the tubular body 60, for example, a cartridge-shaped container 70 can be movably arranged. The container 70 can have a projection 71 or 72, for example in the form of a needle or a spike, on each of its opposite end faces. The cartridge-shaped container 70 can be moved back and forth in the direction of the longitudinal axis L and in this way, as explained in more detail below, acts as an actuating element for the switching element 100 and, if present, for a switching element 90. The switching element 100 is preferably in the Proximity to the end face 61 is arranged, while the switching element 90 is arranged in the vicinity of the end face 62 of the tubular body 60 . The switching elements 90 and 100 are preferably located in front of the end faces 62 and 61, respectively, with respect to the extension L.

Vorzugsweise werden der rohrförmige Körper 60 und der patronenförmige Behälter 70 jeweils aus einem nicht magnetischen Material wie zum Beispiel Kunststoff, Glas oder Holz hergestellt. Insbesondere eignet sich hierfür ein thermoplastischer Kunststoff. Denn in diesem Fall könnte der patronenförmige Behälter 70 nach dem Füllen mit dem Magnetfluid mittels Ultraschall verschlossen werden.Preferably, the tubular body 60 and the cartridge-shaped container 70 are each made of a non-magnetic material such as plastic, glass or wood. A thermoplastic material is particularly suitable for this purpose. Because in this case the cartridge-shaped container 70 could be closed by means of ultrasound after being filled with the magnetic fluid.

Der erste Vorsprung 71 ist zum Betätigen der Kontaktfeder 102 des ersten Schaltelements 100 ausgebildet. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der zweite Vorsprung 72 zum Betätigen einer Kontaktfeder 92 des zweiten Schaltelements 90 ausgebildet sein. Das zweite Schaltelement 90 weist vorzugsweise neben der Kontaktfeder 92 einen Festkontakt 91 auf. Wie in 1 zu sehen, wirkt der Behälter 70 über seine nadelförmigen Vorsprünge 71 und 72 auf den Federkontakt 102 bzw. 92 ein. Weiterhin kann eine Rückstellfeder 110 an der Kontaktfeder 102 und beispielsweise an einem ausschnittsweise dargestellten Gehäuse 170 des Relais 10 oder an einer anderen geeigneten Stelle des Relais 10 befestigt sein. Die Rückstellfeder 110 kann derart bemessen sein, dass das Relais 10 als monostabiles Relais betrieben werden kann.The first projection 71 is designed to actuate the contact spring 102 of the first switching element 100 . According to an advantageous embodiment The second projection 72 can be designed to actuate a contact spring 92 of the second switching element 90 . The second switching element 90 preferably has a fixed contact 91 in addition to the contact spring 92 . As in 1 As can be seen, the container 70 acts via its needle-shaped projections 71 and 72 on the spring contacts 102 and 92, respectively. Furthermore, a restoring spring 110 can be fastened to the contact spring 102 and, for example, to a housing 170 of the relay 10, shown in detail, or to another suitable point of the relay 10. The return spring 110 can be dimensioned in such a way that the relay 10 can be operated as a monostable relay.

In ähnlicher Weise kann eine Rückstellfeder 120 an der Kontaktfeder 92 und beispielsweise an dem Gehäuse 170 des Relais 10 oder an einer anderen geeigneten Stelle des Relais 10 befestigt sein. Die Rückstellkraft der beiden Rückstellfedern 110 und 120 kann gleich oder unterschiedlich sein. Ist zum Beispiel die Rückstellkraft der Rückstellfeder 110 viel größer als die Rückstellkraft der Rückstellfeder 120, kann das Relais 10 als monostabiles Relais betrieben werden.Similarly, a return spring 120 may be attached to the contact spring 92 and, for example, to the housing 170 of the relay 10 or at another suitable location on the relay 10. The restoring force of the two restoring springs 110 and 120 can be the same or different. For example, if the restoring force of the return spring 110 is much greater than the restoring force of the return spring 120, the relay 10 can be operated as a monostable relay.

Der patronenförmige Behälter 70 kann mit einem eine Vielzahl von dauermagnetischen Teilchen 41 enthaltenden Fluid zumindest teilweise, vorzugsweise aber vollständig gefüllt werden. Wie später noch erläutert wird, kann sich der Behälter 70 in Abhängigkeit vom Erregungszustand des Relais 10 entlang der Längsachse L hin und her bewegen.The cartridge-shaped container 70 can be filled at least partially, but preferably completely, with a fluid containing a large number of permanent-magnetic particles 41 . As will be explained later, the container 70 can move back and forth along the longitudinal axis L depending on the energized state of the relay 10 .

Weiterhin weist das Relais 10 eine erste Wicklung 20 und eine zweite Wicklung 21 auf, die vorzugsweise von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung jeweils zu unterschiedlichen Zeitpunkten elektrisch ansteuerbar sind. Vorzugsweise wird immer nur eine der beiden Wicklungen 20 und 21 elektrisch erregt, wie dies nachfolgend noch erläutert wird. Die beiden Wicklungen 20 und 21 sind bezüglich der Längsachse L hintereinander am rohrförmigen Körper 60 angeordnet. Mit anderen Worten: die erste Wicklung 20 und die zweite Wicklung 21 sind um den rohrförmigen Körper 60 herumgewickelt, wie dies in 1 im Schnitt dargestellt ist.Furthermore, the relay 10 has a first winding 20 and a second winding 21, which can preferably be electrically controlled by a control device (not shown) at different points in time. Preferably only one of the two windings 20 and 21 is electrically excited at a time, as will be explained below. The two windings 20 and 21 are arranged one behind the other with respect to the longitudinal axis L on the tubular body 60 . In other words, the first coil 20 and the second coil 21 are wound around the tubular body 60 as shown in FIG 1 is shown in section.

Weiterhin weist das Relais 10 ein ferromagnetisches Joch 30 auf, welches einen ersten Pol 31, einen zweiten Pol 32 und einen dritten Pol 33 aufweist, die sich jeweils senkrecht zur Längsachse L zum rohrförmigen Körper 60 hin erstrecken. Der Pol 31 grenzt vorzugsweise an die Stirnseite 61 an, während der Pol 33 an die gegenüberliegende Stirnseite 62 des rohrförmigen Körpers 60 angrenzt. Der Pol 32 befindet sich etwa in der Mitte des länglichen rohrförmigen Körpers 60. Vorzugsweise liegen die jeweiligen Stirnseiten der Pole 31 bis 33 direkt auf dem rohrförmigen Körper 60 auf. Das Joch 30 kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein und bündig mit den Stirnseiten 61 und 62 des rohrförmigen Körpers 60 abschließen. In diesem Fall weist jedes Jochsegment einen ersten Pol 31, einen zweiten Pol 32 und einen dritten Pol 33 auf. Beispielhaft sei angenommen, dass sich das ferromagnetische Joch 30 vollständig um den rohrförmigen Körper 60 erstreckt. In diesem Fall zeigt 1 eine Querschnittsansicht des Relais 10. Denkbar ist allerdings auch, dass das ferromagnetische Joch 30 nur teilweise den rohrförmigen im Körper 60 umgibt. Angemerkt sei noch, dass die Länge des patronenförmigen Behälters 70 vorzugsweise dem Abstand zwischen dem Pol 31 bzw. 33 und dem Pol 32 entspricht. Dadurch kann erreicht werden, dass bei Erregung nur der ersten Wicklung 20 die Stirnflächen bzw. die beiden äußeren Seitenbereiche des Behälters 70 gegenüber dem Pol 31 bzw. 32 zu liegen kommen und somit der Vorsprung 71 aus dem rohrförmigen Körper 60 seitlich herausragt, während bei Erregung nur der zweiten Wicklung 21 die Stirnflächen bzw. die beiden äußeren Seitenbereiche des Behälters 70 gegenüber dem Pol 32 bzw. 33 zu liegen kommen und somit der Vorsprung 72 aus dem rohrförmigen Körper 60 seitlich herausragt. Die Vorsprünge 71 und 72 verlaufen jeweils vorzugsweise parallel zur Längsachse L. Wie in der 1 beispielhaft dargestellt, bildet die Längsachse L gleichzeitig die Symmetrieachse des Körpers 60 und des Behälters 70.Furthermore, the relay 10 has a ferromagnetic yoke 30 which has a first pole 31, a second pole 32 and a third pole 33, each of which extends perpendicular to the longitudinal axis L towards the tubular body 60. FIG. Pole 31 preferably abuts face 61 while pole 33 abuts the opposite face 62 of tubular body 60 . The pole 32 is located approximately in the center of the elongated tubular body 60. Preferably, the respective end faces of the poles 31-33 rest directly on the tubular body 60. The yoke 30 can be designed in one piece or in several pieces and can be flush with the end faces 61 and 62 of the tubular body 60 . In this case each yoke segment has a first pole 31 , a second pole 32 and a third pole 33 . As an example, it is assumed that the ferromagnetic yoke 30 extends completely around the tubular body 60 . In this case shows 1 a cross-sectional view of the relay 10. However, it is also conceivable that the ferromagnetic yoke 30 only partially surrounds the tubular body 60. It should also be noted that the length of the cartridge-shaped container 70 preferably corresponds to the distance between the pole 31 or 33 and the pole 32 . As a result, when only the first winding 20 is excited, the end faces or the two outer side regions of the container 70 come to rest opposite the pole 31 or 32 and thus the projection 71 protrudes laterally from the tubular body 60 while when excited only the second winding 21, the end faces or the two outer side regions of the container 70 come to rest opposite the pole 32 or 33 and thus the projection 72 protrudes laterally from the tubular body 60. The projections 71 and 72 each preferably run parallel to the longitudinal axis L. As in FIG 1 shown by way of example, the longitudinal axis L also forms the axis of symmetry of the body 60 and of the container 70.

Die erste Wicklung 20 ist zwischen dem ersten Pol 31 und dem zweiten Pol 32 angeordnet, während die zweite Wicklung 21 zwischen dem zweiten Pol 32 und dem dritten Pol 33 angeordnet ist. Dies bedeutet, dass die erste Wicklung 20 dem Schaltelement 100 zugeordnet ist, während die zweite Wicklung 21 dem Schaltelement 90 zugeordnet ist. Die Pole des ferromagnetischen Jochs 30 sind dazu ausgebildet, bei entsprechender Erregung der ersten Wicklung 20 oder der zweiten Wicklung 21 den magnetischen Fluss über die Pole 31 bzw. 33 und den gemeinsamen Pol 32, der sich zwischen den beiden Wicklungen 20 und 21 befindet, aus dem Inneren des Körpers 60 zu erfassen und zu einem geschlossenen Magnetkreis zu führen. Beispielsweise bilden die Pole 31 und 33 dann jeweils einen magnetischen Nordpol und der Pol 32 einen magnetischen Südpol des Jochs.The first winding 20 is arranged between the first pole 31 and the second pole 32 while the second winding 21 is arranged between the second pole 32 and the third pole 33 . This means that the first winding 20 is assigned to the switching element 100 while the second winding 21 is assigned to the switching element 90 . The poles of the ferromagnetic yoke 30 are designed to emit the magnetic flux via the poles 31 or 33 and the common pole 32, which is located between the two windings 20 and 21, when the first winding 20 or the second winding 21 is excited accordingly inside the body 60 and lead to a closed magnetic circuit. For example, the poles 31 and 33 then each form a magnetic north pole and the pole 32 a magnetic south pole of the yoke.

Nunmehr wird die Funktionsweise des in 1 beispielhaft dargestellten Relais 10, welches vorzugsweise als bistabiles Relais betrieben wird, näher erläutert.Now the functionality of the in 1 Relay 10 shown as an example, which is preferably operated as a bistable relay, explained in more detail.

Angenommen sei zunächst allerdings, dass das Relais 10 nur das Schaltelement 100 aufweist. Ferner sei beispielhaft angenommen, das eine Steuereinrichtung und eine Spannungsquelle mit den Wicklungen 20 und 21 verbindbare Spannungsquelle vorhanden sein können, um die Wicklungen 20 und 21 wie nachfolgend beschrieben, anregen zu können. Zudem sei angenommen, dass sich das Relais 10 in einem nicht erregten Zustand befindet.However, it is initially assumed that the relay 10 has only the switching element 100 . Furthermore, it is assumed by way of example that there can be a control device and a voltage source which can be connected to the windings 20 and 21 in order to supply the windings 20 and 21 as described below. Also assume that the relay 10 is in a non-energized state.

Nunmehr wird nur die erste Wicklung 20 erregt. Beispielsweise wird die erste Wicklung 20 derart erregt, dass sich am Pol 31 ein magnetischer Nordpol und am Pol 32 ein magnetischer Südpol ausbildet, wie dies in der 1 dargestellt ist. Bei dieser Erregung richten sich die dauermagnetischen Teilchen 41 des Fluids 40 in dem Behälter 70 zur Erlangung des Zustands der geringsten magnetischen Koenergie vorzugsweise entlang der im Inneren des Behälters 70 verlaufenden magnetischen Feldlinien derart aus, dass sich die in der 1 gezeigt Anordnung bzw. Struktur ergibt. Die dauermagnetischen Teilchen 41 des Fluids sind folglich dazu ausgebildet, dafür zu sorgen, dass bei Erregung nur der ersten Wicklung 20 der patronenförmige Behälter 70 in eine erste Position und dadurch das erste Schaltelement 100 mittels des Vorsprungs 71 des Behälters 70 in einen ersten Schaltzustand, z.B. einen geschlossenen Schaltzustand, zu bewegen, wie dies in 1 dargestellt ist. Wird nunmehr die Erregung der ersten Wicklung 20 abgeschaltet, wird der Behälter in seiner ersten Position und somit das erste Schaltelement 100 mittels des Behälters 70 in dessen ersten Schaltzustand gehalten. Denn die dauermagnetischen Teilchen 41 behalten ihre zuvor eingenommene Anordnung bei Abschaltung der Erregung der ersten Wicklung 20 bei, da hierdurch der Zustand der geringsten magnetischen Koenergie erhalten bleibt. Mit anderen Worten: die dauermagnetischen Teilchen 41 bewegen bei Erregung der ersten Wicklung 20 den Behälter 70 innerhalb des rohrförmigen Körpers 60 und somit den nadel- oder dornförmigen Vorsprung 71 soweit aus dem rohrförmigen Körper 60 nach links, dass die Kontaktfeder 102 gegen den Festkontakt 101 gedrückt wird und somit das Schaltelement 100 schließt. Die Kontaktfeder 102 wird also durch Überwindung ihrer eigenen Federsteifigkeit und/oder durch Überwindung der Rückstellkraft der optionalen Rückstellfeder 110 durch den Vorsprung 71 des Behälter 70 derart bewegt, dass sich der erforderliche Kontaktdruck zum sicheren Schließen des Schaltelements 100 einstellt.Now only the first winding 20 is energized. For example, the first winding 20 is excited in such a way that a magnetic north pole is formed at pole 31 and a magnetic south pole is formed at pole 32, as is shown in FIG 1 is shown. With this excitation, the permanent-magnetic particles 41 of the fluid 40 in the container 70 to obtain the state of lowest magnetic co-energy preferably align themselves along the magnetic field lines running inside the container 70 in such a way that the in the 1 shown arrangement or structure results. The permanent-magnetic particles 41 of the fluid are consequently designed to ensure that when only the first winding 20 is energized, the cartridge-shaped container 70 is switched to a first position and thereby the first switching element 100 is switched to a first switching state, e.g a closed switching state, to move as in 1 is shown. If the excitation of the first winding 20 is now switched off, the container is held in its first position and thus the first switching element 100 is held in its first switching state by means of the container 70 . This is because the permanent-magnetic particles 41 retain their previously assumed arrangement when the excitation of the first winding 20 is switched off, since this maintains the state of the lowest magnetic co-energy. In other words: when the first winding 20 is excited, the permanent-magnetic particles 41 move the container 70 within the tubular body 60 and thus the needle- or spike-shaped projection 71 to the left of the tubular body 60 to such an extent that the contact spring 102 is pressed against the fixed contact 101 is and thus the switching element 100 closes. The contact spring 102 is thus moved by overcoming its own spring stiffness and/or by overcoming the restoring force of the optional restoring spring 110 by the projection 71 of the container 70 in such a way that the required contact pressure for securely closing the switching element 100 is set.

Je nach Implementierung kann die Rückstellkraft der Rückstellfeder 110 derart groß im Verhältnis zur aufgebauten Struktur der dauermagnetischen Teilchen 41 gewählt werden, dass sie bei Abschaltung der Erregung der Wicklung 20 Behälter 70 in entgegengesetzter Richtung, d.h. bezüglich der Längsachse L nach rechts drückt, so dass das Schaltelement 100 wieder geöffnet wird. In einem solchen Fall fungiert das Relais 10 als monostabiles Relais.Depending on the implementation, the restoring force of the restoring spring 110 can be chosen to be so large in relation to the built-up structure of the permanent-magnetic particles 41 that when the excitation of the winding 20 is switched off, it pushes the container 70 in the opposite direction, i.e. to the right with respect to the longitudinal axis L, so that the Switching element 100 is opened again. In such a case, the relay 10 functions as a monostable relay.

Zum Umschalten des Schaltelements 100 wird nunmehr nur die zweite Wicklung 21 erregt und zwar vorzugsweise derart, dass sich am Pol 33 ein Nordpol und am gemeinsamen Pol 32 des ferromagnetischen Jochs 30 wiederum ein Südpol bildet. Als Folge hiervon wandern die dauermagnetischen Teilchen 41 des Fluids im Behälter 70 entlang der Längsachse I in die entgegengesetzte Richtung, d. h. nach rechts, um wiederum den Zustand der geringsten magnetischen Koenergie zu erzielen. Bei dieser Erregung richten sich die dauermagnetischen Teilchen 41 des Fluids 40 zur Erlangung des Zustands der geringsten magnetischen Koenergie vorzugsweise entlang der im Inneren des Behälters 70 verlaufenden magnetischen Feldlinien derart aus, dass sich die in der 2 gezeigt Anordnung bzw. Struktur ergibt.To switch over the switching element 100, only the second winding 21 is now excited, preferably in such a way that a north pole is formed at the pole 33 and a south pole is again formed at the common pole 32 of the ferromagnetic yoke 30. As a result, the permanent magnet particles 41 of the fluid in the container 70 migrate along the longitudinal axis I in the opposite direction, ie to the right, to again achieve the state of lowest magnetic co-energy. With this excitation, the permanent-magnetic particles 41 of the fluid 40 are preferably aligned along the magnetic field lines running inside the container 70 in order to obtain the state of lowest magnetic co-energy in such a way that the in the 2 shown arrangement or structure results.

Hierdurch bewirken die dauermagnetischen Teilchen 41, dass der Behälter 70 nach rechts in eine zweite Position bewegt wird. Diese Bewegung des Behälters 70 bewirkt, dass das Schaltelement 100 dank der Federsteifigkeit der Kontaktfeder 102 und/oder durch die Rückstellkraft der optionalen Rückstellfeder 110 in einen zweiten Schaltzustand, im dargestellten Beispiel in einen geöffneten Zustand übergeht, wie dies in 2 gezeigt ist. Wird nunmehr die Erregung der zweiten Wicklung 21 abgeschaltet, bleibt der Behälter 70 in seiner zweiten Position und das erste Schaltelement 100 in seinem zweiten, d.h. geöffneten Schaltzustand. Denn die dauermagnetischen Teilchen 41 behalten ihre zuvor eingenommene Anordnung bei Abschaltung der Erregung der zweiten Wicklung 21 bei, da hierdurch der Zustand der geringsten magnetischen Koenergie erhalten bleibt. In diesem Fall fungiert das Relais 10 als bistabiles Relais.This causes the permanent magnetic particles 41 to move the container 70 to the right to a second position. This movement of container 70 causes switching element 100, thanks to the spring stiffness of contact spring 102 and/or the restoring force of optional restoring spring 110, to switch to a second switching state, in the example shown to an open state, as is shown in FIG 2 is shown. If the excitation of the second winding 21 is now switched off, the container 70 remains in its second position and the first switching element 100 remains in its second, ie open, switching state. This is because the permanent-magnetic particles 41 retain their previously assumed arrangement when the excitation of the second winding 21 is switched off, since this maintains the state of the lowest magnetic co-energy. In this case the relay 10 functions as a bistable relay.

Angenommen sei nunmehr, dass das Relais 10 mit beiden Schaltelementen 90 und 100 betrieben wird.It is now assumed that the relay 10 is operated with both switching elements 90 and 100 .

Nunmehr wird nur die erste Wicklung 20 erregt. Beispielsweise wird die erste Wicklung 20 derart erregt, dass sich am Pol 31 ein magnetischer Nordpol und am Pol 32 ein magnetischer Südpol ausbildet, wie dies in der 1 dargestellt ist. Bei dieser Erregung richten sich die dauermagnetischen Teilchen 41 des Fluids 40 in dem Behälter 70 zur Erlangung des Zustands der geringsten magnetischen Koenergie vorzugsweise entlang der im Inneren des Behälters 70 verlaufenden magnetischen Feldlinien derart aus, dass sich die in der 1 gezeigt Anordnung bzw. Struktur ergibt. Die dauermagnetischen Teilchen 41 des Fluids sind folglich dazu ausgebildet, dafür zu sorgen, dass bei Erregung nur der ersten Wicklung 20 der patronenförmige Behälter 70 in eine erste Position und dadurch das erste Schaltelement 100 mittels des Vorsprungs 71 des Behälters 70 in einen ersten Schaltzustand, z. B. einen geschlossenen Schaltzustand, zu bewegen, wie dies in 1 dargestellt ist. Wird nunmehr die Erregung der ersten Wicklung 20 abgeschaltet, wird der Behälter in seiner ersten Position und somit das erste Schaltelement 100 mittels des Behälters 70 in dessen ersten Schaltzustand gehalten. Denn die dauermagnetischen Teilchen 41 behalten ihre zuvor eingenommene Anordnung bei Abschaltung der Erregung der ersten Wicklung 20 bei, da hierdurch der Zustand der geringsten magnetischen Koenergie erhalten bleibt. Mit anderen Worten: die dauermagnetischen Teilchen 41 bewegen bei Erregung der ersten Wicklung 20 den Behälter 70 innerhalb des rohrförmigen Körpers 60 und somit den nadel- oder dornförmigen Vorsprung 71 soweit aus dem rohrförmigen Körper 60 nach links, dass die Kontaktfeder 102 gegen den Festkontakt 101 gedrückt wird und somit das Schaltelement 100 schließt. Die Kontaktfeder 102 wird also durch Überwindung ihrer eigenen Federsteifigkeit und/oder durch Überwindung der Rückstellkraft der optionalen Rückstellfeder 110 durch den Vorsprung 71 des Behälter 70 derart bewegt, dass sich der erforderliche Kontaktdruck zum sicheren Schließen des Schaltelements 100 einstellt. Bei der in 1 gezeigten beispielhaften Implementierung des Relais 10 befindet sich das Schaltelement 90 in diesem Augenblick im geöffneten Zustand.Now only the first winding 20 is energized. For example, the first winding 20 is excited in such a way that a magnetic north pole is formed at pole 31 and a magnetic south pole is formed at pole 32, as is shown in FIG 1 is shown. With this excitation, the permanent-magnetic particles 41 of the fluid 40 in the container 70 to obtain the state of lowest magnetic co-energy preferably align themselves along the magnetic field lines running inside the container 70 in such a way that the in the 1 shown arrangement or structure results. The permanent-magnetic particles 41 of the fluid are consequently designed to ensure that when only the first winding 20 is energized, the cartridge-shaped container 70 is switched to a first position and thereby the first switching element 100 is switched to a first switching state, e.g . B. a closed switching state, as in 1 is shown. If the excitation of the first winding 20 is now switched off, the container is held in its first position and thus the first switching element 100 is held in its first switching state by means of the container 70 . This is because the permanent-magnetic particles 41 retain their previously assumed arrangement when the excitation of the first winding 20 is switched off, since this maintains the state of the lowest magnetic co-energy. In other words: when the first winding 20 is excited, the permanent-magnetic particles 41 move the container 70 within the tubular body 60 and thus the needle- or spike-shaped projection 71 to the left of the tubular body 60 to such an extent that the contact spring 102 is pressed against the fixed contact 101 is and thus the switching element 100 closes. The contact spring 102 is thus moved by overcoming its own spring stiffness and/or by overcoming the restoring force of the optional restoring spring 110 by the projection 71 of the container 70 in such a way that the required contact pressure for securely closing the switching element 100 is set. At the in 1 shown exemplary implementation of the relay 10 is the switching element 90 at this moment in the open state.

Zum Umschalten des Relais 10 wird nunmehr nur die zweite Wicklung 21 erregt und zwar vorzugsweise derart, dass sich am Pol 33 ein Nordpol und am gemeinsamen Pol 32 des ferromagnetischen Jochs 30 wiederum ein Südpol bildet. Als Folge hiervon wandern die dauermagnetischen Teilchen 41 des Fluids im Behälter 70 entlang der Längsachse I in die entgegengesetzte Richtung, d. h. nach rechts, um wiederum den Zustand der geringsten magnetischen Koenergie zu erzielen. Bei dieser Erregung richten sich die dauermagnetischen Teilchen 41 des Fluids 40 zur Erlangung des Zustands der geringsten magnetischen Koenergie vorzugsweise entlang der im Inneren des Behälters 70 verlaufenden magnetischen Feldlinien derart aus, dass sich die in der 2 gezeigt Anordnung bzw. Struktur ergibt.In order to switch over the relay 10, only the second winding 21 is now excited, preferably in such a way that a north pole is formed at the pole 33 and a south pole is again formed at the common pole 32 of the ferromagnetic yoke 30. As a result, the permanent magnet particles 41 of the fluid in the container 70 migrate along the longitudinal axis I in the opposite direction, ie to the right, to again achieve the state of lowest magnetic co-energy. With this excitation, the permanent-magnetic particles 41 of the fluid 40 are preferably aligned along the magnetic field lines running inside the container 70 in order to obtain the state of lowest magnetic co-energy in such a way that the in the 2 shown arrangement or structure results.

Hierdurch bewirken die dauermagnetischen Teilchen 41, dass der Behälter 70 nach rechts in eine zweite Position bewegt wird. Diese Bewegung des Behälters 70 bewirkt, dass das Schaltelement 100 dank der Federsteifigkeit der Kontaktfeder 102 und/oder durch die Rückstellkraft der optionalen Rückstellfeder 110 in einen zweiten Schaltzustand, im dargestellten Beispiel in einen geöffneten Zustand übergeht und das zweite Schaltelement 90 mittels des nadel- oder dornförmigen Vorsprungs 72 des Behälters 70 in einen ersten Schaltzustand, z.B. einen geschlossenen Schaltzustand, bewegt wird, wie dies in 2 gezeigt ist. Mit anderen Worten: die dauermagnetischen Teilchen 41 bewegen bei Erregung der zweiten Wicklung 21 den Behälter 70 innerhalb des rohrförmigen Körpers 60 und somit den nadel- oder dornförmigen Vorsprung 72 soweit aus dem rohrförmigen Körper 60 nach rechts, dass die Kontaktfeder 92 gegen den Festkontakt 91 gedrückt wird und somit das Schaltelement 90 schließt. Die Kontaktfeder 92 wird also durch Überwindung ihrer eigenen Federsteifigkeit und/oder durch Überwindung der Rückstellkraft der optionalen Rückstellfeder 120 durch den Vorsprung 72 des Behälter 70 derart bewegt, dass sich der erforderliche Kontaktdruck zum sicheren Schließen des Schaltelements 90 einstellt.This causes the permanent magnetic particles 41 to move the container 70 to the right to a second position. This movement of the container 70 causes the switching element 100, thanks to the spring stiffness of the contact spring 102 and/or the restoring force of the optional restoring spring 110, to change to a second switching state, in the example shown an open state, and the second switching element 90 to be actuated by means of the needle or Spike-shaped projection 72 of the container 70 is moved into a first switching state, e.g. a closed switching state, as is shown in 2 is shown. In other words: when the second winding 21 is excited, the permanent-magnetic particles 41 move the container 70 within the tubular body 60 and thus the needle- or spike-shaped projection 72 to the right out of the tubular body 60 to such an extent that the contact spring 92 is pressed against the fixed contact 91 is and thus the switching element 90 closes. The contact spring 92 is thus moved by overcoming its own spring stiffness and/or by overcoming the restoring force of the optional restoring spring 120 by the projection 72 of the container 70 in such a way that the required contact pressure for securely closing the switching element 90 is set.

Wird nunmehr die Erregung der zweiten Wicklung 21 abgeschaltet, bleibt der Behälter 70 in seiner zweiten Position und hält somit das Schaltelement 90 in seinem ersten, z.B. geschlossenen Schaltzustand. Das erste Schaltelement 100 bleibt unverändert in seinem zweiten, d.h. geöffneten Schaltzustand. Denn die dauermagnetischen Teilchen 41 behalten ihre zuvor eingenommene Anordnung bei Abschaltung der Erregung der zweiten Wicklung 21 bei, da hierdurch der Zustand der geringsten magnetischen Koenergie erhalten bleibt. In diesem Fall fungiert das Relais 10 als bistabiles Relais mit zwei Schaltelementen.If the excitation of the second winding 21 is now switched off, the container 70 remains in its second position and thus keeps the switching element 90 in its first, e.g. closed switching state. The first switching element 100 remains unchanged in its second, i.e. open, switching state. This is because the permanent-magnetic particles 41 retain their previously assumed arrangement when the excitation of the second winding 21 is switched off, since this maintains the state of the lowest magnetic co-energy. In this case, the relay 10 functions as a bistable relay with two switching elements.

Angemerkt sei an dieser Stelle, dass es sich bei den Schaltelementen 90 und 100 beispielsweise jeweils um einen Wechslerkontakt, einen Öffnerkontakt, einen Schließerkontakt, Mehrfachkontakte oder auch um gekoppelte Kontakte handeln kann.It should be noted at this point that the switching elements 90 and 100 can each be a changeover contact, a break contact, a make contact, multiple contacts or coupled contacts, for example.

Zumindest einige der oben geschilderten beispielhaften Aspekte werden nachfolgend noch einmal zusammengefasst.At least some of the exemplary aspects outlined above are summarized again below.

Gemäß einem beispielhaften Aspekt wird ein Relais 10 geschaffen, welches folgende Merkmale aufweisen kann:

- ein erstes Schaltelement 100, welches eine Kontaktfeder 102 aufweist,
- einen rohrförmigen, eine Längsachse L aufweisenden Körper 60 mit einer ersten und zweiten offenen Stirnseite 61, 62,
- einen patronenförmigen Behälter 70, der innerhalb des rohrförmigen Körpers 60 angeordnet und entlang der Längsachse L des rohrförmigen Körpers 60 bewegbar ist, wobei der Behälter 70 zum Betätigen der Kontaktfeder 102 des ersten Schaltelements 100 ausgebildet ist,
- ein Fluid 40 mit einer Vielzahl von dauermagnetischen Teilchen 41, wobei das Fluid 40 zumindest teilweise den Behälter 70 ausfüllt,
- eine erste Wicklung 20 und eine zweite Wicklung 21, die jeweils zu unterschiedlichen Zeiten elektrisch ansteuerbar und bezüglich der Längsachse L hintereinander am rohrförmigen Körper 60 angeordnet sind,
- ein ferromagnetisches Joch 30, welches die erste Wicklung 20 und die zweite Wicklung 21 wenigstens abschnittsweise umgibt, wobei das ferromagnetische Joch 30 einen ersten Pol 31, einen zweiten Pol 32 und dritten Pol 33 aufweist, die sich jeweils senkrecht zur Längsachse L zum rohrförmigen Körper 60 hin erstrecken, wobei die erste Wicklung 20 zwischen dem ersten und zweiten Pol 31, 32 und die zweite Wicklung 21 zwischen dem zweiten und dritten Pol 32, 33 angeordnet ist.

According to an exemplary aspect, a relay 10 is created, which can have the following features:

- a first switching element 100, which has a contact spring 102,
- a tubular body 60 having a longitudinal axis L and having first and second open ends 61, 62,
- A cartridge-shaped container 70 placed inside the tubular body 60 and is movable along the longitudinal axis L of the tubular body 60, the container 70 being designed to actuate the contact spring 102 of the first switching element 100,
- a fluid 40 with a large number of permanent-magnetic particles 41, the fluid 40 at least partially filling the container 70,
- a first winding 20 and a second winding 21, which can each be actuated electrically at different times and are arranged one behind the other with respect to the longitudinal axis L on the tubular body 60,
- A ferromagnetic yoke 30, which at least partially surrounds the first winding 20 and the second winding 21, the ferromagnetic yoke 30 having a first pole 31, a second pole 32 and a third pole 33, which are each perpendicular to the longitudinal axis L of the tubular body 60 extend out, the first winding 20 between the first and second poles 31, 32 and the second winding 21 between the second and third poles 32, 33 is arranged.

Vorteilhafterweise kann das Relais 10 ein zweites Schaltelement 90 mit einer Kontaktfeder 92 aufweisen, wobei der Behälter 70 zum Betätigen der Kontaktfeder 92 des zweiten Schaltelements 90 ausgebildet sein kann. The relay 10 can advantageously have a second switching element 90 with a contact spring 92 , it being possible for the container 70 to actuate the contact spring 92 of the second switching element 90 .

Vorteilhafterweise kann das erste Schaltelement 100 in der Nähe der ersten Stirnseite 61 und das zweite Schaltelement 90 in der Nähe der zweiten Stirnseite 62 des rohrförmigen Körpers 60, aber außerhalb des rohrförmigen Körpers 60 angeordnet sein.Advantageously, the first switching element 100 can be arranged in the vicinity of the first end face 61 and the second switching element 90 in the vicinity of the second end face 62 of the tubular body 60 but outside of the tubular body 60 .

Zweckmäßigerweise können die dauermagnetischen Teilchen 41 des Fluids 40 dazu ausgebildet sein,

a) bei Erregung nur der ersten Wicklung 20 den Behälter 70 in eine erste Position derart zu bewegen, dass der Behälter 70 das erste Schaltelement 100 in einen ersten Schaltzustand versetzt,
b) bei anschließender Abschaltung der Erregung der ersten Wicklung 20 den Behälter 70 in der ersten Position und dadurch das erste Schaltelement 100 in dessen ersten Schaltzustand zu halten, und
c) bei anschließender Erregung nur der zweiten Wicklung 21 den Behälter 70 in eine zweite, der ersten Position gegenüberliegenden Position derart zu bewegen, dass das erste Schaltelement 100 in einen zweiten Schaltzustand versetzt wird.

Expediently, the permanent-magnetic particles 41 of the fluid 40 can be designed to

a) when only the first winding 20 is excited, to move the container 70 into a first position such that the container 70 puts the first switching element 100 into a first switching state,
b) upon subsequent switching off of the excitation of the first winding 20, to hold the container 70 in the first position and thereby the first switching element 100 in its first switching state, and
c) upon subsequent excitation of only the second winding 21, to move the container 70 into a second position opposite the first position in such a way that the first switching element 100 is placed in a second switching state.

Vorteilhafterweise können die dauermagnetischen Teilchen 41 des Fluids 40 dazu ausgebildet sein,

a) bei Erregung nur der ersten Wicklung 20 den Behälter 70 in eine erste Position derart zu bewegen, dass der Behälter 70 das erste Schaltelement 100 in einen ersten Schaltzustand versetzt,
b) bei anschließender Abschaltung der Erregung der ersten Wicklung 20 den Behälter 70 in der ersten Position und dadurch das erste Schaltelement 100 in dessen ersten Schaltzustand zu halten,
c) bei anschließender Erregung nur der zweiten Wicklung 21 den Behälter 70 in eine zweite, der ersten Position gegenüberliegenden Position derart zu bewegen, dass der Behälter 70 das zweite Schaltelement 90 in einen ersten Schaltzustand versetzt, wobei das erste Schaltelement 100 in einen zweiten Schaltzustand versetzt wird, und
d) bei anschließender Abschaltung der Erregung der zweiten Wicklung 21 den Behälter in der zweiten Position und dadurch das zweite Schaltelement 90 in dessen ersten Schaltzustand zu halten.

Advantageously, the permanent magnetic particles 41 of the fluid 40 can be designed to

a) when only the first winding 20 is excited, to move the container 70 into a first position such that the container 70 puts the first switching element 100 into a first switching state,
b) when the excitation of the first winding 20 is then switched off, to hold the container 70 in the first position and thereby the first switching element 100 in its first switching state,
c) upon subsequent excitation of only the second winding 21, to move the container 70 into a second position opposite the first position in such a way that the container 70 puts the second switching element 90 into a first switching state, the first switching element 100 into a second switching state will, and
d) upon subsequent switching off of the excitation of the second winding 21 to hold the container in the second position and thereby the second switching element 90 in its first switching state.

Vorzugsweise kann der Behälter 70 einen ersten, in Richtung des ersten Schaltelements 100 weisenden Vorsprung 71 und einen zweiten, in Richtung des zweiten Schaltelements 90 weisenden Vorsprung 72 aufweist.The container 70 can preferably have a first projection 71 pointing in the direction of the first switching element 100 and a second projection 72 pointing in the direction of the second switching element 90 .

Vorteilhafterweise kann die Kontaktfeder 102 des ersten Schaltelements 100 mit einer ersten Rückstellfeder 110 verbunden ist.The contact spring 102 of the first switching element 100 can advantageously be connected to a first return spring 110 .

Zweckmäßigerweise kann auch die Kontaktfeder 92 des zweiten Schaltelements 90 mit einer zweiten Rückstellfeder 120 verbunden sein, wobei die erste und zweite Rückstellfeder 110 bzw. 120 gleiche oder unterschiedliche Rückstellkräfte aufweisen.Expediently, the contact spring 92 of the second switching element 90 can also be connected to a second restoring spring 120, with the first and second restoring springs 110 and 120 having the same or different restoring forces.

Vorteilhafterweise kann das Fluid 40 den Behälter 70 vollständig ausfüllt, wobei das Fluid eine Flüssigkeit sein kann.Advantageously, the fluid 40 can completely fill the container 70, which fluid can be a liquid.

Vorteilhafterweise kann das ferromagnetische Joch 30 den rohrförmigen Körper 60 vollständig umschließt. Das Joch 30 kann beispielsweise einstückig ausgebildet sein oder auch mehreren einzelne Jochsegmente aufweisen.Advantageously, the ferromagnetic yoke 30 can completely enclose the tubular body 60 . The yoke 30 can, for example, be designed in one piece or also have several individual yoke segments.

Gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Relais 10, wie oben beispielhaft beschrieben bereitgestellt, wobei sich das Relais 10 zunächst in einem nicht erregten Zustand befindet. Das Verfahren kann folgende Verfahrensschritte aufweisen:

a) Erregen nur der ersten Wicklung 20, so dass sich die dauermagnetischen Teilchen 41 des Fluids 40 entlang der im Behälter 70 verlaufenden magnetischen Feldlinien zwischen dem ersten Pol 31 und dem zweiten Pol 32derart anordnen, dass der Behälter 70 in eine erste Position und das erste Schaltelement 100 mittels des Behälters 70 in einen ersten Schaltzustand bewegt wird, und
b) Abschalten der Erregung der ersten Wicklung 20, wobei das erste Schaltelement 100 mittels des Behälters 70 in seinem ersten Schaltzustand gehalten wird.

According to a further exemplary aspect, a method for operating a relay 10, as described above by way of example, is provided, the relay 10 initially being in a non-excited state. The method can have the following method steps:

a) Energizing only the first winding 20 so that the permanent-magnetic particles 41 of the fluid 40 arrange themselves along the magnetic field lines running in the container 70 between the first pole 31 and the second pole 32 in such a way that the container 70 is in a first position and the first Switching element 100 is moved into a first switching state by means of container 70, and
b) Switching off the excitation of the first winding 20, the first switching element 100 being held in its first switching state by means of the container 70.

Vorteilhafterweise können nach Ausführung des Schrittes b) folgende Schritte ausgeführt werden:

c) Erregen nur der zweiten Wicklung 21, so dass sich die dauermagnetischen Teilchen 41 des Fluids 40 entlang der im Behälter 70 verlaufenden magnetischen Feldlinien zwischen dem zweiten Pol 32 und dem dritten Pol 33 derart anordnen, dass der Behälter 70 in eine zweite, der ersten Position gegenüberliegenden Position bewegt und das erste Schaltelement 100 in einen zweiten Schaltzustand bewegt wird.

Advantageously, after step b) has been carried out, the following steps can be carried out:

c) Exciting only the second winding 21, so that the permanent-magnetic particles 41 of the fluid 40 are arranged along the magnetic field lines running in the container 70 between the second pole 32 and the third pole 33 in such a way that the container 70 enters a second, the first Position opposite position moves and the first switching element 100 is moved to a second switching state.

Vorteilhafterweise kann das Relais 10 ein zweites Schaltelement 90 mit einer Kontaktfeder 92 aufweist, wobei
der Behälter 70 auch zum Betätigen der Kontaktfeder 92 des zweiten Schaltelements 90 ausgebildet sein kann. Vorteilhafterweise können nach Ausführung des Schrittes b) folgende Schritte ausgeführt werden:

c) Erregen nur der zweiten Wicklung 21, so dass sich die dauermagnetischen Teilchen 41 des Fluids 40 entlang der im Behälter 70 verlaufenden magnetischen Feldlinien zwischen dem zweiten Pol 32 und dem dritten Pol 33 derart anordnen, dass der Behälter 70 in eine zweite, der ersten Position gegenüberliegenden Position und das zweite Schaltelement (90) mittels des Behälters 70 in einen ersten Schaltzustand und das erste Schaltelement 100 in einen zweiten Schaltzustand bewegt wird, und
d) Abschalten der Erregung der zweiten Wicklung 21, wobei das zweite Schaltelement 90 mittels des Behälters 70 in seinem ersten Schaltzustand gehalten wird.

Advantageously, the relay 10 has a second switching element 90 with a contact spring 92, wherein
the container 70 can also be designed to actuate the contact spring 92 of the second switching element 90 . Advantageously, after step b) has been carried out, the following steps can be carried out:

c) Exciting only the second winding 21, so that the permanent-magnetic particles 41 of the fluid 40 are arranged along the magnetic field lines running in the container 70 between the second pole 32 and the third pole 33 in such a way that the container 70 enters a second, the first Position opposite position and the second switching element (90) is moved into a first switching state and the first switching element 100 into a second switching state by means of the container 70, and
d) Switching off the excitation of the second winding 21, the second switching element 90 being held in its first switching state by means of the container 70.

Claims

Relay (10) comprising: - a first switching element (100) which has a contact spring (102), - a tubular body (60) having a longitudinal axis (L) and having first and second open ends (61, 62), - a cartridge-shaped container (70) arranged inside the tubular body (60) and movable along the longitudinal axis (L) of the tubular body (60), the container (70) for actuating the contact spring (102) of the first switching element ( 100) is trained, - a fluid (40) with a multiplicity of permanent-magnetic particles (41), the fluid (40) at least partially filling the container (70), - a first winding (20) and a second winding (21), which can each be actuated electrically at different times and are arranged one behind the other on the tubular body (60) with respect to the longitudinal axis (L), - a ferromagnetic yoke (30) which surrounds the first winding (20 and the second winding (21) at least in sections, the ferromagnetic yoke (30) having a first pole (31), a second pole (32) and a third pole (33 ) each extending perpendicular to the longitudinal axis (L) towards the tubular body (60), the first winding (20) between the first and second poles (31, 32) and the second winding (21) between the second and third pole (32, 33) is arranged.

relay after claim 1 , characterized in that the relay (10) has a second switching element (90) with a contact spring (92), and that the container (70) for actuating the contact spring (92) of the second switching element (90) is designed.

relay after claim 2 , characterized in that the first switching element (100) is arranged in the vicinity of the first end face (61) and the second switching element (90) in the vicinity of the second end face (62) of the tubular body (60).

Relay according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent-magnetic particles (41) of the fluid (40) are designed to a) move the container (70) into a first position when only the first winding (20) is excited, that the container (70) puts the first switching element (100) into a first switching state, b) when the excitation of the first winding (20) is then switched off, the container in the first position and thereby the first switching element (100) in its first switching state hold, and c) upon subsequent excitation of only the second winding (21) to move the container (70) into a second position opposite the first position such that the first switching element (100) is placed in a second switching state.

relay after claim 2 or 3 , characterized in that the permanent-magnetic particles (41) of the fluid (40) are designed to a) when only the first winding (20) is energized to move the container (70) into a first position such that the container (70) the first switching element (100) into a first switching state, b) when the excitation of the first winding (20) is then switched off, to hold the container in the first position and thereby the first switching element (100) in its first switching state, c) when thereafter energizing only the second winding (21) to move the container (70) to a second position opposite the first position in such a way that the container (70) puts the second switching element (90) into a first switching state, the first switching element (100 ) is placed in a second switching state, and d) with subsequent switching off of the excitation of the second winding (21) the container in the second position and thereby the second switching element (90) in its hold the first switching state.

Relay (10) according to any one of the preceding claims in connection with claim 2 , characterized in that the container (70) has a first projection (71) pointing in the direction of the first switching element (100) and a second projection (72) pointing in the direction of the second switching element (90).

Relay according to one of the preceding claims, characterized in that the contact spring (102) of the first switching element (100) is connected to a first restoring spring (110).

relay after claim 7 combined with claim 2 , characterized in that the contact spring (92) of the second switching element (90) is connected to a second restoring spring (120), the first and second restoring springs (110, 120) having the same or different restoring forces.

Relay according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid (40) completely fills the container (70), the fluid being a liquid.

Relay according to one of the preceding claims, characterized in that the ferromagnetic yoke (30) encloses the tubular body (60).

Method for operating a relay (10) according to one of the preceding claims, wherein the relay is initially in a non-excited state, the method having the following method steps: a) Exciting only the first winding (20) so that the permanent magnetic particles (41) of the fluid (40) along the magnetic field lines running in the container (70) between the first pole (31) and the second pole (32) in such a way arranging for the container (70) to be moved to a first position and the first switching element (100) to be moved to a first switching state by means of the container (70), and b) switching off the excitation of the first winding (20), the first switching element (100) being held in its first switching state by means of the container (70).

procedure after claim 11 , characterized in that after step b) has been carried out, the following steps are carried out: c) energizing only the second winding (21), so that the permanent-magnetic particles (41) of the fluid (40) along the magnetic path in the container (70). Arrange field lines between the second pole (32) and the third pole (33) in such a way that the container (70) is moved into a second position opposite the first position and the first switching element (100) is moved into a second switching state.

procedure after claim 11 , characterized in that the relay (10) has a second switching element (90) with a contact spring (92), that the container (70) is designed to actuate the contact spring (92) of the second switching element (90), that after execution of the Step b) the following steps are carried out: c) Exciting only the second winding (21), so that the permanent-magnetic particles (41) of the fluid (40) along the magnetic field lines running in the container (70) between the second pole (32) and arrange the third pole (33) in such a way that the container (70) moves into a second position opposite the first position and the second switching element (90) into a first switching state by means of the container (70) and the first switching element (100) into is moved to a second switching state, and d) switching off the excitation of the second winding (21), the second switching element (90) being held in its first switching state by means of the container (70).