Relais Die vorliegende Erfindung betrifft ein Relais. Als Relais wird ein durch elektrischen Strom betriebener, elektromagnetisch wirkender Schalter bezeichnet, der zumindest zwei Schalterstellungen aufweist. Das Relais wird beispielsweise in Schaltungen mit hohen

Spannungen eingesetzt. Das Relais kann als gasgefüllter

Schütz ausgebildet sein. Aus Sicherheitsgründen kann eine Erkennung der Schaltposition der Relaiskontakte sinnvoll sein. Damit kann, z. B. im Fall eines klebenden Kontaktes, auf das Fehlverhalten mit geeigneten Maßnahmen reagiert werden .

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Relais mit verbesserten Eigenschaften anzugeben.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Relais angegeben. Das Relais weist einen Magnetanker mit einem magnetischen Kern auf. Am Magnetanker ist ein

Permanentmagnet zur Erkennung der Position des Magnetankers angeordnet.

Der Permanentmagnet erzeugt ein Magnetfeld, das durch einen Magnetsensor detektiert werden kann. Der Magnetsensor kann die Position des Permanentmagneten und dadurch die Position des Magnetankers detektieren. Insbesondere kann der

Magnetsensor erkennen, ob Kontakte des Relais geöffnet sind. In einer Ausführungsform weist das Relais ein Gehäuse auf. Das Gehäuse kann geschlossen, insbesondere hermetisch dicht geschlossen, sein. Beispielsweise sind der Magnetanker und der Permanentmagnet in dem Gehäuse angeordnet. Insbesondere können auch die Kontakte des Relais in dem Gehäuse angeordnet sein. Das Gehäuse kann von einem Gas, insbesondere von einem Schutzgas, gefüllt sein. Durch das Gas soll die Entstehung von Lichtbögen verhindert werden. Lichtbögen können beim Öffnen der Kontakte entstehen und zu einer Beschädigung der Kontakte führen. Insbesondere kann dies dazu führen, dass die Kontakte aneinander „kleben" bleiben und sich nicht mehr trennen lassen.

In einer Ausführungsform ist der Magnetsensor außerhalb des Gehäuses angeordnet. Dies ermöglicht eine Erkennung der

Schaltposition durch die Wand des Gehäuses ohne Kabel ^¬ durchführungen durch das Gehäuse. Weiterhin ist dadurch eine einfache Nachrüstung des Relais mit einem Magnetsensor möglich, vorausgesetzt das Relais ist bereits mit dem

Permanentmagneten ausgestattet.

Bei einer Betätigung des Relais wird eine Bewegung des magnetischen Kerns und damit des gesamten Magnetankers durch Stromfluss in einer Spule erzeugt. Es handelt sich

beispielsweise um eine axiale Bewegung. Die Positionsänderung des Magnetankers führt zu einer Schließung von Kontakten des Relais. Beispielsweise befindet sich das Relais bei einer ersten Position des Magnetankers in einem Ruhezustand, in der die Kontakte geöffnet sind. Bei einer zweiten Position des Magnetankers befindet sich das Relais in einem aktiven

Zustand, in dem die Kontakte geschlossen sind. Das Relais kann wenigstens einen feststehenden Kontakt aufweisen. Beispielsweise weist das Relais zwei feststehende Kontakte auf. Zudem kann das Relais wenigstens einen

beweglichen Kontakt aufweisen. Der bewegliche Kontakt ist beispielsweise als Teil des Magnetankers ausgebildet.

Beispielsweise ist der bewegliche Kontakt in Form einer

Platte ausgebildet. Der bewegliche Kontakt kann sich an einem axialen Ende des Magnetankers befinden. Der bewegliche

Kontakt bildet beispielsweise eine Stirnseite des

Magnetankers. Der magnetische Kern bildet beispielsweise ein entgegengesetztes axiales Ende des Magnetankers.

In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Magnetsensor um einen Schalter, der durch das Magnetfeld betätig wird. Insbesondere kann es sich um einen Magnetsensor handeln, der keine zusätzliche Spannungsversorgung benötigt. Beispiels ^¬ weise handelt es sich bei dem Magnetsensor um einen

Reedschalter oder Reedsensor. Alternativ kann es sich

beispielsweise auch um einen Hallsensor handeln.

Der Magnetsensor, beispielsweise ein Reedschalter, kann als Einschalter, Öffner oder Umschalter ausgebildet sein. Ein Einschalter ist in seinem Ruhezustand geöffnet und wird durch Einwirkung eines Magnetfeldes geschlossen. Ein Öffner ist in seinem Ruhezustand geschlossen und wird durch Einwirkung eines Magnetfeldes geöffnet. Ein Umschalter weist einen

Ruhekontakt und einen Arbeitskontakt auf, wobei der

Ruhekontakt im Ruhezustand des Umschalters geschlossen ist. Durch Einwirkung eines Magnetfeldes wird der Ruhekontakt geöffnet und der Arbeitskontakt geschlossen.

In einer Ausführungsform weist das Relais einen derartigen Magnetsensor auf. Es ist aber auch möglich, das Relais mit dem Permanentmagneten bereitzustellen und erst später mit einem Magnetsensor nachzurüsten .

In einer Ausführungsform ist der Permanentmagnet am

magnetischen Kern befestigt. Beispielsweise ist der

Permanentmagnet an einem ersten axialen Ende des Magnetankers angeordnet. Insbesondere kann der Permanentmagnet an einer Stirnseite des Magnetankers angeordnet sein. In einer Ausführungsform weist der Magnetanker eine

Vertiefung auf. Der Permanentmagnet kann zumindest teilweise in der Vertiefung angeordnet sein. Die Vertiefung befindet sich beispielsweise an einer Stirnseite des Magnetankers. In einer Ausführungsform ist der Permanentmagnet symmetrisch bezüglich einer Längsachse des Relais ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache Positionierung des

Magnetsensors, insbesondere wenn der Permanentmagnet während des Positionierens des Magnetsensors nicht sichtbar ist.

Beispielsweise ist der Permanentmagnet als Scheibenmagnet ausgebildet .

In einer Ausführungsform weist der Permanentmagnet eine

Öffnung oder Vertiefung auf. In der Öffnung oder Vertiefung kann eine Komponente des Relais, zumindest in bestimmten

Positionen des Magnetankers, zumindest teilweise aufgenommen sein. Weiterhin kann durch die Öffnung oder Vertiefung

Gewicht eingespart werden, was insbesondere für ein

bewegliches Teil des Relais vorteilhaft ist. Beispielsweise ist der Permanentmagnet als Ringmagnet ausgebildet.

In der vorliegenden Offenbarung sind mehrere Aspekte einer Erfindung beschrieben. Alle Eigenschaften, die in Bezug auf eine Ausführungsform offenbart sind, sind auch entsprechend in Bezug auf andere Ausführungsformen offenbart, auch wenn die jeweilige Eigenschaft nicht explizit im Kontext einer anderen Ausführungsform erwähnt wird.

Im Folgenden werden die hier beschriebenen Gegenstände anhand eines schematischen Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 eine Ausführungsform eines Relais in

Schnittansicht .

Figur 1 zeigt ein Relais 1, das beispielsweise zum Schalten starker elektrischer Ströme und/oder hoher elektrischer Spannungen eingesetzt wird.

Das Relais 1 weist zwei feststehende Kontakte 2, 3 und einen beweglichen Kontakt 4 auf. Der bewegliche Kontakt 4 ist als Kontaktplatte ausgebildet. Figur 1 zeigt das Relais 1 in einem Ruhezustand. Der bewegliche Kontakt 4 ist von den feststehenden Kontakten 2, 3 beabstandet, so dass die

Kontakte 2, 3, 4 galvanisch voneinander getrennt sind. Die feststehenden Kontakte 2, 3 bilden zusammen mit dem

beweglichen Kontakt 4 die Relaiskontakte. Die Relaiskontakte können auch alternativ ausgebildet sein. Beispielsweise kann nur einer der Relaiskontakte feststehend ausgebildet sein.

Das Relais 1 weist einen beweglichen Magnetanker 5 auf. Der Magnetanker 5 weist einen magnetischen Kern 6 auf. Der magnetische Kern 6 weist ein ferromagnetisches Material auf. Der Magnetanker 5 weist ein erstes axiales Ende 7 und ein gegenüberliegendes zweites axiales Ende 8 auf. Der magnetische Kern 6 bildet das erste axiale Ende 7 des

Magnetankers 5. Der bewegliche Kontakt 4 bildet das zweite axiale Ende 8 des Magnetankers 5. Der Magnetanker 5 weist einen Schaft 9 auf, der durch den magnetischen Kern 6 geführt ist und fest mit dem magnetischen Kern 6 verbunden ist. Der magnetische Kern 6 ist von einer Spule (nicht abgebildet) umgeben. Ein Stromfluss in der Spule 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. Der Magnetanker 5 bewegt sich somit von einer ersten Position in eine zweite Position. Das Relais 1 befindet sich dann im aktiven Zustand, so dass die Kontakte 2, 3, 4 galvanisch miteinander verbunden sind. In einer anderen Ausführungsform kann der Magnetanker 5 auch eine Drehbewegung ausführen. Der Magnetanker 5 kann insbesondere als Zuganker oder Klappanker ausgebildet sein.

Wird der Stromfluss in der Spule unterbrochen, wird der

Magnetanker 5 durch Federn 10a, 10b wieder in seine erste Position bewegt. Das Relais 1 befindet sich dann im

Ruhezustand, in dem die Kontakte 2, 3, 4 geöffnet sind.

Beim Öffnen der Kontakte 2, 3, 4 kann ein Lichtbogen

entstehen, der die Kontaktflächen beschädigen kann. Dies kann dazu führen, dass die Kontakte 2, 3, 4 aneinander „kleben" bleiben und nicht mehr voneinander getrennt werden. Um die Entstehung derartiger Lichtbögen zu verhindern, sind die

Kontakte 2, 3, 4 in einem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse 11 angeordnet, das von einem Gas 12 gefüllt ist. Das Gehäuse 11 umgibt den Magnetanker 5 und die Kontakte 2, 3, 4 vollständig. Das Bauteil ist somit als gasgefülltes Relais 1 oder gasgefüllter Schütz ausgebildet.

Aus Sicherheitsgründen weist das Relais 1 eine Vorrichtung zur Erkennung der Position des Magnetankers 5 und dadurch zur Erkennung der Position des beweglichen Kontaktes 4 auf. Dies ist insbesondere bei einem Einsatz des Relais 1 in

Schaltungen mit lebensgefährlichen Spannungen sinnvoll. Damit kann, z. B. im Fall eines klebenden Kontaktes, auf dieses Fehlverhalten mit geeigneten Maßnahmen reagiert werden.

Insbesondere weist das Relais 1 einen Magnetsensor 13 auf, der über ein Magnetfeld betätigt wird. Der Magnetsensor 13 ist außerhalb des Gehäuses 11 angeordnet. Beim Magnetsensor 13 handelt es sich beispielsweise um einen Schalter 14, insbesondere um einen Reedschalter. Ein Reedschalter weist ein oder mehrere bewegliche Schaltzungen auf, die sich unter Einwirkung eines Magnetfeldes zueinander hin oder zu einem unbeweglichen Kontakt hin bewegen. Die Schaltzungen und

Kontakte sind beispielsweise in einem Glasrohr angeordnet. Es kann sich alternativ beispielsweise auch um einen Hall-Sensor handeln .

Der Schalter 14 wird durch einen Permanentmagneten 15

betätigt. Der Permanentmagnet 15 befindet sich im Inneren des hermetisch abgeschlossenen Gehäuses 11. Der Permanentmagnet 15 ist fest mit dem Magnetanker 5 verbunden. Insbesondere kann der Permanentmagnet 15 direkt am magnetischen Kern 6 befestigt sein. Der Permanentmagnet 15 ist wesentlich kleiner als der magnetische Kern 6. Der Permanentmagnet 15 weist ein anderes Material auf als der magnetische Kern 6. Der

Permanentmagnet 15 ist an einer Stirnseite des Magnetankers 5 angeordnet. Beispielsweise weist der Magnetanker 5 und insbesondere der magnetische Kern 6 eine Vertiefung 16 auf, in der der Permanentmagnet 15 zumindest teilweise angeordnet ist . Der Permanentmagnet 15 ist beispielsweise derart angeordnet, dass seine Nord-Süd-Richtung in axialer Richtung des

Magnetankers 5 verläuft. Der Permanentmagnet 15 kann auch derart angeordnet sein, dass seine Nord-Süd-Richtung in radialer Richtung des Magnetankers 5 verläuft. Die Anordnung des Magnetsensors 13 richtet sich nach der Anordnung des

Permanentmagneten 15. Der Permanentmagnet 15 ist vorzugsweise symmetrisch in Bezug auf eine Rotation um eine Längsachse 18 des Relais 1 ausgebildet und angeordnet. Dies ermöglicht eine beliebige Positionierung des Magnetsensors 13 bezüglich der Längsachse. Insbesondere wird die Positionierung des

Magnetsensors 13 im geschlossenen Zustand des Gehäuses 11 erleichtert, d.h., wenn der Permanentmagnet 15 nicht mehr von außen sichtbar ist. Der Permanentmagnet 15 weist beispielsweise eine Öffnung 17 auf. Der Permanentmagnet 15 ist beispielsweise als Ringmagnet ausgebildet. In die Öffnung 17 ragen beispielsweise weitere Komponenten des Relais 1 hinein. Insbesondere kann das Relais 1 einen Pumpstengel 19 aufweisen, der zumindest zeitweise in der ersten Position des Permanentmagneten 15 in die Öffnung 17 des Permanentmagneten 15 hineinreicht. Der Pumpstengel 19 dient zur Gas-Evakuierung und zur anschließenden Befüllung des Relais 1 mit dem Gas 12, insbesondere einem Schutzgas. Nach der Befüllung mit dem Gas 12 wird das Gehäuse 11, beispielsweise durch Abquetschen des Pumpstengels 19, dicht verschlossen . Bei einer Bewegung des Magnetankers 5 wird der Permanent ^¬ magnet 15 mitbewegt. Bewegt sich der Magnetanker 5 von seiner zweiten Position in seine erste Position wird beispielsweise der Schalter 14 geschlossen. Dabei wirkt das Magnetfeld des Permanentmagneten 15 beispielsweise auf eine bewegliche

Schaltzunge des Schalters 14. Somit ist der Schalter 14 geschlossen, wenn sich das Relais 1 im Ruhezustand befindet und die Kontakte 2, 3, 4 geöffnet sind. Dies ermöglicht die Erkennung „klebender" Kontakte 2, 3, 4, da in diesem Fall der Schalter 14 nicht geschlossen wird. Alternativ kann der

Schalter 14 auch derart angeordnet und ausgebildet sein, dass der Schalter 14 in der ersten Position des Magnetankers 5 geöffnet ist. Alternativ kann der Schalter 14 auch als Umschalter

ausgebildet sein. Beispielsweise ist im Ruhezustand des

Relais 1 ein Arbeitskontakt des Schalters 14 geschlossen. Bewegt sich der Magnetanker 5 von seiner ersten Position in seine zweite Position, in der die Relaiskontakte geschlossen sind, wird der Arbeitskontakt des Schalters 14 geöffnet und der Ruhekontakt des Schalters 14 geschlossen.

Der Permanentmagnet 15 und der Magnetsensor 13 bzw. Schalter 14 sind derart zueinander angeordnet und der Permanentmagnet 15 ist derart kräftig, dass der Permanentmagnet 15 den

Magnetsensor 13 in einer Ruhestellung durch die Wand des Gehäuses 11 aktivieren kann. Weiterhin muss der Magnetsensor 13 und der Permanentmagnet 15 derart angeordnet sein, dass seine Funktionsweise nicht durch das elektromagnetische Feld der Spule und des magnetischen Kerns 6 beeinträchtigt wird. Beispielsweise ist der Magnetsensor 13 an einer Unterseite des Gehäuses 11, insbesondere zumindest teilweise unterhalb des Magnetankers 5 angeordnet. Zur Erkennung der Schaltposition des beweglichen Kontakts 4 werden somit keine Kabeldurchführungen durch das Gehäuse 11 benötigt. Weiterhin ist bei einer Ausstattung des

Magnetankers 5 mit einem Permanentmagneten 15 eine einfache Nachrüstung mit einem Magnetsensor 13, insbesondere mit einem magnetisch zu betätigendem Schalter 14, möglich.

Der Magnetsensor 13 wird beispielsweise fest mit dem Gehäuse 11 verbunden. Beispielsweise kann der Magnetsensor 13 mit dem Gehäuse 11 verklebt oder anderweitig am Gehäuse 11 fixiert werden. Alternativ wird der Magnetsensor 13 an einem

zusätzlichen Träger verbunden, der eine ortsfeste

Positionierung des Magnetsensors 13 zum Gehäuse 11

gewährleistet .

Bezugs zeichenliste

1 Relais

2 erster feststehender Kontakt

3 zweiter feststehender Kontakt

4 beweglicher Kontakt

5 Magnetanker

6 magnetischer Kern

7 erstes axiales Ende

8 zweites axiales Ende

9 Schaft

10a Feder

10b Feder

11 Gehäuse

12 Gas

13 Magnetsensor

14 Schalter

15 Permanentmagnet

16 Vertiefung

17 Öffnung

18 Längsachse

19 Pumpstengel