[0001] Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Anordnung zum Bestimmen einer Ankerstellung
eines Relais und ein Verfahren.
[0002] Relais können zum Schalten von sicherheitsrelevanten Leitungen eingesetzt werden.
Hierbei können Relais mit mechanisch zwangsgeführten Kontakten eingesetzt werden.
Ein solches Relais kann einem Standard genügen, beispielsweise einer EN 50205 Norm.
Hierbei kann durch eine Kontaktstellung bestimmt werden, ob ein Schließverhalten eines
Kontaktsatzes eines Relais eine fehlerhafte Kontaktstellung vorliegt oder nicht. Eine
fehlerhafte Kontaktstellung kann ein verschweißen von Kontakten sein.
[0003] Relaismodule sind vielseitig einsetzbar. Schmale Relaismodule weisen eine geringe
Breite auf, beispielsweise kann ein solches Relaismodul eine Breite von 3mm bis 3,5
mm aufweisen. In einem solchen Relaismodul steht nur begrenzter Bauraum zur Verfügung.
[0004] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein verbessertes Konzept aufzuzeigen,
eine Ankerstellung eines Relais zu bestimmen.
[0005] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie
der beiliegenden Figuren.
[0006] Ein Relais in einem Relaismodul kann mehrere Spulen umfassen, die an einem einzigen
Joch angeordnet sind, beispielsweise einem u-förmigen Joch. Die vorliegende Offenbarung
basiert auf der Erkenntnis, dass durch Nutzung eines mehrspuligen Relais als Transformator
ein Übertragungsverhalten eines Signals von einer ersten Spule zu einer zweiten Spule
auf den Luftspalt und somit die Ankerstellung des Relais geschlossen werden kann.
[0007] Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung eine Anordnung zum Bestimmen einer
Ankerstellung eines Relais, wobei das Relais eine erste Spule an einem ersten Abschnitt
eines Jochs und eine zweite Spule an einem zweiten Abschnitt des Jochs umfasst, wobei
ein Anker des Relais durch einen Luftspalt von dem Joch beabstandet ist. Die Anordnung
umfasst einen Signalgeber, der mit der ersten Spule elektrisch verbunden und eingerichtet
ist, ein erstes Signal an die erste Spule auszusenden, und eine Messvorrichtung, die
mit der zweiten Spule elektrisch verbunden und eingerichtet ist, ein zweites Signal
an der zweiten Spule zu erfassen, wobei das zweite Signal ein Antwortsignal auf eine
Anregung der ersten Spule mit dem ersten Signal ist. Die Anordnung ist eingerichtet,
basierend auf dem zweiten Signal die Ankerstellung des Relais zu bestimmen.
[0008] Die Anordnung dient zum Bestimmen einer Ankerstellung eines Relais. Das Joch kann
ein u-förmiges Joch sein. Die erste Spule kann an einem ersten Schenkel des u-förmigen
Jochs und die zweite Spule an einem dem ersten Schenkel gegenüberliegenden zweiten
Schenkel des u-förmigen Jochs angeordnet sein. Der Anker kann von wenigstens einem
Schenkel des u-förmigen Jochs durch einen Luftspalt beabstandet sein.
[0009] Der Signalgeber kann ein Signalgenerator sein. Der Signalgeber kann ein Mikrocontroller
sein.
[0010] Die Messvorrichtung kann eingerichtet sein, an der zweiten Spule das von der ersten
Spule an die zweite Spule übertragene zweite Signal zu erfassen und hieraus eine Übertragungseigenschaft
von der ersten Spule an die zweite Spule zu bestimmen und aus der Übertragungseigenschaft
eine Größe des Luftspalts zu ermitteln. Die Übertragungseigenschaft kann eine Veränderung
des zweiten Signals im Vergleich zu einem zweiten Signal zu einem anderen Zeitpunkt
sein.
[0011] Das magnetische Übertragungsverhalten zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule
des Relais kann von der Größe des Luftspalts, d.h. des Arbeitsluftspalts des Ankers,
abhängig sein, insbesondere aufgrund einer Reluktanz des magnetischen Kreises. Das
Relais hat bei elektrisch getrennten Spulen die Anordnung eines Transformators, wobei
das Übertragungsverhalten, d.h. der Kopplungsfaktor, zwischen der ersten Spule und
der zweiten Spule veränderlich ist und eine Korrelation zum Luftspalt des Ankers aufweist.
[0012] In einer Ausgestaltung ist der Signalgeber eingerichtet, als erstes Signal ein von
einem das Relais ansteuernden Ansteuersignal zum Anziehen des Ankers verschiedenes
Signal auszusenden.
[0013] Um den Anker des Relais während einer üblichen Funktion des Relais anzuziehen, kann
die erste Spule und/oder die zweite Spule des Relais von einem Ansteuersignal durchflossen
sein, um den Anker anzuziehen. Der Signalgeber kann eingerichtet sein, unabhängig
von dem Ansteuersignal das erste Signal auszusenden. Hierdurch wird ein unabhängiges
Sicherheitsmerkmal generiert, das auch Fehlstellungen bei an sich unauffälligen Ansteuersignalen
erkennen kann.
[0014] In einer Ausgestaltung sind der Signalgeber an einem Mittenkontakt der ersten Spule
und/oder die Messvorrichtung an einem Mittenkontakt der zweiten Spule angeschlossen.
[0015] Hierbei kann der elektrische Kontakt zu der jeweiligen Spule zwischen zwei Endkontakten
der jeweiligen Spule angeordnet sein.
[0016] In einer Ausgestaltung umfasst das erste Signal ein Sinussignal und die Anordnung
eingerichtet, basierend auf einer Amplitudenverschiebung des Frequenzgangs des zweiten
Signals die Ankerstellung des Relais zu bestimmen.
[0017] Bei der Übertragung des ersten Signals an die zweite Spule kann im Bodediagramm über
einen Frequenzbereich je nach Größe des Luftspalts eine Dämpfung entstehen, d.h. das
zweite Signal kann eine Dämpfung aufweisen, die von dem Luftspalt abhängig ist. Ein
großer Luftspalt kann eine größere Dämpfung hervorrufen, als ein kleiner Luftspalt.
Die Dämpfung kann proportional zur Größe des Luftspalts sein. Aus dieser Dämpfung
kann somit eine Fehlstellung des Ankers erkannt werden. Hierzu können verschiedene
Dämpfungen verschiedenen Ankerstellungen zugeordnet sein. Abweichungen der Dämpfungen
bei einem Vergleich der bereits zugeordneten Dämpfungen können eine Fehlstellung anzeigen.
Hierbei kann die Übertragungseigenschaft des Relais im Frequenzbereich genutzt werden,
um die Ankerstellung zu erkennen.
[0018] In einer Ausgestaltung umfasst das erste Signal einen Spannungssprung, insbesondere
einen Spannungsimpuls, und die Anordnung eingerichtet, basierend auf einer Veränderung
einer Sprungantwort die Ankerstellung des Relais zu bestimmen.
[0019] Hierbei kann die Übertragungseigenschaft des Relais im Zeitbereich genutzt werden,
um die Ankerstellung zu erkennen. Das zweite Signal kann abhängig von dem Luftspalt
ein unterschiedlich hohes Maximum zu einem Zeitpunkt aufweisen, der ebenfalls von
dem Luftspalt abhängig ist.
[0020] In einer Ausgestaltung umfasst die Veränderung der Sprungantwort eine zeitliche Verschiebung
und/oder eine Amplitudenänderung des zweiten Signals. Die Auswirkungen des Luftspalts
auf das Antwortsignal können als eine zeitliche Verschiebung und als eine Dämpfung
der Sprungantwort auftreten. Aus einer der beiden Eigenschaften alleine oder aus einer
Kombination beider Eigenschaften kann die Größe des Luftspalts und somit die Ankerstellung
bestimmt werden.
[0021] In einer Ausgestaltung ist die Anordnung mit dem Relais in einem Relaismodul, insbesondere
einem Relaismodul mit einer Breite von 3,5 mm angeordnet. Dies stellt einen flachen
Aufbau dar und kann somit platzsparend angeordnet werden. Die Bestimmung der Ankerstellung
kann eine Sicherheitsfunktion des Relaismoduls darstellen.
[0022] Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Bestimmen einer
Ankerstellung eines Relais, mit:
Senden eines ersten Signals von einem Signalgeber an eine erste Spule an einem ersten
Abschnitt eines Jochs des Relais;
Erfassen eines zweiten Signals an einer zweiten Spule an einem zweiten Abschnitt des
Jochs durch eine Messvorrichtung, wobei das zweite Signal ein Antwortsignal auf eine
Anregung der ersten Spule mit dem ersten Signal ist;
Bestimmen der Ankerstellung des Relais basierend auf dem zweiten Signal.
[0023] In einer Ausgestaltung umfasst das Senden des ersten Signals das Senden eines Spannungssprungs,
insbesondere eines Spannungsimpulses, und das Bestimmen der Ankerstellung das Ermitteln
einer Veränderung einer Sprungantwort, insbesondere einer Impulsantwort. Die Antwort
auf einen Spannungssprung kann eine Sprungantwort sein. Die Antwort auf einen Spannungsimpuls
kann eine Impulsantwort sein.
[0024] In einer Ausgestaltung umfasst das Ermitteln einer Veränderung der Sprungantwort
ein Ermitteln einer zeitlichen Verschiebung und/oder ein Ermitteln einer Amplitudenänderung
des zweiten Signals.
[0025] In einer Ausgestaltung ist die zeitliche Länge des ersten Signals kurz gegenüber
mechanischen Zeitkonstanten des Relais. Hierbei kann eine geringere Leistung übertragen
werden, als bei einer Anregung der ersten Spule bzw. zweiten Spule zum Anziehen des
Ankers. Insbesondere wird das Übertragungsverhalten der Spannungen an den Spulen genutzt.
Das heißt, das Übertragungsverhalten wird leistungslos gemessen, im Verhältnis zu
einer Anregung der Spulen zum Anziehen des Ankers. D.h., das erste Signal weist eine
im Vergleich zum Anziehen des Ankers notwendigen Leistung geringe Leistung auf. Hierbei
können magnetische Sättigungseffekte ausgeschlossen werden. Im nicht abgefallenen
Zustand des Ankers, also in einer möglichen Fehlstellung des Ankers, werden die erste
Spule und die zweite Spule gegebenenfalls nicht von einer Betriebserregung bestromt.
Durch die geringe Leistung des ersten Signals kann ein ungewolltes Anziehen des Ankers
verhindert werden.
[0026] In einer Ausgestaltung umfasst das Senden des ersten Signals das Senden eines Sinussignals
und das Bestimmen der Ankerstellung das Ermitteln einer Amplitudenverschiebung des
Frequenzgangs des zweiten Signals.
[0027] In einer Ausgestaltung umfasst das Bestimmen der Ankerstellung das Ermitteln einer
Verstärkung des Frequenzgangs des zweiten Signals. Die Verstärkung des zweiten Signals
entspricht der übertragungsbedingten Dämpfung. Eine negative Verstärkung entspricht
hierbei einer Dämpfung.
[0028] In einer Ausgestaltung umfasst das Senden des ersten Signals das Senden eines von
einem das Relais ansteuernden Ansteuersignal verschiedenen Signals.
[0029] Hierbei lassen sich ein Maximum, d.h. ein Spitzenwert, und die Zeit der Sprungantwort,
d.h. der Zeitpunkt des Maximums, im Antwortsignal auswerten, um einer Fehlstellung
des Ankers zu erkennen. Nach Anlegen eines Spanungssprungs an die erste Spule erreicht
die Spannung an der zweiten Spule ein bestimmtes Maximum und geht dann zurück, insbesondere
auf null zurück. Das Maximum ist hierbei von der Größe des Luftspalts abhängig. Das
Maximum wird bei größer werdendem Luftspalt kleiner, ist also umgekehrt proportional
zur Größe des Luftspalts. Ebenso verschiebt sich die Zeit, an der das Maximum erreicht
wird und die Abklingzeit des zweiten Signals umgekehrt proportional zum Luftspalt.
[0030] In einer Ausgestaltung wird beim Senden des ersten Signals ein Signal gesendet, dessen
Leistung niedriger ist, als die Leistung eines das Relais ansteuernden Ansteuersignals.
Somit kann ein Anziehen des Ankers durch das erste Signal verhindert werden. Hierdurch
wird die eigentliche Funktion des Relais von der Erfassung der Ankerstellung entkoppelt.
[0031] Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einem Relais gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- Fig. 2
- Frequenzverläufe eines Antwortsignals gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- Fig. 3
- Antwortsignale im Zeitbereich gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- Fig. 4
- ein Flussdiagramm für ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel.
[0032] Fig. 1 zeigt eine Anordnung 100 und ein Relais 101 mit der Anordnung 100. Das Relais
101 umfasst ein Joch 102. Das Joch 102 ist U-förmig gebogen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist das Joch 102 anders gestaltet, beispielsweise L-förmig oder W-förmig.
[0033] Das Relais 101 weist eine erste Spule 103 und eine zweite Spule 104 auf. Die erste
Spule 103 ist an einem ersten Abschnitt 105 angeordnet. Die zweite Spule 103 ist an
einem zweiten Abschnitt 106 angeordnet. Der erste Abschnitt 105 stellt einen ersten
Schenkel des Jochs 102 und der zweiten Abschnitt 106 stellt einen zweiten Abschnitt
des Jochs 102 dar. Der erste Abschnitt 105 liegt dem zweiten Abschnitt 106 gegenüber.
Das Joch 102 und die erste Spule 103 und die zweite Spule 104 sind somit wie ein Transformator
angeordnet.
[0034] Das Relais 101 weist einen Anker 107 auf. Der Anker 107 ist von einem Luftspalt 108
von dem Joch getrennt dargestellt. Im Betrieb des Relais 101 wird eine Betriebsspannung
an die ersten Spule 103 und an die zweite Spule 104 angelegt, insbesondere durch ein
Ansteuersignal zum Ansteuern des Relais 101. Durch die Betriebsspannung fließt ein
Strom durch die erste Spule 103 und die zweite Spule 104. Hierdurch wird das Joch
102 magnetisch und zieht den Anker 107 an. Auf diese Weise kann ein Kontakt geschlossen
werden.
[0035] Um die Ankerstellung zu überprüfen weist die Anordnung 100 einen Signalgeber 109
auf. Der Signalgeber 109 ist ein Mikrocontroller. In einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist der Signalgeber 109 ein Computer oder ein anderes Gerät zum Erzeugen eines Signals.
[0036] Der Signalgeber 109 ist mit der ersten Spule 103 elektrisch verbunden. Der Signalgeber
109 ist an einem Mittelkontakt der ersten Spule 103 angeschlossen. in einem weiteren
Ausführungsbeispiel ist der Signalgeber 109 an einer anderen Stelle an die erste Spule
103 angeschlossen.
[0037] Der Signalgeber 109 kann ein erstes Signal erzeugen. Die Leistung des ersten Signals
ist hierbei geringer als die Betriebsleistung des Relais 101, insbesondere ist die
Spannung des ersten Signals so gering, dass sichergestellt ist, dass der Anker 107
durch die Spannung des ersten Signals nicht angezogen wird, auch wenn der Luftspalt
108 einen bereits reduzierten maximalen Abstand aufweist.
[0038] Die Anordnung 100 weist eine Messvorrichtung 110 auf. Die Messvorrichtung 110 ist
mit der zweiten Spule 104 elektrisch verbunden. Die Messvorrichtung 110 ist an einem
Mittelkontakt der zweiten Spule 104 angeschlossen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist die Messvorrichtung 110 an einer anderen Stelle an die zweite Spule 104 angeschlossen.
[0039] Die Messvorrichtung 110 ist eingerichtet, Spannungen an der zweiten Spule 104 zu
messen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Messvorrichtung 110 eingerichtet
eine andere Signaleigenschaft, insbesondere einen Strom, zusätzlich oder alternativ
zu messen.
[0040] Durch die Anordnung der ersten Spule 103 an dem ersten Abschnitt 105 und der zweiten
Spule 104 an dem zweiten Abschnitt 106, wird beim Anlegen des ersten Signals an die
erste Spule 103 ein Signal elektromagnetisch auf die zweite Spule übertragen. Dies
stellt ein Antwortsignal dar, das ein zweites Signal bildet.
[0041] Die Messvorrichtung 110 ist eingerichtet, dieses Antwortsignal zu erfassen und auszuwerten.
In eine, weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Anordnung 100 zur Auswertung des
Antwortsignals eine separate Auswertevorrichtung oder das Antwortsignal wird zur Auswertung
an eine externe Vorrichtung weitergeleitet. In einem Ausführungsbeispiel sind der
Signalgeber 109 und die Messvorrichtung 110 Teil eines Mikrocontrollers.
[0042] Das Antwortsignal stellt ein zweites Signal dar. Das zweite Signal entspricht dem
durch die elektromagnetischen Eigenschaften des Relais 101, insbesondere der Größe
des Luftspalts 108, veränderten ersten Signal.
[0043] Die Veränderungen des zweiten Signals im Vergleich zum ersten Signal, aber auch im
Vergleich zu unterschiedlichen zweiten Signalen, hängt auch von der Art des ersten
Signals ab.
[0044] Fig. 2 zeigt ein Diagramm 200 mit drei Frequenzverläufen 201, 202, 203. Die Fig.
2 zeigt hierbei einen Teil eines Bodediagramms, das die Frequenzeigenschaften dreier
verschiedener zweiter Signale an der zweiten Spule 104 beschreibt. Das erste Signal
ist in allen drei Fällen das gleiche erste Signal gewesen, insbesondere ein Sinussignal.
Hierbei ist eine Verstärkung des Signals auf der Ordinatenachse und die Frequenz auf
der Abszissenachse aufgetragen. Die Verstärkung stellt dar, in welchem Maß das zweite
Signal bei der Übertragung gedämpft wurde. Die Verstärkung ist hierbei in dB aufgetragen.
[0045] Der erste Frequenzverlauf 201 weist eine im Vergleich zu den anderen Frequenzverläufen
geringe Dämpfung auf. Der zweite Frequenzverlauf 202 weist eine mittlere und der dritte
Frequenzverlauf 203 weist die stärkste Dämpfung der drei Frequenzverläufe auf.
[0046] Der erste Frequenzverlauf 201 kann hierbei einem kleinen Luftspalt zugeordnet werden,
d.h. einer Ankerstellung, die einer Arbeitslage des Ankers entspricht. Der dritte
Frequenzverlauf 203, hat die stärkste Dämpfung und kann somit einem großen Luftspalt
zugeordnet werden, d.h. einem Anker in Ruhelage. Der zweite Frequenzverlauf 202 weist
eine mittlere Dämpfung auf. Hierbei ist der Luftspalt mittelgroß und weist auf eine
Ankerstellung zwischen der Arbeitslage und der Ruhelage hin.
[0047] Hierbei neben dem absoluten Werte der Dämpfung auch das Verhältnis von Dämpfungswerten
an verschiedenen Frequenzen, beispielsweise bei 10 Hz und bei 1 Hz, als charakteristisches
Merkmal für den Luftspalt. Hierzu werden die Dämpfungswerte bei den jeweiligen Frequenzhöhen
zueinander in Relation gesetzt. Beispielsweise wird der Wert der Verstärkung bei einer
Frequenz von 10 Hz durch den Wert der Verstärkung bei 1 Hz geteilt. In weiteren Ausführungsbeispielen
wird die Größe des Luftspalts lediglich aus den absoluten Werten der Dämpfung oder
lediglich aus den relativen Dämpfungswerten bestimmt.
[0048] Fig. 3 zeigt einen Verlauf mehrerer Spannungen gegenüber der Zeit. Hierbei ist eine
Höhe der Spannung auf der Ordinatenachse und die Zeit auf der Abszissenachse aufgetragen.
Ein Signal 301 ist das erste Signal und stellt einen Spannungssprung, insbesondere
einen kurzen Spannungsimpuls dar. Das erste Signal startet an einem Zeitpunkt T0 und
erreicht dann einen konstanten Spannungswert, bevor es wieder auf null abfällt (nicht
in Fig .3 dargestellt).
[0049] Eine Mehrzahl von Antwortsignalen 302 sind in Fig. 3 dargestellt, die jeweils ein
Maximum 303 kurz nach dem Zeitpunkt T0 zu jeweils versetzten Zeitpunkten aufweisen.
Je nach Größe des Luftspalts verändern sich der Zeitpunkt des Maximums 303 und die
Spannungsspitze des zweiten Signals. Ein hohes Maximum 303 entspricht hierbei einem
kleinen Luftspalt 108 und ein niedrigeres Maximum 303 einem größeren Luftspalt 108.
Je weiter das Maximum 303 von dem Zeitpunkt T0 entfernt ist, d.h. je länger es bis
zu dem Erreichen des Maximums 303 dauert, desto kleiner ist der Luftspalt 108. Ebenso
ist die Abklingzeit der zweiten Signale von der Größe des Luftspalts 108 abhängig.
Je länger die Abklingzeit ist, desto kleiner ist der Luftspalt und umgekehrt.
[0050] Die Messvorrichtung 110 bestimmt aus den zu Fig. 2 bzw. 3 beschriebenen Eigenschaften
des zweiten Signals die Ankerstellung. Insbesondere wird die jeweilige Größe der Eigenschaft,
d.h. Dämpfung des Frequenzgangs bei einem Sinussignal als erstem Signal bzw. Zeitpunkt
und/oder Höhe des Maximums 303 des zweiten Signals bei einem Spannungssprung im ersten
Signal, bei einem Vergleich mit hinterlegten Referenzwerten bestimmt und aus dem Ergebnis
des Vergleichs wird die Ankerstellung abgeleitet.
[0051] Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm 400 für ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel.
[0052] In Schritt 401 wird von dem Signalgeber 109 ein erstes Signal an die erste Spule
gesendet. Das erste Signal ist ein Sinussignal. In einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist das erste Signal ein Spannungssprung, insbesondere ein Spannungsimpuls, oder ein
anderes Signal.
[0053] In mehreren aufeinanderfolgenden Wiederholungen des Verfahrens ist das erste Signal
hierbei konstant. Das erste Signal kann auch eine Kombination zeitlich versetzt angeordneter
verschiedener Signale sein.
[0054] In Schritt 402 wird von der Messvorrichtung 110 das zweite Signal erfasst. Zu jedem
ersten Signal wird ein zweites Signal erfasst. Das zweite Signal weist eine Eigenschaft
auf, die von der elektromagnetischen Eigenschaft des Relais 101, insbesondere der
Größe des Luftspalts 108, abhängt, wie beispielsweise oben zu den Fig. 2 und 3 beschrieben.
[0055] In Schritt 403 wird auf Basis des empfangenen zweiten Signals die Ankerstellung bestimmt.
Ist das erste Signal ein Sinusverlauf, kann aus einer Dämpfung des Frequenzverlaufs
auf die Ankerstellung geschlossen werden, wie zu Fig. 2 beschrieben. Ist das erste
Signal ein Spannungssprung, so kann aus den zeitlichen Eigenschaften des zweiten Signals
auf die Ankerstellung geschlossen werden, wie zu Fig. 3 beschrieben.
[0056] Hierzu kann der Verlauf des zweiten Signals mit vorhergehenden Verläufen vorher erfasster
zweiter Signale oder mit einem Referenzwert aus einem Speicher verglichen werden.
Bezugszeichenliste
[0057]
- 100
- Anordnung
- 101
- Relais
- 102
- Joch
- 103
- erste Spule
- 104
- zweite Spule
- 105
- erster Abschnitt
- 106
- zweiter Abschnitt
- 107
- Anker
- 108
- Luftspalt
- 109
- Signalgeber
- 110
- Messvorrichtung
- 200
- Diagramm
- 201 - 203
- Frequenzverlauf
- 301
- Signal
- 302
- Antwortsignal
- 303
- Maximum
- 400
- Flussdiagramm
- 401 - 403
- Verfahrensschritt
- T0
- Zeitpunkt
1. Anordnung (100) zum Bestimmen einer Ankerstellung eines Relais (101), wobei das Relais
(101) eine erste Spule (103) an einem ersten Abschnitt (105) eines Jochs (102) und
eine zweite Spule (104) an einem zweiten Abschnitt (106) des Jochs (102) umfasst,
wobei ein Anker (107) des Relais (101) durch einen Luftspalt (108) von dem Joch (102)
beabstandet ist, mit:
einem Signalgeber (109), der mit der ersten Spule (1003) elektrisch verbunden und
eingerichtet ist, ein erstes Signal an die erste Spule (103) auszusenden, und
einer Messvorrichtung (110), die mit der zweiten Spule (104) elektrisch verbunden
und eingerichtet ist, ein zweites Signal an der zweiten Spule (104) zu erfassen, wobei
das zweite Signal ein Antwortsignal auf eine Anregung der ersten Spule (103) mit dem
ersten Signal ist,
wobei die Anordnung (100) eingerichtet ist, basierend auf dem zweiten Signal die Ankerstellung
des Relais (101) zu bestimmen.
2. Anordnung (100) nach Anspruch 1, wobei der Signalgeber (109) eingerichtet ist, als
erstes Signal ein von einem das Relais (101) ansteuernden Ansteuersignal zum Anziehen
des Ankers (107) verschiedenes Signal auszusenden.
3. Anordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Signalgeber (109)
an einem Mittenkontakt der ersten Spule (103) und/oder die Messvorrichtung (110) an
einem Mittenkontakt der zweiten Spule (104) angeschlossen sind.
4. Anordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Signal ein
Sinussignal umfasst und die Anordnung (100) eingerichtet ist, basierend auf einer
Amplitudenverschiebung des Frequenzgangs des zweiten Signals die Ankerstellung des
Relais (101) zu bestimmen.
5. Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Signal einen Spannungsimpuls
umfasst und die Anordnung (100) eingerichtet ist, basierend auf einer Veränderung
einer Sprungantwort die Ankerstellung des Relais (101) zu bestimmen.
6. Anordnung (100) nach Anspruch 5, wobei die Veränderung der Sprungantwort eine zeitliche
Verschiebung und/oder eine Amplitudenänderung des zweiten Signals umfasst.
7. Anordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anordnung mit dem
Relais (101) in einem Relaismodul, insbesondere einem Relaismodul mit einer Breite
von 3,5 mm, angeordnet ist.
8. Verfahren zum Bestimmen einer Ankerstellung eines Relais (101), mit:
Senden (401) eines ersten Signals von einem Signalgeber (109) an eine erste Spule
(103) an einem ersten Abschnitt (105) eines Jochs (102) des Relais (101);
Erfassen (402) eines zweiten Signals an einer zweiten Spule (104) an einem zweiten
Abschnitt (106) des Jochs (102) durch eine Messvorrichtung (110), wobei das zweite
Signal ein Antwortsignal auf eine Anregung der ersten Spule (103) mit dem ersten Signal
ist;
Bestimmen (403) der Ankerstellung des Relais (101) basierend auf dem zweiten Signal.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Senden (401) des ersten Signals das Senden eines
Spannungssprungs, insbesondere eines Spannungsimpulses, und das Bestimmen der Ankerstellung
das Ermitteln einer Veränderung einer Sprungantwort umfasst, insbesondere einer Impulsantwort.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Ermitteln einer Veränderung der Sprungantwort
ein Ermitteln einer zeitlichen Verschiebung und/oder ein Ermitteln einer Amplitudenänderung
des zweiten Signals umfasst.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die zeitliche Länge des ersten Signals kurz
gegenüber mechanischen Zeitkonstanten des Relais (101) ist.
12. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Senden (401) des ersten Signals das Senden eines
Sinussignals und das Bestimmen der Ankerstellung das Ermitteln einer Amplitudenverschiebung
des Frequenzgangs des zweiten Signals umfasst.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das das Bestimmen (403) der Ankerstellung das Ermitteln
einer Verstärkung des Frequenzgangs des zweiten Signals umfasst.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Senden (401) des ersten Signals
das Senden eines von einem das Relais (101) ansteuernden Ansteuersignal zum Anziehen
eines Ankers (107) des Relais (101) verschiedenen Signals umfasst.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei beim Senden (401) des ersten Signals
ein Signal gesendet wird, dessen Leistung niedriger ist, als die Leistung eines das
Relais (101) ansteuernden Ansteuersignals.