DE102012219014A1

DE102012219014A1 - Elektrische Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE102012219014A1
Application number: DE201210219014
Authority: DE
Inventors: Bernd Adrian; Johannes Helmreich; Leopold Mader; Alexander Neuhaus
Original assignee: Tyco Electronics Austria GmbH
Current assignee: Tyco Electronics Austria GmbH
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2014-04-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung (1), insbesondere Relais, zum Öffnen und Schließen wenigstens eines Laststromkreises, mit einer elektrischen Antriebseinrichtung (2) und mit wenigstens einem durch die Antriebseinrichtung (2) von einer ersten Stellung (A) in eine zweite Stellung (B) überführbaren Schaltkontakt (26), der in der ersten Stellung (A) an einem ersten Gegenkontakt (29) und in der zweiten Stellung (B) an einem zweiten Gegenkontakt (31) elektrisch leitend anliegt. Um eine derartige Schaltvorrichtung vielseitiger einsetzen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Schaltkontakt (26) in einer dritten Stellung (C) vom ersten Gegenkontakt (29) und vom zweiten Gegenkontakt (31) beabstandet gehalten ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung, insbesondere ein Relais, zum Öffnen und Schließen wenigstens eines Laststromkreises, mit einer elektrischen Antriebseinrichtung und mit wenigstens einem durch die Antriebseinrichtung von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung überführbaren Schaltkontakt, der in der ersten Stellung an einem ersten Gegenkontakt und einer zweiten Stellung an einem zweiten Gegenkontakt elektrisch leitend anliegt.
Schaltvorrichtungen der vorgenannten Art zum Schalten von Laststromkreisen sind beispielsweise als Relais oder Schütze aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden zum wiederholten Schalten verwendet, beispielsweise um eine Batterie, d. h. einen Akkumulator eines Elektrofahrzeuges, bei Nichtgebrauch von Verbrauchern trennen bzw. den Laststromkreis öffnen zu können.
Die Schaltvorrichtungen werden in der Regel durch einen elektrischen Strom bzw. eine Steuerspannung fernbetätigt, wobei die Steuerspannung elektromagnetisch in der Antriebseinrichtung wirkt und in eine gewünschte Schaltbewegung des Schaltkontaktes umgewandelt wird. Die Steuerspannung wird über den sogenannten Steuerstromkreis an die Schaltvorrichtung angelegt und kann beispielsweise positiv oder negativ sein, je nachdem, welche Schaltvorgänge für die Schaltvorrichtung vorgesehen sind.
Üblicherweise hat eine Schaltvorrichtung zwei stabile Lagen, nämlich mit dem Schaltkontakt in der ersten Stellung bzw. in der zweiten Stellung, wobei beispielsweise der erste Gegenkontakt als Arbeitskontakt (AK) und der zweite Gegenkontakt als Ruhekontakt (RK) ausgestaltet sein kann. Im Falle einer bistabilen Ausgestaltung einer derartigen Schaltvorrichtung kann in einem spannungsfreien Zustand der Antriebseinrichtung der Schaltkontakt in der jeweils zuletzt eingenommenen Stellung verweilen. Mit anderen Worten kann die Schaltvorrichtung im stromlosen Zustand der Antriebseinrichtung zwei verschiedene stabile Schaltzustände einnehmen.
Bei insbesondere den bistabilen Schaltvorrichtungen der vorgenannten Art ist von Nachteil, dass ihr Grundaufbau in seiner bisherigen Verwendung lediglich zwei Schaltzustände ermöglicht. Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung bereitzustellen, die vielseitiger einsetzbar ist als die aus dem Stand der Technik bekannten Schaltvorrichtungen.
Diese Aufgabe wird für die eingangs genannte Schaltvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Schaltkontakt in einer dritten Stellung vom ersten Gegenkontakt und vom zweiten Gegenkontakt beabstandet gehalten ist.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass eine Schaltvorrichtung mit einem gleichen bzw. zumindest ähnlichen Grundaufbau wie bisher bekannte Schaltvorrichtungen dazu eingesetzt werden kann, einen dritten Schaltzustand zu realisieren. Somit müssen der erste und zweite Gegenkontakt nicht zwangsläufig als Ruhe- bzw. Arbeitskontakt verwendet werden, sondern können jeweils verschiedenen Laststromkreisen zugeordnet sein. In der dritten Stellung kann die Schaltvorrichtung somit eine Offenstellung einnehmen. Der Schaltkontakt kann ein erstes Schaltkontaktelement und ein zweites Schaltkontaktelement umfassen, wobei das erste Schaltkontaktelement dem ersten Gegenkontakt und das zweite Schaltkontaktelement dem zweiten Gegenkontakt zugeordnet sein kann. Die Schaltvorrichtung kann des Weiteren so ausgestaltet sein, dass im stromlosen Zustand der Antriebseinrichtung der Schaltkontakt wenigstens in einer der ersten Stellung, der zweiten Stellung und der dritten Stellung stabil gehalten sein kann. Somit kann eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung mono-, bi- bzw. tristabil ausgestaltet sein.
Die erfindungsgemäße Lösung kann durch die folgenden weiteren, jeweils für sich vorteilhaften Ausführungsformen beliebig ergänzt und weiter verbessert werden:
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Schaltkontakt an einem Federelement angebracht ist, dessen Federkraft den Schaltkontakt in der dritten Stellung hält. Die Federkraft kann einer Antriebskraft der Antriebseinrichtung entgegenwirken, die dazu bestrebt ist, zumindest im Zustand unter Steuerspannung den Schaltkontakt in die erste Stellung oder die zweite Stellung zu bewegen. Durch das Federelement kann der Schaltkontakt in der dritten Stellung im stromfreien Zustand der Antriebseinrichtung rein mechanisch stabil gehalten sein, wodurch sich die dritte Stellung einfach und stabil realisieren lässt. Die dritte Stellung kann als eine Art Sicherheitsstellung verwendet werden, wenn die Schaltvorrichtung beim Wegfall der Steuerspannung automatisch die dritte Stellung einnimmt und somit den Schaltkontakt vom ersten bzw. zweiten Gegenkontakt trennt.
Das Federelement kann zumindest in der dritten Stellung vorgespannt sein. Beispielsweise kann das Federelement als doppelte Blattfeder ausgestaltet sein, die durch eine gegenseitige Verspannung ihrer wenigstens zwei Federabschnitte und/oder gegen eine von der Antriebseinrichtung ausgehende Kraft vorgespannt sein kann. Dies vereinfacht, den Schaltkontakt aus der ersten Stellung oder der zweiten Stellung schnell und zuverlässig sowie möglichst ohne Überschwingen in die dritte Stellung zu bewegen. Im Betrieb der Schaltvorrichtung kann in der ersten Stellung und in der zweiten Stellung jeweils eine Steuerspannung an der Antriebseinrichtung anliegen. Mit anderen Worten kann der Schaltkontakt durch eine mit Hilfe der Steuerspannung in der Antriebseinrichtung erzeugte Antriebskraft in der ersten bzw. zweiten Stellung gehalten sein. Beispielsweise kann eine positive Steuerspannung den Schaltkontakt in die erste Stellung und eine negative Steuerspannung den Schaltkontakt in die zweite Stellung bewegen. Die Antriebseinrichtung kann in der dritten Stellung im Wesentlichen elektrisch spannungsfrei sein. Mit anderen Worten kann ohne Vorhandensein einer Steuerspannung der Schaltkontakt zumindest in der dritten Stellung stabil gehalten sein.
Die Antriebseinrichtung kann einen Permanentmagneten beinhalten, der eine erste Permanentmagnetkraft und/oder eine zweite Permanentmagnetkraft ausübt, die dazu bestrebt sind bzw. ist, die Schaltkontakt in der ersten Stellung bzw. in der zweiten Stellung zu halten, wobei die Federkraft der ersten Permanentmagnetkraft und/oder der zweiten Permanentmagnetkraft entgegenwirken kann. Bei einer monostabilen Schaltvorrichtung können die erste und die zweite Permanentmagnetkraft so dimensioniert sein, dass die Federkraft die jeweilige Permanentmagnetkraft in der ersten bzw. zweiten Stellung nach Wegfall der Steuerspannung übersteigt und der Schaltkontakt in die dritte Stellung bewegt wird. Bei einer bistabilen Schaltvorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Schaltkontakt nach einem Wegfall der jeweiligen Steuerspannung in der ersten oder zweiten Stellung verbleibt. Somit kann die dritte Stellung eine weitere stabile Stellung darstellen. Bei einer tristabilen Schaltvorrichtung können die erste und die zweite Permanentmagnetkraft so dimensioniert sein, dass der Schaltkontakt nach Wegfall der jeweiligen Steuerspannung in jeder der ersten, zweiten und dritten Stellung stabil verweilt.
Die Federkraft kann die erste Permanentmagnetkraft und/oder die zweite Permanentmagnetkraft übersteigen. Eine Kontaktkraft, mit welcher der Schaltkontakt gegen den ersten bzw. zweiten Gegenkontakt gedrückt wird, kann eine Schließkraft weniger der Federkraft entsprechen, wobei die Schließkraft der Summe einer jeweiligen Antriebskraft der Antriebseinrichtung zuzüglich der jeweiligen Permanentmagnetkraft entsprechen kann. Indem die Federkraft wenigstens eine der ersten Permanentmagnetkraft und der zweiten Permanentmagnetkraft übersteigt, kann der Schaltkontakt sich automatisch nach Wegfall einer ersten Steuerspannung bzw. einer zweiten Steuerspannung in die dritte Stellung bewegen und dort verweilen.
Wenigstens ein Permanentmagnet kann an einem Anker bzw. als Teil eines Ankers der Antriebseinrichtung angeordnet sein. Der Anker kann als beweglicher Teil der Antriebsvorrichtung mit dem Schaltkontakt zusammenwirken. Durch die Anordnung des Permanentmagneten am Anker können die Permanentmagnetkräfte möglichst direkt auf den Anker wirken.
Der Anker kann als Drehanker mit einer Drehachse ausgestaltet sein. Mit anderen Worten kann der Anker als eine Art Dreh- oder Kippanker ausgestaltet sein. Der Anker kann über einen Schieber mit dem Schaltkontakt verbunden sein bzw. mit diesem zusammenwirken. Als Drehanker muss der Anker nicht zwangsläufig einen Permanentmagneten umfassen. Die Drehachse des Ankers kann aber durch den Permanentmagneten verlaufen. Der Permanentmagnet kann zentral innerhalb des Ankers angeordnet sein und kann ein tragendes Bauteil des Ankers darstellen.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand einer Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Die Ausführungsform stellt lediglich eine mögliche Ausgestaltung dar, bei der die einzelnen Merkmale, wie oben beschrieben ist, unabhängig voneinander realisiert oder weggelassen werden können. In der Beschreibung der Ausführungsform sind der Einfachheit halber gleiche Merkmale und Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung;
2 eine schematische Querschnittsansicht der in 1 gezeigten Schaltvorrichtung in einer ersten Stellung;
3 eine schematische Querschnittsansicht der in 1 gezeigten Schaltvorrichtung in einer zweiten Stellung; und
4 eine schematische Querschnittsansicht der in 1 gezeigten Schaltvorrichtung in einer dritten Stellung.
Zunächst werden der Aufbau und die Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 1 anhand 1 erklärt, welche die Schaltvorrichtung 1 in einer schematischen Perspektivansicht zeigt. Die Schaltvorrichtung 1 umfasst eine Antriebseinrichtung 2 mit einem Anker 3 und einem Schieber 4. Der Anker 3 und der Schieber 4 sind an einem Gehäuse 5 der Schaltvorrichtung 1 beweglich gehalten. So ist eine Halterung 6 für den Anker 3 mit Drehzapfen 7 versehen, die jeweils in einer am Gehäuse 5 ausgeformten Zapfenaufnahme 8 um eine Drehachse R drehbar beweglich aufgenommen sind.
Ferner verfügt die Antriebseinrichtung 2 über Steuerstromanschlüsse 9, die in Form von Stiftkontakten 9a, 9b und 9c nach unten vom Gehäuse 5 vorragen und elektrisch leitend mit der Antriebseinrichtung 2 verbunden sind.
2 zeigt die Schaltvorrichtung 1 in einer schematischen Querschnittsansicht entlang einer in 1 dargestellten Schnittlinie D-D. Die Antriebseinrichtung 2 umfasst des Weiteren eine elektrische Antriebsspule 10, die beispielsweise aus Drahtmaterial besteht, das um einen Spulenkern 11 gewickelt und elektrisch leitend mit den Steuerstromanschlüssen 9 verbunden ist. Ein erstes Joch 12 und ein zweites Joch 13 der Antriebseinrichtung 2 bilden jeweils feststehende Teile eines ersten Magnetkreises 14a, der vom Anker 3 geöffnet oder geschlossen wird.
Der Anker 3 ist als Drehanker im Querschnitt H-förmig ausgestaltet und besitzt einen inneren Ankerabschnitt 15 sowie einen äußeren Ankerabschnitt 16, die über eine Brücke 17 miteinander verbunden sind. Am inneren Ankerabschnitt 15 sind ein oberes Montageelement 18 und ein unteres Montageelement 19 angeordnet, die in Richtung der Spule 10 weisen. Am äußeren Ankerabschnitt 16 ist ein Fortsatz 20 ausgeformt, der mit einem Eingriffsabschnitt 21 in eine Ankeraufnahme 22 an einem ankerseitigen Ende 23 des Schiebers 4 eingreift. Der Schieber 4 ist an einem schaltkontaktseitigen Ende 24 mit einer Schaltkontaktaufnahme 25 versehen.
Ein Schaltkontakt 26 der Schaltvorrichtung 1 umfasst ein erstes Schaltkontaktelement 26a und ein zweites Schaltkontaktelement 26b. Der Schaltkontakt 26 ist federnd beweglich an einem Federelement 27 angebracht. Das Federelement 27 umfasst einen ersten Federabschnitt 27a und einen zweiten Federabschnitt 27b. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Schaltvorrichtung 1 sind die Federabschnitte 27a und 27b identisch ausgeformt und jeweils mit einem identischen ersten bzw. zweiten Schaltkontaktelement versehen. Die Federabschnitte 27a, 27b sind als Blattfedern ausgestaltet, die Rücken an Rücken angeordnet sind. Somit ist das Federelement 27 als doppelte Blattfeder ausgestaltet, die vorzugsweise vorgespannt sein kann. Ein oberes Ende 28 des Federelementes 27 greift in die Schaltkontaktaufnahme 25 des Schiebers 4 ein, so dass durch eine Bewegung des Schiebers 4 im Wesentlichen parallel zu einer Schaltrichtung S_A das Federelement 27 in der ersten Schaltrichtung S_A ausgelenkt wird.
In der ersten Schaltrichtung S_A weist das erste Schaltkontaktelement 26a in Richtung eines ersten Gegenkontaktes 29, der im Wesentlichen auf gleicher Höhe mit dem Schaltkontakt 26 an einem ersten Gegenkontaktträger 30 angeordnet ist. In einer zweiten Schaltrichtung S_B weist das zweite Schaltkontaktelement 26b in Richtung eines zweiten Gegenkontaktes, der im Wesentlichen auf gleicher Höhe mit dem Schaltkontakt 26 an einem zweiten Gegenkontaktträger 32 angeordnet ist. Der erste und der zweite Gegenkontaktträger 30 bzw. 32 sind ebenfalls als Blattfederelemente ausgestaltet, weisen jedoch eine höhere Steifigkeit als das Federelement 27 auf.
Ferner besitzt die Schaltvorrichtung 1 Laststromanschlüsse 33 in Form eines ersten Stiftkontaktes 33a, eines zweiten Stiftkontaktes 33b und eines dritten Stiftkontaktes 33c, die jeweils dem ersten Gegenkontakt 29, dem zweiten Gegenkontakt 31 bzw. dem Schaltkontakt 26 zugeordnet und mit diesen elektrisch leitend verbunden bzw. einstückig mit dem ersten Gegenkontaktträger 30, dem zweiten Gegenkontaktträger 32 bzw. dem Federelement 27 ausgeformt sind.
In einer in 2 gezeigten ersten Stellung A liegt eine Steuerspannung V_A derart an den Steuerstromanschlüssen 9 an, dass ein erstes Magnetfeld M_A erzeugt wird, welches den Anker 3 dazu veranlasst, sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, bis er mit einem ersten Anschlag 15a des inneren Ankerabschnitts 15 am ersten Joch 12 anliegt. Gleichzeitig kommt ein erster Anschlag 16a des äußeren Ankerabschnittes 16 am zweiten Joch 13 zum Anliegen, so dass der Magnetkreis 14 geschlossen und ein magnetischer Rückschluss erzeugt ist, der den Anker 3 stabil in der ersten Stellung A hält.
Zusätzlich zum elektromagnetisch erzeugten ersten Magnetfeld M_A kann ein erstes Permanentmagnetfeld P_A auf den Anker 3 wirken, das von einem zwischen dem inneren Ankerabschnitt 15 und dem äußeren Ankerabschnitt 16 angeordneten Permanentmagneten 34 erzeugt wird. Die erste Permanentmagnetkraft P_A kann insbesondere beim Erreichen des magnetischen Rückschlusses helfen, den Anker 3 sicher bzw. stabil in der ersten Stellung A zu halten.
Die Drehbewegung des Ankers 3 wird über den Eingriffsabschnitt 120 in der Ankeraufnahme 22 in eine translatorische Bewegung des Schiebers 4 im Wesentlichen parallel zur ersten Schaltrichtung S_A umgewandelt, so dass der Schieber 4 mit seiner Schaltkontaktaufnahme 25 das obere Ende 28 des Federelementes 27 entlang der ersten Schaltrichtung S_A zieht und das erste Schaltkontaktelement 26a elektrisch leitend in Kontakt mit dem ersten Gegenkontakt 29 gelangt. Beim vollständigen erreichen der ersten Stellung A liegt der Schaltkontakt 26 bzw. das erste Schaltkontaktelement 26a am ersten Gegenkontakt 29 an. Eine im Wesentlichen parallel zur ersten Schaltrichtung S_A auf den Schieber 4 wirkende erste Antriebskraft T_A der Antriebseinrichtung 2 ist also größer als eine am oberen Ende 28 des Federelementes 27 im Wesentlichen entgegengesetzt zur ersten Schaltrichtung S_A gerichtete erste Federkraft F_A.
3 zeigt die Schaltvorrichtung 1 in einer zweiten Stellung B. In der zweiten Stellung B liegt eine zweite Steuerspannung V_B an den Steuerspannungsanschlüssen 9 an, wodurch die Spule 10 ein zweites Magnetfeld M_B erzeugt. Die zweite Steuerspannung V_B ist entgegengesetzt zur ersten Steuerspannung V_A, wodurch das zweite Magnetfeld M_B entgegengesetzt zum ersten Magnetfeld M_A verläuft.
Durch das zweite Magnetfeld M_B, das zumindest teilweise durch eine zweite Permanentmagnetkraft P_B erzeugt werden kann, die vom Permanentmagnet 34 ausgeht, wird der Anker 3 im Uhrzeigersinn um die Drehachse R gedreht, bis ein zweiter Anschluss 15b des inneren Ankerabschnittes 15 am zweiten Joch 13 anliegt, ein zweiter Anschlag 16b des äußeren Ankerabschnittes 16 am ersten Joch anliegt und dadurch ein zweiter Magnetkreis 14b geschlossen bzw. ein magnetischer Rückschluss erzeugt ist, der den Anker 3 in der zweiten Stellung B stabil hält.
In der zweiten Stellung B ist der Schieber 4 durch eine über den Eingriffsabschnitt 21 des Ankers 3 auf die Ankeraufnahme 22 des Schiebers 4 übertragende zweite Antriebskraft T_B entlang einer zweiten Schaltrichtung S_B geschoben, die im Wesentlichen entgegengesetzt zur ersten Schaltrichtung S_A verläuft und den Schaltkontakt 26 über die Schaltkontaktaufnahme 25 am oberen Ende 28 des Federelementes 27 entlang der zweiten Schaltrichtung S_B schiebt, bis der Schaltkontakt 26 bzw. das zweite Schaltkontaktelement 26b elektrisch leitend am zweiten Gegenkontakt 31 anliegt. Die zweite Antriebskraft T_A übersteigt eine zweite Federkraft F_B, die im Wesentlichen entgegengesetzt zur ersten Federkraft F_A wirkt.
4 zeigt die Schaltvorrichtung 1 in einer dritten Stellung C. In der dritten Stellung C sind die Steuerstromanschlüsse 9 im Wesentlichen spannungsfrei und die Spule 10 erzeugt im Wesentlichen kein Magnetfeld. Jedoch kann der Permanentmagnet 34 ein drittes Magnetfeld M_C erzeugen, das beispielsweise dazu bestrebt sein kann, den Anker A entgegen dem Uhrzeigersinn um die Drehachse R zu drehen, wodurch das Federelement 27, wie angedeutet, leicht in erster Schaltrichtung S_A ausgelenkt sein kann. Das dritte Magnetfeld M_C kann eine dritte Antriebskraft T_C erzeugen, die im Wesentlichen parallel zur und in Richtung der ersten Antriebskraft T_A wirken kann, jedoch wesentlich kleiner als die erste Antriebskraft T_A ist. Die dritte Antriebskraft T_C kann durch eine dritte Federkraft F_C kompensiert werden, die entgegengesetzt zur dritten Antriebskraft T_C am oberen Ende 28 des Federelementes 27 wirkt, wodurch die Feder 27, wie schon erwähnt, vorgespannt sein kann.
In der dritten Stellung C sind der erste Anschlag 15a des inneren Ankerabschnittes 15 und der zweite Anschlag 16b des äußeren Ankerabschnittes 16 im Wesentlichen unter gleichem Abstand vom ersten Joch 12 beabstandet gehalten. Der zweite Anschlag 15b des inneren Ankerabschnittes 15 und der erste Anschlag 16a des äußeren Ankerabschnittes 16 sind im Wesentlichen im gleichen Abstand zum zweiten Joch 13 gehalten. Der Schaltkontakt 26 bzw. das erste Schaltkontaktelement 26a und das zweite Schaltkontaktelement 26b sind im Wesentlichen im gleichen Abstand vom ersten Gegenkontakt 29 bzw. zweiten Gegenkontakt 31 gehalten.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind Abweichungen von der oben beschriebenen Ausführungsform möglich. So kann die Schaltvorrichtung 1 mit einer Antriebseinrichtung 2, einem Anker 3, einem Schieber 4 und einem Gehäuse 5 ausgestaltet sein, die beliebig zusammenwirken können, um die gewünschten Schaltzustände bzw. Schaltstellungen A bis C zu ermöglichen. Ein Schieber 4 ist nicht zwangsläufig erforderlich, wenn der Anker 3 direkt oder auf andere Art indirekt mit dem Schaltkontakt 26 bzw. einem diesen tragenden oder mit diesem zusammenwirkendem Bauteil in Eingriff befindlich ist. Der Anker 3 kann in einer Halterung 6 mit Drehzapfen 7 ausgestaltet sein, die in einer Zapfenaufnahme 8 eingreifen können, um den Anker 3 drehbar zu halten. Alternativ kann der Anker 3 auch als Klapp- oder Kippanker ausgeführt sein.
Steueranschlüsse 9 können beliebig als Stiftkontakte 9a, 9b und/oder 9c ausgestaltet sein, die auf eine der jeweiligen Anforderungen gemäße Art und Weise mit der Antriebseinrichtung 2 bzw. deren Spule 10 zusammenwirken können. Der Spulenkern 11 kann den jeweiligen Anforderungen gemäß ausgestaltet sein, um das Spulenmaterial 10 aufzunehmen und kann gegebenenfalls auch weggelassen werden. Das erste Joch 12 und das zweite Joch 13 können den jeweiligen Anforderungen gemäß ausgestaltet sein, um mit der Spule 10 und dem Anker 3 zusammenzuwirken, so dass sich ein erster Magnetkreis 14a und/oder ein zweiter Magnetkreis 14b schließen lassen.
Der Anker 3 kann den jeweiligen Anforderungen gemäß mit einem inneren Ankerabschnitt 15 und einem äußeren Ankerabschnitt 16, beispielsweise wie hierin gezeigt im Querschnitt als H-förmiger Anker ausgestaltet sein, der eine Brücke 17 und ein oberes Montageelement 18 sowie ein unteres Montageelement 19 aufweisen kann, wobei die Montageelemente 18 und 19 den jeweiligen Anforderungen gemäß als Befestigungselemente ausgebildet sein können, wie beispielsweise als Schrauben, Nieten und dergleichen, um die Elemente des Ankers 3 form- und/oder kraftschlüssig wieder lösbar und/oder unlösbar miteinander zu verbinden. Der innere Ankerabschnitt 15 kann den jeweiligen Anforderungen gemäß einen ersten Anschlag 15a und einen zweiten Anschlag 15b ausbilden, so wie der äußere Ankerabschnitt den jeweiligen Anforderungen gemäß einen ersten Anschlag 16a und einen zweiten Anschlag 16b ausbilden kann, um in Kontakt mit dem ersten Joch 12 und/oder dem zweiten Joch 13 zu gelangen, so dass ein erster Magnetkreis 14a und/oder ein zweiter Magnetkreis 14b geschlossen werden können.
Des Weiteren kann der Anker 3 den jeweiligen Anforderungen gemäß mit Fortsätzen 20 ausgestaltet sein, die Eingriffsabschnitte 21 ausbilden können, um mit einer Ankeraufnahme 22 zusammenzuwirken und beispielsweise, wie hierin gezeigt, eine Art Drehgelenk zu bilden, das eine Umwandlung einer im Wesentlichen rotatorischen Ankerbewegung in eine translatorische Schieber- bzw. Schaltbewegung ermöglichen kann. Dazu kann der Schieber 4 den jeweiligen Anforderungen gemäß mit einer Ankeraufnahme 22 an einem ankerseitigen Ende 23 sowie einer Schaltkontaktaufnahme 25 an einem schaltkontaktseitigen Ende 24 ausgestaltet sein, um einerseits mit dem Anker 3 und andererseits mit dem Schaltkontakt 26 bzw. einem mit diesem verbundenen Bauteil, wie beispielsweise dem oberen Ende 28 des Federelementes 27 zusammenzuwirken.
Der Schaltkontakt 26 kann den jeweiligen Anforderungen gemäß mit wenigstens einem ersten Schaltkontaktelement 26a und wenigstens einem Schaltkontaktelement 26b ausgebildet sein, die direkt am Federelement 27a ausgeformt bzw. angebracht sein oder derartig mit einem Federelement zusammenwirken können, so dass eine erste Federkraft F_A, eine zweite Federkraft F_B und/oder eine dritte Federkraft F_C auf den Schaltkontakt 26 wirken kann. Dazu kann das Federelement einen ersten Federabschnitt 27a und einen zweiten Federabschnitt 27b beinhalten, die beispielsweise gegeneinander vorgespannt sein können. Das obere Ende 28 des Federelementes 27 kann den jeweiligen Anforderungen gemäß ausgestaltet sein, um mit dem Schieber 4 zusammenzuwirken.
Ein erster Gegenkontakt 29 und ein zweiter Gegenkontakt 31 können den jeweiligen Abfolgen gemäß auf Gegenkontaktträgern 30 bzw. 32 angebracht sowie federnd beweglich bzw. zumindest abschnittsweise elastisch gehalten zu sein. Laststromanschlüsse 33 können den jeweiligen Anforderungen gemäß als erster Stiftkontakt 33a, als zweiter Stiftkontakt 33b und/oder als dritter Stiftkontakt 33c ausgestaltet sein, um den Schaltkontakt 26, den ersten Gegenkontakt 29 und/oder den zweiten Gegenkontakt 31 in einen Laststromkreis einzubinden.
Schließlich kann der Permanentmagnet 34 den jeweiligen Anforderungen gemäß ausgestaltet oder weggelassen sein, um einerseits eine Haltekraft des Ankers 3 in der ersten Stellung A und/oder der zweiten Stellung B zu erhöhen, sowie andererseits eine Vorspannung des Federelementes 27 in der dritten Stellung C zu bewirken, indem der Permanentmagnet 34 zu einer ersten Antriebskraft T_A, einer zweiten Antriebskraft T_B und/oder einer dritten Antriebskraft T_C beitragen kann.
Bezugszeichenliste

1: Schaltvorrichtung
2: Antriebseinrichtung
3: Anker
4: Schieber
5: Gehäuse
6: Halterung für den Anker
7: Drehzapfen
8: Zapfenaufnahme
9: Steuerstromanschlüsse
9a: erster Stiftkontakt
9b: zweiter Stiftkontakt
9c: dritter Stiftkontakt
10: Spule
11: Spulenkern
12: erstes Joch
13: zweites Joch
14a: erster Magnetkreis
14b: zweiter Magnetkreis
15: innerer Ankerabschnitt
15a: erster Anschlag
15b: zweiter Anschlag
16: äußerer Ankerabschnitt
16a: erster Anschlag
16b: zweiter Anschlag
17: Brücke
18: oberes Montageelement
19: unteres Montageelement
20: Fortsatz
21: Eingriffsabschnitt
22: Ankeraufnahme
23: ankerseitiges Ende des Schiebers
24: schaltkontaktseitiges Ende des Schiebers
25: Schaltkontaktaufnahme
26: Schaltkontakt
26a: erstes Schaltkontaktelement
26b: zweites Schaltkontaktelement
27: Federelement
27a: erster Federabschnitt
27b: zweiter Federabschnitt
28: oberes Ende des Federelements
29: erster Gegenkontakt
30: erster Gegenkontaktträger
31: zweiter Gegenkontakt
32: zweiter Gegenkontaktträger
33: Laststromanschlüsse
33a: erster Stiftkontakt
33b: zweiter Stiftkontakt
33c: dritter Stiftkontakt
34: Permanentmagnet
A: erste Stellung
B: zweite Stellung
C: dritte Stellung
T_A: erste Antriebskraft
T_B: zweite Antriebskraft
F_A: erste Federkraft
F_B: zweite Federkraft
F_C: dritte Federkraft
R: Drehachse
S_A: erste Schaltrichtung
S_B: zweite Schaltrichtung
V_A: erste Steuerspannung
V_B: zweite Steuerspannung
M_A: erstes Magnetfeld
M_B: zweites Magnetfeld
M_C: drittes Magnetfeld
P_A: erstes Permanentmagnetfeld
P_B: zweites Permanentmagnetfeld

Claims

Schaltvorrichtung (1), insbesondere Relais, zum Öffnen und Schließen wenigstens eines Laststromkreises, mit einer elektrischen Antriebseinrichtung (2) und mit wenigstens einem durch die Antriebseinrichtung (2) von einer ersten Stellung (A) in eine zweite Stellung (B) überführbaren Schaltkontakt (26), der in der ersten Stellung (A) an einem ersten Gegenkontakt (29) und in der zweiten Stellung (B) an einem zweiten Gegenkontakt (31) elektrisch leitend anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkontakt (26) in einer dritten Stellung (C) vom ersten Gegenkontakt (29) und vom zweiten Gegenkontakt (31) beabstandet gehalten ist.
Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkontakt (26) an einem Federelement (27) angebracht ist, dessen Federkraft (F_A, F_B, F_C) den Schaltkontakt (26) in der dritten Stellung hält.
Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (27) zumindest in der dritten Stellung (C) vorgespannt ist.
Schaltvorrichtung (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb der Schaltvorrichtung (1) in der ersten Stellung (A) und in der zweiten Stellung (B) jeweils eine Steuerspannung (V_A, V_B) an der Antriebseinrichtung (2) anliegt.
Schaltvorrichtung (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (2) in der dritten Stellung (C) im Wesentlichen elektrisch spannungsfrei ist.
Schaltvorrichtung (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (2) einen Permanentmagneten (34) beinhaltet, der eine erste Permanentmagnetkraft (P_A) und/oder eine zweite Permanentmagnetkraft (P_B) ausübt, die dazu bestrebt sind bzw. ist, den Schaltkontakt (26) in der ersten Stellung (A) bzw. in der zweiten Stellung (B) zu halten, und dass die Federkraft (F_A, F_B, F_C) der ersten Permanentmagnetkraft (P_A) und/oder der zweiten Permanentmagnetkraft (P_B) entgegenwirkt.
Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft (F_A, F_B, F_C) die erste Permanentmagnetkraft (P_A) und/oder die zweite Permanentmagnetkraft (P_B) übersteigt.
Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (34) an einem Anker (3) der Antriebseinrichtung (2) angeordnet ist.
Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (3) als Drehanker mit einer Drehachse (R) ausgestaltet ist.
Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (R) durch den Permanentmagneten (34) hindurch verläuft.