WO2013144232A1

WO2013144232A1 - Relais mit zwei gegensinnig betätigbaren schaltern

Info

Publication number: WO2013144232A1
Application number: PCT/EP2013/056570
Authority: WO
Inventors: Ralf Hoffmann; Jens Heinrich; Christian Mueller; Olaf Abel; Thomas Kuehne
Original assignee: Phoenix Contact Gmbh & Co.Kg
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2013-10-03
Also published as: CN104221120A; EP2831901A1; EP2831901B1; DE102012006438A1; CN104221120B; US9275815B2; JP5797351B2; ES2568492T3; US20150042423A1; JP2015511762A

Abstract

Elektromechanisches Relais mit einem Magnetsystem und einem schwenkbaren Anker (12). Ein Diagnoseschalter (20) ist an einer Relaisseite angeordnet und sein Kontaktsatz (21, 22) wird von dem benachbarten Schenkel (12a) des Ankers (12) angetrieben. Ein Lastschalter (30) ist an der Unterseite des Relais angeordnet und wird von dem zweiten Schenkel (12b) des Ankers (12) über ein isolierendes Koppelglied (37) angetrieben.

Description

Relais mit zwei gegensinnig betätigbaren Schaltern

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais mit einem elektromagnetischem System, einem Anker, einem ersten Schalter und einem zweiten Schalter. Bekannte Relais dieser Art (EP 0 197 391 A2, US

4,703,293 A, US 6,107,903 A) umfassen ein

Elektromagnetsystem mit wenigstens einer Spule, einem

Spulenkern und zwei Polschuhen, die zwei sich

gegenüberstehende Relaisenden definieren. Das Relaisgehäuse weist an dem sich gegenüberstehenden Relaisenden

Festkontakte der Schalter auf. Die beweglichen Kontakte der Schalter sitzen am Ende von Kontaktfedern, die im mittleren Bereich des Relais über leitfähige Federelemente zu

jeweilig einen Nutzstromanschluss führen. Es sind zwei zueinander parallele Kontaktfedern mit insgesamt vier

Kontakten zur Bedienung von vier Schaltern vorgesehen, die sich an der Oberseite des Relais in Eckpositionen befinden.

Mit der US 6,670,871 Bl ist ein gepoltes Relais bekannt, das einen Grundkörper mit einem Elektromagneten und

Stromzuführungen für diesen sowie für Festkontakte von Schaltern und einen Anker aufweist, der über zwei

Torsionsfedern mit dem Grundkörper schwenkbar verbunden ist und zwei Blattfedern mit beweglichen Kontakten an den Enden aufweist. Ein Permanentmagnet mit je einem Pol an seiner

Oberseite und Unterseite ist mit seiner Oberseite am Anker befestigt und macht dessen Bewegungen mit. Die

Stromzuführung zu den beweglichen Kontakten erfolgt über jede der Torsionsfedern und den Blattfedern, so dass eine getrennte Nutzung als Diagnoseschalter auf der einen Seite des Relais und als Lastschalter auf der anderen Seite des Relais nicht möglich ist.

Bei einem bekannten Sicherheits-Schaltrelais (DE 36 00 856 AI) ist ein Grundkörper vorgesehen, der die Erregerspule wannenförmig umschließt und beiderseits jeweils eine

Kontaktkammer bildet, die jeweils einen Hauptkontakt enthalten, die über Schieber von einem Anker betätigt werden, der am Ende eines Joches als einarmiger Hebel ausgebildet ist und am freien Ende einen zusätzlichen

Hebelarm aufweist, der einen zusätzlichen Hilfskontakt betätigt. Die Hauptkontakte und der Hilfskontakt sind, zusammen mit Anschlussstiften, an der Unterseite des Relais angeordnet .

DE 197 05 508 Cl zeigt ein elektromagnetisches Relais mit einem dreipoligen Dauermagneten, der zwischen die Polschuhe des Spulenkerns gefügt ist und eine Drehkoppelfläche aufweist, auf der ein zweiarmiger Anker des Relais gelagert ist. Jedes Ankerende betätigt über einen zugeordneten

Schieber je einen Schalter an der Unterseite des Relais, wo sich auch die Anschlussstifte befinden.

Mit der DE 38 37 092 AI ist ein einstellbares Relais bekannt, das eine Spule und einen einarmigen Anker

aufweist, der sich quer über ein Betätigungs-Spulenende erstreckt und einen sich längs der Spule erstreckenden Betätiger von Schalterkontakten betätigt, die zusammen mit Anschlussstiften, sich in einer Reihe längs des Spulenendes gegenüber dem Betätigungsspulenende befinden. Die WO 93/23866 AI offenbart ein polarisiertes Leistungsrelais mit einem Wippanker auf der Relaisoberseite und einem Kontaktsatz mit Kontaktfeder auf der Unterseite des Relais. Ein bewegbarer Schieber aus Isolierstoff koppelt einen der Ankerenden mit dem beweglichen Ende der Kontaktfeder, um den Kontaktfedersatz in Abhängigkeit von der Ankerstellung zu öffnen oder zu schließen. Ein

Diagnoseschalter, der Auskunft über die Stellung des Ankers gibt, ist nicht vorgesehen.

Bei einem gepolten Miniaturrelais (DE 2 148 177 A) ist eine Sockelplatte mit Anschlussstiften vorgesehen, auf der zwei bewegliche Lastkontaktfedern quer zur Sockelplattenebene zwischen Lastfestkontakten betätigt werden können. Hierzu ist ein Betätigungsstifte tragender Wippanker parallel zur Sockelplattenebene schwenkbar gelagert und arbeitet mit Polblechen zusammen, welche die Enden eines Dauermagneten winkelförmig umfassen. Eine Spule mit zwei Wicklungen und einem Kern ist zwischen den Polblechen neben dem Wippanker angeordnet. Eine Folie mit Spulenanschlüssen verbindet die Wicklungen mit zugehörigen Anschlussstiften auf der

Unterseite der Sockelplatte. Wegen der großen Nähe der Lastkontakte und Lastkontaktfedern zu den auf der Folie angebrachten Spulenanschlüssen ist die Spannungsfestigkeit des Relais nicht hoch einzuschätzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Relais mit kleinstmöglichem Bauraum und hoher Empfindlichkeit zu schaffen, bei dem ein Schalter als Diagnoseschalter der Ankerstellung und ein anderer Schalter als Lastschalter auch für Ströme mit höheren Amperezahlen geeignet ist. Das elektromagnetische Relais umfasst ein

elektromagnetisches System mit in Längsrichtung

ausgerichteter Spule und Kern, die mit ihren Enden ein erstes und zweites Relaisende definieren. Die Polschuhe erstrecken sich in Querrichtung und tragen an einer ersten Relaisseite sich in Längsrichtung erstreckende Magnetpole, mit denen ein zwei Ankerschenkel aufweisender Relaisanker zusammen arbeitet. Nahe des ersten Relaisendes und an der ersten Relaisseite ist ein erster Schalter angeordnet, der als Diagnoseschalter nutzbar ist. Der erste Schalter weist mindestens einen stationären Festkontakt und einen

beweglichen Kontakt auf, der am Ende einer Kontaktfeder sitzt, die am ersten Ankerschenkel befestigt ist. Der erste Schalter ist mit Stromanschlüssen verbunden, die, ausgehend von einer zweiten, der ersten Relaisseite gegenüber

angeordneten Relaisseite zur ersten Relaisseite führt. Ein zweiter, als Lastschalter nutzbarer Schalter ist an der zweiten Relaisseite angeordnet und umfasst mindestens einen stationären Festkontakt und einen an einer Kontaktfeder angebrachten beweglichen Kontakt. Der bewegliche Kontakt wird über ein elektrisch isolierendes Koppelglied von dem zweiten Ankerschenkel aus angetrieben. Die Stromanschlüsse des zweiten Schalters sind nahe des zweiten Relaisendes an der zweiten Relaisseite angeordnet, welche die dem Anker abgewandten Unterseite des Relais bildet. Damit sind die beiden Schalter weit voneinander, gewissermaßen an diagonal voneinander entfernten Stellen am Relais angeordnet. Der Anker-nahe erste Schalter wird unmittelbar durch die

Kippstellung des Ankers geschaltet und zweckmäßigerweise als Diagnoseschalter benutzt, da mit ihm die

Kontaktstellung des antivalenten Lastkontaktes sicher nachgewiesen werden kann. Der zweite Schalter, der an der Unterseite des Relais angeordnet ist, wird als Lastschalter benutzt, da an dieser Stelle genügend Raum zur Verfügung steht, um angemessen große Kontakte unterzubringen, über die der Laststrom, auch mit höheren Amperezahlen, fließen soll .

Hinsichtlich des Aufbaus des Relais wird das

Wippankersystem bevorzugt. Die Kontakte der beiden Schalter sind auf jeweils entgegen gesetzter Seite der Spule in Längsrichtung angeordnet und bewegen sich quer zur

Längsrichtung, wenn das Relais geschaltet wird. Der erste Schenkel des Wippankers ist mit dem ersten Schalter

koordiniert und der zweite Schenkel des Wippankers mit dem zweiten Schalter, derart, dass bei Bewegung des jeweiligen Schalters in Abwärtsrichtung der Schalter geschlossen und in Aufwärtsrichtung geöffnet wird. Die Kontaktsätze der Schalter nehmen deshalb antivalente Schaltzustände ein. Der Anker-nahe erste Schalter wird als Ruhekontaktschalter betrieben und der zweite, als Lastschalter verwendete

Schalter als Arbeitskontaktschalter. Der Lastschalter, der über das Koppelglied angetrieben wird, wird ferner durch eine am Anker befestigte Feder betätigt, die das

Koppelglied antreibt. Dadurch wird die Öffnerfunktion und Schließerfunktion des Lastschalters verbessert.

Der erste Schalter, der als Diagnoseschalter und

Ruhekontaktschalter betrieben wird, wird zweckmäßigerweise mit Doppelkontakt ausgestattet, um die Schließstellung sicher zu signalisieren. Das erfindungsgemäße Relais kann eine Polbaugruppe und eine Spulenbaugruppe enthalten, was die Herstellung des Relais sehr erleichtert. Die Polbaugruppe kann nämlich mit einem aufmagnetisierten Permanentmagneten außerhalb des Verbundes mit der Spulenbaugruppe hergestellt werden, wodurch

vermieden wird, die Spulenbaugruppe beim

Aufmagnetisierungsvorgang zu schädigen.

Bei einer zweckmäßigen Gestaltung des Relais sind die

Polbaugruppe und die Festkontakte der Schalter in einem Trägerbauteil befestigt. Die Einzelteile der Polbaugrupp und der Festkontakte werden zweckmäßigerweise in den

Trägerbauteil in Kunststoff eingebettet. Im Falle der Bauweise mit einer Polbaugruppe und einer Spulenbaugruppe ist das Trägerbauteil stockwerkartig gestaltet, so dass die Spulenbaugruppe in das Trägerbauteil wie in einem Schubfach eingesetzt werden kann.

Das Trägerbauteil kann an seiner Unterseite eine

Stromschiene enthalten, die zusammen mit der Kontaktfeder des Lastschalters eine Stromschleife bildet, welche bei Kurzschlussstrom eine zusätzliche Schließkraft auf den Lastschalter ausübt.

Am Anker kann ein einstückiges Federelement angebracht sein, das an einem Ende als Kontaktfeder des Schalters und am anderen Ende als Betätigungsfeder (Rückholfeder) des Ankers wirksam ist. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten

Ausführungsform des Relais schräg von oben auf eine Längsseite und eine Schmalseite bei abgezogener Gehäusehaube, Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Relais,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Trägerbauteils schräg von oben auf eine Längsseite sowie eine Stirnseite,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer

Spulenbaugruppe,

Fig. 5 eine Explosionsdarstellung der Einzelteile des

Relais,

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform des Relais in

perspektivischer Ansicht, Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Relais der Fig. 6, und

Fig. 8 eine Explosionsdarstellung des Relais. Das elektromagnetische Relais ist aus einem Magnetsystem und einem Schaltersystem (enthaltend einen Diagnoseschalter 20 und einen Lastschalter 30) aufgebaut, die durch Gehäuseteile zusammengehalten und geschützt werden. Das Magnetsystem umfasst einen Elektromagneten, der über

Magnetflussteile 7, 8, 9 mit einem Permanentmagneten 11 und einen Anker 12 verbunden ist. Hauptteil des Elektromagneten ist eine Spulenbaugruppe 10, die aus einer auf einem

Trägerkörper 5 gewickelten Spule 1, einem ferromagnetischen Kern 2 und ferromagnetischen Polschuhen 3 und 4 als

Baueinheit besteht. Der Kern 2 kann mit einem der

Polschuhe, oder auch mit beiden Polschuhen, einstückig ausgebildet sein. Die Magnetflussteile 7 und 8 bilden die Pole des Elektromagneten. Das Magnetflussteil 9 bildet ein Lagerstück für den hier als Wippanker ausgebildeten Anker 12. Der Permanentmagnet 11 ist bei der ersten

Ausführungsform des Relais zweipolig ausgeführt und kann auf der dargestellten Seite des Schalters 20, oder auf der entgegengesetzten Seite angeordnet werden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel (Fig. 4) ist ein

Anschlussblock 6 mit der Spulenbaugruppe 10 verbunden, was für eine kompakte Bauweise des Relais günstig ist. Der

Anschlussblock 6 umfasst Schaltsignal-Anschlussstifte 15, 16 mit Abbiegeschenkeln 15a, 16a zur unmittelbaren

Verbindung zu den Wicklungsenden der Spule 1. Ein

Prüfkontaktanschlussstift 25 ist gekröpft ausgebildet und kann so zwischen Anschlussblock 6 und Polschuh 3 geklemmt werden .

Das in Fig. 4 dargestellt Bauteil ist dafür konzipiert, in ein Schubfach 42 eines stockwerkartigen Trägerbauteils 40 (Fig. 3) hineingeschoben und montiert zu werden. Zu diesem Zweck weist das Schubfach 42 zwei Hohlraumerweiterungen 43 und 44 auf, um neben der Spulenbaugruppe 10 auch den Anschlussblock 6 aufzunehmen und zu positionieren. Das Trägerbauteil 40 in Fig. 3 weist noch den zweiten

Prüfkontaktanschlussstift 26 und einen zugehörigen

Festkontakt 21 auf. Für die Ausführungsform nach Fig. 1 und 5 des Relais ist jedoch vorgesehen, beide

Prüfkontaktanschlussstifte 25, 26 durch Einbetten im

Trägerbauteil 40 zu befestigen.

Das stockwerkartige Trägerbauteil 40 ist auch zur Aufnahme der Magnetflussteile 7, 8 und 9 und des Permanentmagneten 11 zuständig. Zu diesem Zweck ist ein in Nischen

aufgeteilter oberseitiger Hohlraum 41 vorgesehen. Die

Körper 7, 8, 9 und 11 werden durch Einbetten im

Trägerbauteil 40 befestigt. Auf der Oberseite des

Trägerbauteils 40 sind je nach Bauart Fig. 3, 4 oder Fig. 1, 5 ein Festkontakt 21 oder zwei Festkontakte 21, 21a vorgesehen, die mit den Anschlussstiften 25, 26 in

elektrischer Verbindung stehen, und die im Trägerbauteil 40 durch Einbetten befestigt sind.

Das Schaltersystem enthält einen Diagnoseschalter 20 und wenigstens einen Lastschalter 30, die hinsichtlich des Relais an diagonal sich gegenüberliegenden Stellen

angeordnet sind. Der Diagnoseschalter 20 umfasst den

Festkontakt 21, gegebenenfalls noch den zweiten Festkontakt 21a, und einen beweglichen Kontakt 22, der an einer

Kontaktfeder 23 angebracht ist. Die Kontaktfeder ist am Schenkel 12a des Ankers 12 befestigt und wird von diesem betätigt. Der bewegliche Kontakt 22 stellt die elektrische Verbindung mit dem Anschlussstift 25 her. Im Falle der Verwendung zweier Festkontakte 21, 21a nebeneinander überbrückt der bewegliche Kontakt 22 diese beiden Festkontakte, so dass ein geschlossener Strompfad über die Anschlusstifte 25, 26 entsteht.

Der Lastschalter 30 umfasst einen Festkontakt 31 und einen beweglichen Kontakt 32, der auf einer Kontaktfeder 33 sitzt, die über eine Stromschiene 34 an dem Trägerbauteil 40 befestigt ist und darüber hinaus mit einem

Lastanschlussstift 35 in elektrischer Verbindung steht. Der Festkontakt 31 steht mit einem weiteren Lastanschlussstift 36 in leitender Verbindung. Die Betätigung der Kontaktfeder 33 erfolgt über ein elektrisch isolierendes Koppelglied 37, dessen oberes Ende mechanisch mit dem zweiten Schenkel 12b des Ankers 12 verbunden ist. Der Anker 12 besitzt neben seinen beiden Schenkeln 12a und 12b noch ein gebogenes Lagerteil 12c, mit dem der Anker 12 auf dem Lagerstück 9 aufsitzt. Je nach dem Funktionstyp des Relais (monostabil, bistabil) und den erforderlichen

Öffnungskräften an den Schaltern 20 und 30 sind die

Schenkel 12a, 12b des Ankers 12 unterschiedlich lang und werden mit unterschiedlichen Polspaltweiten durch

Federelemente gehalten. Solche Federelemente können durch Teile der Kontaktfeder 23, einer Überhubfeder 38 und der Kontaktfeder 33 gebildet werden. Die Kontaktfeder 23 ist am Schenkel 12a des Ankers 12 angenietet oder sonstwie

befestigt und besitzt einen Ankerfederfortsatz, bestehend aus einem Federsteg 23a, einer Torsionsfeder 23b und einem Befestigungslappen 23c. Mit dem Befestigungslappen 23c ist der Anker 12 in bestimmter Winkelstellung zu den

Oberflächen der Pole 7 und 8 am Lagerstück 9 befestigt, beispielsweise durch Schweißen. Die Überhubfeder 38 ist mit ihrem freien Ende in einem Schlitz des isolierenden Koppelgliedes 37 eingehängt, um die Antriebsverbindung zwischen dem Schenkel 12b des Ankers mit dem isolierenden Koppelglied 37 und damit dem Schalter 30 zu

bewerkstelligen. Das isolierende Koppelglied 37 kann auch direkt am Anker 12 schwenkbar befestigt sein. Im

dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Überhubfeder einen Ankerfederfortsatz auf, der einen Federsteg 38a, eine Torsionsfeder 38b und einen Befestigungslappen 38c umfasst, der am Lagerstück 9 fest geschweißt oder sonst wie

befestigt ist. Das Gesamtfederverhalten des Relais wird durch das Zusammenspiel der Federkräfte der Federfortsätze 23a, 23b und 38a, 38b mit der Kontaktfeder 33 bestimmt. Außer den Federkräften spielen auch die magnetischen

Anziehungskräfte auf den Anker 12 eine Rolle, ob ein monostabiles oder ein bistabiles Relais erhalten wird. Für die Anziehungskräfte auf die Schenkel 12a, 12b des Ankers spielen die Stärke des Permanentmagneten 11 und die Größen der Polflächen der Polstücke 7, 8 eine Rolle. Wenn die magnetische Anziehungskraft in einer Endstellung des Ankers größer als die in Abheberichtung wirksame Federkraft und in der anderen Endstellung die magnetische Anziehungskraft kleiner als die Abhebekraft der Federn ist, dann liegt ein monostabiles Relais vor. Wenn dagegen die magnetische

Anziehungskraft in beiden Endstellungen des Ankers größer als die in Abheberichtung wirksame Federkraft ist, liegt ein bistabiles Relais vor.

Die Kontaktfeder 23 weist ein freies Ende auf, das

gabelförmig gespalten ist, um zwei Kontaktfederschenkel zu bilden, an deren Unterseiten zwei Kontaktstücke zur Bildung des Kontaktes 22 angebracht sind. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass beim Schließen des Schalters 20 der bewegliche Kontakt 22 über Federkraft mit dem oder den Festkontakten 21 und 21a in Berührung kommt. Es versteht sich, dass die Federkraft auch von dem Festkontakt ausgehen kann, wenn dieser federnd ausgebildet ist (nicht

dargestellt) .

Wenn der Schalter 20 zwei nebeneinander angeordnete

Festkontakte 21, 21a aufweist, die über das Trägerbauteil 40 an die Anschlussstifte 25, 26 angeschlossen werden, dann wird die Kontaktfeder 23 mit gabelförmigem Ende als

Brückenkontakt wirksam, um den Stromfluss zwischen den Abschlussstiften 25, 26 zu schalten.

Das Trägerbauteil 40 weist an seiner Unterseite eine

Stromschiene 34 auf, in die der Lastanschlussstift 25 eingehängt ist. An dem Lastschalter abgewendeten Ende des Relais ist die Lastkontaktfeder 33 an die Stromschiene 34 angenietet, um sich entlang der Stromschiene 34 und der Unterseite des Trägerbauteils 40 bis zum Erreichen des isolierenden Koppelgliedes 37 zu erstrecken und mit dem unteren Ende des Koppelgliedes verknüpft zu werden.

Während das Trägerbauteil 40 das Hauptelement des Gehäuses darstellt, gibt es noch einen Gehäuseboden 50 und eine Gehäusehaube 60. Zwischen der Unterseite des Trägerbauteils 40 und dem Gehäuseboden 50 erstreckt sich ein flacher

Hohlraum 45 (Fig. 2), der zur Aufnahme der Lastkontaktfeder 33 und ihres Bewegungsspielraums zum Festkontakt 31 dient. Der Festkontakt 31 ist am Lastanschlussstift 36 angenietet und dieser wiederum am Gehäuseboden 50 befestigt.

Alternativ kommt auch eine Befestigung am Trägerbauteil 40 in Betracht. Als Befestigungsverfahren können Einbetten in Kunststoff, Umspritzen, Kleber oder Klemmen angewendet werden .

Wie in Fig. 2 und 5 dargestellt, weist das Trägerbauteil eine Führung 46 zur Führung des isolierenden Koppelgliedes 37 auf. Diese Führung 46 sowie das gesamte montierte Relais wird durch die Gehäusehaube 60 abgedeckt. Ein von Hand zu betätigender Schiebe-Schalter 62 an der Oberseite der

Gehäusehaube 60 ermöglicht es, die Stellung des Ankers 12 zu verändern.

Bei der monostabilen Bauweise des Relais mit dem Schalter 20 als Diagnoseschalter und Ruhekontaktschalter und dem Schalter 30 als Lastschalter und Arbeitskontaktschalter, wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Kontaktfeder 23 mit ihren Federfortsätzen 23a, 23b für die dargestellte

Ankerstellung verantwortlich. Der Lastschalter 30 ist im stromlosen Zustand der Spule 1 geöffnet. Wenn die Spule 1 von einem genügend starken Steuerstrom durchflössen wird, sorgt der Elektromagnet dafür, dass der Anker 12

umschaltet, d. h. der Schenkel 12b von dem Pol 8 angezogen und der Schenkel 12a von dem Pol 7 abgestoßen wird. Die Überhubfeder 38 treibt das isolierende Koppelglied 37 an und dieses die Kontaktfeder 33 mit dem beweglichen Kontakt 32, der auf dem Festkontakt 31 gerät, um den Laststromkreis über die Anschlussstifte 35, 36 zu schließen.

Wenn die Spule 1 stromlos wird, übernehmen die Federkräfte am Anker 12 die Regie und ziehen den Anker 12 in die in Fig. 2 dargestellte Ruhestellung zurück. Wenn der

bewegliche Kontakt 32 auf dem Festkontakt 31 verschweißt sein sollte, wird der in Fig. 2 rechte Schenkel der Überhubfeder 38 gespannt, bis der bewegliche Kontakt 32 von dem Festkontakt 31 losgerissen wird.

Bei geschlossenem Lastschalter 30 gibt es einen Strompfad über den Anschlussstift 35, die Stromschiene 34, die

Kontaktfeder 33 zum beweglichen Kontakt 32 und Festkontakt 31 sowie zum Anschlussstift 36, wobei der Strom in der Stromschiene 34 und in der Kontaktfeder 33 teilweise in entgegengesetzter Richtung fließt. Dadurch werden

elektrodynamische Kräfte erzeugt, welche die

Schließerkontaktkraft erhöhen. Dies kann im Falle eines Kurzschlusses nützlich sein ebenso wie der Umstand, dass der Lastschalter 33 sich in der isolierten Kammer 45 unterhalb des Trägerbauteils 40 befindet, das die

Spulenbaugruppe 10 aufnimmt.

Mit den Fig. 6, 7 und 8 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Gleichartige Bauteile zur ersten Ausführungsform werden mit den gleichen Bezugszeichen belegt. Der prinzipielle Aufbau des Relais nach der zweiten Ausführungsform folgt der ersten Ausführungsform, weswegen entsprechende Beschreibungsteile nicht wiederholt werden und nur auf die Unterschiede eingegangen wird. Bei der zweiten Ausführungsform des Relais ist der

Permanentmagnet 11 aus zwei Teilstücken IIa und IIb und mit einem dazwischen gefügten Magnetflussteil 9 aus Weicheisen ausgeführt und bildet einen dreipoligen Permanentmagneten. Das Teilstück IIa weist die stärkere Koerzitivkraft

gegenüber dem Teilstück IIb auf. Die beiden Teilstücke IIa und IIb weisen zum Magnetflussteil 9 hin die gleiche

Polarität auf, also entweder sind beide dort als Südpol oder als Nordpol ausgebildet, während zu den äußeren Enden des Relais hin dann der insgesamt dreipolige

Permanentmagnet 11 Nordpole oder eben Südpole zeigt. Das Magnetflussteil 9 vermittelt die angegrenzende Polarität, beispielsweise Südpol, wenn der Permanentmagnet nach außen Nordpol zeigt, und Nordpol, wenn der Permanentmagnet nach außen Südpol zeigt.

Bei der zweiten Ausführungsform ist die Lagerung des Ankers 12 gegenüber der ersten Ausführungsform abgewandelt, indem eine Kreuzfeder 39 die Lagerung des Ankers 12 auf dem

Magnetflussteil 9 übernimmt. Die Kreuzfeder 39 weist Lappen 39a auf, mit denen sie auf dem Magnetflussteil 9 durch Schweißen verbunden ist, ferner einen Torsionssteg 39b und quer dazu einen Stützlappen 39c zur Abstützung des Ankers 12. An der Kreuzfeder 39 kann noch ein weiterer Lappen 39d angesetzt sein, der zur Dämpfung des Aufschlagens des

Ankers 12 auf dem Magnetflussteil 8 dient und gleichzeitig dabei gespannt wird, was beim späteren Umschalten des

Ankers 12 nützlich ist, da sich der Anker dann leichter vom Magnetflussteil 8 löst. Die Kreuzfeder 39 wirkt als

Torsionsfeder, d. h. es gibt keine Lagerreibung und die Hystereseverluste der Feder 39 sind sehr klein. Als weitere Variante weist die zweite Ausführungsform eine einstückige Ausbildung von Kontaktfeder 23 und Überhubfeder 38 auf. Die Kontaktfeder 23 ist elektrisch leitend und mit dem elektrisch leitenden Anker 12 verbunden, der wiederum über die elektrisch leitende Kreuzfeder 39 mit dem

elektrisch leitenden Magnetflussteil 9 verbunden ist, das wiederum in elektrisch leitender Verbindung mit dem

Prüfkontaktanschlussstift 25 steht. Zur Anpassung der Haftkraft des Ankers 12 beim Schenkel 12b an dem Magnetflussteil 8 ist noch ein Zwischenstück 8a aus Blech oder Kunststoff vorgesehen. Wegen der

unterschiedlichen Längen der Schenkel 12a, 12b des Ankers 12 sind nämlich die dort ausgeübten Abhebekräfte

unterschiedlich, was durch die Zwischenlage des Teils 8a etwas ausgeglichen wird. Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen. Ferner definieren die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der

Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind.

Claims

Patentansprüche

1. Elektromagnetisches Relais, umfassend:

- ein elektromagnetisches System mit in Längsrichtung ausgerichteter Spule (1) und Kern (2), die mit ihren Enden ein erstes und ein zweites Relaisende definieren, an denen sich jeweils Polschuhe (3, 4) in Querrichtung erstrecken, die mit einer Polbaugruppe (7, 8, 9, 11) verbunden sind, welche einen Permanentmagneten (11) enthält und sich, parallel zu Spule und Kern, entlang einer ersten

Relaisseite erstreckt, der relativ zu Spule und Kern eine zweite Relaisseite gegenüberliegt,

- einen Anker (12), der an der ersten Relaisseite

angeordnet ist, zwei Schenkel (12a, 12b) aufweist und relativ zu der Polbaugruppe (7, 8, 9, 11) schwenkbar gelagert ist,

- einen ersten als Diagnoseschalter nutzbaren Schalter (20), der an der ersten Relaisseite nahe des ersten

Relaisendes angeordnet ist und mindestens einen Festkontakt (21) und einen an einer ankerbetätigten Kontaktfeder (23) angebrachten beweglichen Kontakt (22) umfasst sowie mit PrüfStromanschlüssen (25, 26) verbunden ist, die von der zweiten Relaisseite zur ersten Relaisseite führen,

- einen zweiten als Lastschalter nutzbaren Schalter (30), der an der zweiten Relaisseite nahe des zweiten Relaisendes angeordnet ist und mindestens einen Festkontakt (31) und einen an einer Kontaktfeder (33) angebrachten beweglichen Kontakt (32) umfasst, der über ein elektrisch isolierendes Koppelglied (37) von dem Anker (12) angetrieben wird, - Schaltsignal-Anschlüsse (15, 16), die an der zweiten

Relaisseite nahe des ersten Relaisendes angeordnet und mit der Spule (1) verbunden sind, sowie - Stromanschlüsse (35, 36) , die an der zweiten Relaisseite nahe des zweiten Relaisendes angeordnet und mit dem

Lastschalter (30) verbunden sind, und

- ein Gehäuse zur Aufnahme des elektromagnetischen Systems, des Ankers (12) und der Schalter (20, 30) .

2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1,

wobei die Polbaugruppe (7, 8, 9, 11) je ein Magnetflussteil (7, 8) benachbart zu je einem Polschuh (3, 4) und ein

Magnetflussteil (9) benachbart zur schwenkbaren Lagerung des Ankers (12) aufweist und der Permanentmagnet (11) zwischen den Magnetflussteilen (7, 8, 9) angeordnet ist.

3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 2,

wobei der Permanentmagnet (11) einstückig und zweipolig ausgebildet ist.

4. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 2,

wobei der Permanentmagnet (11) zweistückig und dreipolig ausgebildet ist.

5. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

wobei die Anordnung der beweglichen Kontakte (22; 32) so getroffen ist, dass wenn der erste Schalter offen ist, der zweite Schalter geschlossen ist, und umgekehrt.

6. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ,

wobei die Kontaktfeder (23) des ersten Schalters (20) an der ersten Relaisseite in Längsrichtung des Relais mit dem beweglichen Kontakt (22) nahe des ersten Relaisendes strebt und die Kontaktfeder (33) des zweiten Schalters (30) an der zweiten Relaisseite in Längsrichtung des Relais mit dem beweglichen Kontakt (32) nahe des zweiten Relaisendes strebt .

7. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

wobei der Anker (12) sich in Längsrichtung des Relais erstreckt und als Wippanker ausgebildet ist, der mit seinem ersten Schenkel (12a) an der ersten Relaisseite den ersten Schalter (20) direkt betätigt sowie mit seinem zweiten Schenkel (12b) an der zweiten Relaisseite das isolierende Koppelglied (37) antreibt, um den zweiten Schalter (30) zu betätigen .

8. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ,

wobei das elektromagnetische System im Zusammenwirken mit dem Anker (12) und der Kraft von Federn (23, 33, 38, 39) derart betreibbar ist, dass der erste Schalter (20) als Ruhekontaktschalter und der zweite Schalter (30) als

ArbeitskontaktSchalter fungieren .

9. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

wobei der erste Schalter (20) einen beweglichen Kontakt (22) mit zwei Kontaktstücken aufweist, die an einem

federnden, gabelförmigen Ende der Kontaktfeder (23) angebracht sind.

10. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Spulenbaugruppe (10) mit einer auf einem

Trägerkörper (5) gewickelten Spule (1), einem

ferromagnetischen Kern (2) und ferromagnetischen Polschuhen (3, 4) als eine Baueinheit vorgesehen ist.

11. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 10,

wobei das Gehäuse ein stockwerkartiges Trägerbauteil (40) aufweist, das in einer oberen Etage die Polbaugruppe (7, 8, 9, 11) mit den Magnetflussteilen (7, 8, 9) und mit einem aufmagnetisierten Permanentmagneten (11) trägt sowie in einer mittleren Etage die Spulenbaugruppe (10) mit Spule (1), Kern (2) und Polschuhen (3, 4) aufnimmt.

12. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 11,

wobei der aufmagnetisierte Permanentmagnet (11) aus zwei Teilstücken (IIa, IIb) mit einem zwischengefügten

Magnetflussteil (9) aufgebaut und als Dreipolmagnet wirksam ist .

13. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

wobei der Anker (12) mittels einer Torsionsfeder (39) an der Polbaugruppe (7, 8, 9, 11) schwenkbar gelagert ist.

14. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 11 bis 13,

wobei das Trägerbauteil (40) eine elektrisch leitende, in Längsrichtung ausgerichtete Stromschiene (34) mit einem Ende nahe der ersten Relaisseite aufweist und die

Kontaktfeder (33) des zweiten Schalters (30) an diesem

Stromschienenende befestigt ist, um eine Stromschleife zu bilden, wodurch bei erhöhtem Stromfluss eine elektrodynamische Kraft in Schließrichtung des zweiten Schalters (30) auf die Kontaktfeder (33) ausgeübt wird.

15. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 14,

wobei das Gehäuse eine Gehäusehaube (60) mit einem

Handschalter (62) umfasst, um die Stellung des Ankers (12) von Hand zu verändern.