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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Patentanmeldung 61/771,383, eingereicht am Freitag, den 1. März 2013, deren Offenlegung vollumfänglich durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
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Technisches Gebiet
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Die hier offengelegten Ausführungsbeispiele betreffen im Allgemeinen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verhindern des Einfrierens eines Relais.
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Hintergrund
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US-Patentschrift Nr. 4,060,847 (das Patent '847), erteilt an Penrod, sieht eine Vorrichtung zum Übertragen von in einem Relais erzeugter Wärme vor. So beinhaltet das Patent '847 zum Beispiel eine Leistungsschutzvorrichtung mit mindestens einem Leistungsrelais, das in einem elektrisch isolierenden Kunststoffgehäuse enthalten ist. Elektrische Busse, die Strom zu den Relaiskontakten leiten, dienen außerdem als Mittel dazu, die von diesen Kontakten und anderen elektrischen Komponenten in dem Gehäuse erzeugte Wärme abzutransportieren. An der Außenseite des Gehäuses weisen die Busse eine große Oberfläche auf und transportieren Wärme durch elektrisch isolierendes, aber wärmeleitendes Material, wie beispielsweise mit Aluminiumoxid oder Beryllium gefülltes Epoxidharz, zu einer Wärmesenke. Der Kern des Relais steht mit der Wärmesenke in Metall-zu-Metall-Kontakt.
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Zusammenfassung
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In mindestens einem Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung mit einem Relais vorgesehen. Das Relais verfügt über eine Wicklung, eine Klemme und ein wärmeleitendes Material. Die Wicklung erzeugt Wärme in Reaktion auf einen Strom. An der Klemme ist ein erster Kontakt angeordnet. Zwischen der Wicklung und der Klemme ist ein Hohlraum definiert. Das wärmeleitende Material ist in dem Hohlraum angeordnet und steht in thermischer Verbindung mit der Wicklung und dem ersten Kontakt, um Wärme von der Wicklung zu dem ersten Kontakt zu übertragen.
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In mindestens einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung mit einem Relais vorgesehen. Das Relais verfügt über eine Wicklung, eine erste Klemme, eine zweite Klemme und ein wärmeleitendes Material. Die Wicklung erzeugt Wärme in Reaktion auf einen Strom. An der ersten Klemme an der ersten Klemme ist ein erster Kontakt angeordnet und zwischen der Wicklung und der ersten Klemme ist ein Hohlraum definiert. An der zweiten Klemme ist ein zweiter Kontakt angeordnet. Das wärmeleitende Material ist in dem Hohlraum angeordnet und steht in thermischer Verbindung mit der Wicklung und mindestens einem aus erstem Kontakt und zweitem Kontakt, um die Wärme von der Wicklung zu dem mindestens einen aus erstem Kontakt und zweitem Kontakt zu übertragen und zu verhindern, dass Wasser an dem mindestens einen aus erstem Kontakt und zweitem Kontakt kondensiert.
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In mindestens einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren vorgesehen. Das Verfahren beinhaltet das Aktivieren einer Wicklung in einem Relais zur Erzeugung von Wärme an der Wicklung. Das Verfahren beinhaltet des Weiteren das thermische Ableiten der Wärme von der Wicklung mit einem wärmeleitenden Material. Das Verfahren beinhaltet außerdem das Übertragen der Wärme von dem wärmeleitenden Material auf eine erste Klemme und das Übertragen der Wärme von der ersten Klemme auf einen ersten Kontakt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenlegung sind in allen Einzelheiten in den angehängten Ansprüchen dargelegt. Weitere Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele gehen jedoch am deutlichsten aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen hervor. Diese zeigen in
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1 verschiedene Schritte, welche die Weise erläutern, in der die Kontakte eines Relais aufgrund von Umwelteinflüssen betriebsunfähig werden können;
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2 eine ausführlichere Darstellung eines Relais und der Weise, in der dessen Kontakte aufgrund von Umwelteinflüssen betriebsunfähig werden können;
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3 eine herkömmliche Implementierung eines Relais und eines Gehäuses;
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4 einen Querschnitt eines Relais gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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5 ein Verfahren zum Verhindern des Einfrierens des Relais gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Ausführliche Beschreibung
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Wie gefordert, sind hier ausführliche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung offengelegt; doch versteht sich dabei, dass die offengelegten Ausführungsbeispiele lediglich beispielhaft für die Erfindung sind und in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale sind vergrößert oder verkleinert dargestellt, um Details bestimmter Komponenten hervorzuheben. Spezielle, hier offengelegte, strukturelle und funktionelle Details sind somit nicht als einschränkend, sondern lediglich als repräsentative Basis zur Veranschaulichung der vielfältigen Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung für Fachleute aufzufassen.
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1 zeigt verschiedene Schritte (z. B. 100–106), welche die Weise erläutern, in der ein Relais 10 aufgrund von Umwelteinflüssen betriebsunfähig werden kann. Es versteht sich, dass diese Schritte nicht nacheinander erfolgen müssen. Im Allgemeinen weist das Relais 10 ein Gehäuse 12 auf, eine Wicklung 14, einen Anker 16 und Kontakte 18. Die Wicklung 14, der Anker 16 und die Kontakte 18 sind in dem Gehäuse 12 angeordnet. Diese Aspekte werden unten ausführlicher erläutert.
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Unter bestimmten Fahrbedingungen und bei niedrigen Temperaturen kann sich in dem Relais 10 Feuchtigkeit ansammeln, die Kondensat verursachen und folglich einfrieren kann. Dieser Zustand kann zu Leistungsproblemen wie Fehlkontakt (z. B. Kontaktausfall aufgrund von isolierendem Material) oder verspätetem Betrieb führen. Unter diesen Bedingungen kann das Relais 10 versagen und damit verbundene Lasten (nicht dargestellt) können nicht eingeschaltet werden, so dass sie somit betriebsunfähig sind. Ein solcher Zustand kann verhindern, dass ein Fahrzeug angelassen wird, wenn das Relais 10 ein Anlassrelais ist (oder in anderer Funktion zum Anlassen des Fahrzeugs verwendet wird).
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In Schritt 100 ist allgemein dargestellt, dass während der Nutzung eines Fahrzeugs Feuchtigkeit (oder Wasser) 19 in das Relais 10 gelangt. Dies kann in Umgebungen mit hoher Feuchtigkeit der Fall sein. Wie in Schritt 100 dargestellt, kann Feuchtigkeit das Gehäuse 12 des Relais 10 durchdringen und sich auf verschiedenen Komponenten (z. B. der Wicklung 14, dem Anker 16 und den Kontakten 18) in dem Relais 10 niederschlagen, wenn das Relais 10 aktiv oder inaktiv ist und wenn eine Außentemperatur des Fahrzeugs in relativ normalem Zustand ist. Es versteht sich, dass eine Innentemperatur des Relais 10 in Schritt 100 relativ konstant ist. Somit verteilt sich die Feuchtigkeit 19 gleichmäßig in der Luft, welche die verschiedenen Komponenten innerhalb des Relais 10 umgibt. In diesem Fall wurde das Relais 10 einige Zeit vorher abgeschaltet und die Temperatur des Relais 10 hat sich stabilisiert. In Schritt 100 ist die Temperatur der Wicklung 14 in dem Relais ähnlich der Temperatur der Kontakte 18 in dem Relais 10.
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Schritt 102 veranschaulicht allgemein den Fall, in dem das Fahrzeug sehr kalt wird, nachdem es einige Zeit zuvor geparkt wurde (z. B. wurde das Relais 10 vor längerer Zeit abgeschaltet oder die Temperatur des Relais 10 hat sich stabilisiert). In Schritt 102 kann das Relais 10 immer noch inaktiv sein; allerdings kann die Temperatur gegenüber der in im Zusammenhang mit Schritt 100 oben erwähnten Temperatur sinken. Damit sinkt auch die Innentemperatur des Relais 10. Dieser Zustand führt dazu, dass sich Wasser ansammelt und im Allgemeinen um die Wicklung 14 in dem Relais 10 einfriert. Grundsätzlich sind Metallflächen, die in direktem Kontakt zur äußeren Umgebung stehen, tendenziell kühler (oder kühlen schneller ab) als Kunststoffflächen, und dieser Umstand macht Metallflächen anfälliger für Kondensation. Da die Wicklung 14 aus Metall geformt ist, entsteht die Kondensation hauptsächlich an der Wicklung 14. In Schritt 102 ist die Temperatur der Wicklung 14 in dem Relais 10 ähnlich der Temperatur der Kontakte 18.
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Im Allgemeinen verteilt sich die Wasserfeuchte gleichmäßig in der Luft. Je nach Temperatur kann Luft einen bestimmten Prozentsatz an Feuchtigkeit enthalten, d. h. bei niedrigen Temperaturen ist der Prozentsatz der Luftfeuchtigkeit geringer als der Prozentsatz der Luftfeuchtigkeit bei höheren Temperaturen. Wenn die Temperatur sinkt, muss die Feuchtigkeit kondensieren und auf den Umgebungsflächen bilden sich Wassertröpfchen. Da dieser Zustand von der Lufttemperatur abhängt, tritt die Kondensation an kälteren Flächen zuerst auf; die Luft „nahe” diesen Flächen verliert an relativer Feuchte. Dann homogenisiert sich die Feuchtigkeit wieder und die Luft nahe den kälteren Flächen gibt die Feuchtigkeit als Tröpfchen ab. Im Allgemeinen „ziehen” kältere Flächen die Feuchtigkeit aus der Luft „an”. In der Umgebungsluft ist grundsätzlich Feuchtigkeit enthalten. Sobald die Temperatur sinkt, kann fokussierte Kondensation auf Metallflächen auftreten, die mit der äußeren Umgebung in Kontakt stehen, da die Metallflächen schneller abkühlen als die Kunststoffflächen.
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Schritt 104 zeigt allgemein die Vorgänge, wenn das Fahrzeug nach Schritt 102 wieder angelassen wird. In Schritt 104 kann das Relais 10 aktiv und die Außentemperatur ähnlich der aus Schritt 100 sein. Da das Relais 10 aktiv ist und einen Stromfluss zu einem anderen Gerät ermöglicht, erzeugt die Wicklung 14 Wärme. So erzeugt der Stromfluss beispielsweise ein Magnetfeld, um die Kontaktbrücke 18a anzuziehen, so dass die Wicklung 14 aufgrund ihres Widerstandswerts erwärmt wird. In diesem Fall steigt die Innentemperatur des Relais 10 (oder des Gehäuses 12). Wie in Schritt 104 zu sehen, wandert das Wasser 19 von der Wicklung 14 weg oder verteilt sich außen. Wenn das Relais 10 in Schritt 104 abschaltet, bleibt die Temperatur der Wicklung 14 innerhalb des Relais 10 eine Zeit lang erhöht, da die Wicklung 14 eine größere Masse an Metall ist. Wenn das Relais 10 abschaltet, ist die Temperatur der Wicklung 14 größer als die Temperatur der Kontakte 18.
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Schritt 106 zeigt allgemein die Vorgänge, wenn das Relais 10 abgeschaltet wird, Feuchtigkeit bereits in dem Relais 10 vorhanden ist und die Umgebung kalt ist, d. h. die Außentemperatur niedrig genug ist, Kondensation und Einfrieren zu verursachen, während das Relais 10 nach dem Betrieb abkühlt. In Schritt 106 kühlen die Wicklung 14 und die Kontakte 18 nun ab, da das Relais 10 deaktiviert wurde. Es versteht sich, dass das Abkühlen der Wicklung 14 einige Zeit in Anspruch nehmen kann, nachdem das Relais 10 abgeschaltet wurde. Wie zu sehen, sammelt sich Feuchtigkeit (oder Wasser) in der Nähe oder um die Kontakte 18 herum und abseits der Wicklung 14, nachdem das Relais 10 deaktiviert wurde. Dies ist der Fall, da die Temperatur der Wicklung 14 zu Anfang höher als die der Kontakte 18 sein kann, wenn das Relais 10 deaktiviert wird. Da die Kontakte 18 des Relais 10 beispielsweise schneller abkühlen als die übrigen Teile des Relais 10, wandert das Wasser zu den Kontakten 18 (d. h. dem kältesten Teil innerhalb des Relais). Mit anderen Worten, sammelt sich Wasser als Tröpfchen an der kalten Fläche der Kontakte 18 (oder Wasser kondensiert an den Kontakten), da die Kontakte 18 im Allgemeinen bereits bald nach Deaktivierung des Relais 10 eine niedrigere Temperatur als andere Teile des Relais 10 aufweisen. Das Wasser bleibt in der Nähe der Kontakte 18, selbst nachdem die Wicklung 14 eine Temperatur ähnlich der der Kontakte 18 erreicht hat.
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Bei niedrigen Temperatur friert das Wasser an den Kontakte 18 ein und erzeugt eine dünne Eisschicht an den Kontakten 18. Eine solche dünne Eisschicht isoliert die Kontakte 18 und verhindert, dass die Kontakte 18 des Relais 10 geschlossen werden können. Dieser Zustand kann verhindern, dass das Fahrzeug angelassen wird oder kann auch einen anderen Prozess des Fahrzeugs verhindern, der einen funktionsfähigen Stromkreis voraussetzt.
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2 zeigt eine weitere Darstellung eines Relais 30 und der Weise, in der das Relais 30 aufgrund von Umwelteinflüssen betriebsunfähig werden kann. Das Relais 30 beinhaltet im Allgemeinen ein Gehäuse 32, eine Wicklung 34, einen Anker 36 und Kontakte 38a und 38b (oder „38”). Das Relais 30 befindet sich im Allgemeinen in einem normal geöffneten Zustand (d. h. die Kontakte 38a und 38b stehen nicht miteinander in Eingriff, so dass kein Strom von einer Stromquelle zu einer Last fließen kann). Wie allgemein bekannt, ist das Relais 10 aktiv, wenn Strom an der Wicklung 34 angelegt wird. In Reaktion auf einen solchen Strom erzeugt die Wicklung 34 ein Magnetfeld, aufgrund dessen sich der Anker 36 nach unten bewegt. Die Bewegung des Ankers 36 führt dazu, dass sich auch der Kontakt 38a nach unten bewegt und den Kontakt 38b berührt.
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Das Relais 30 verfügt über eine erste Klemme 40, die in den Anker 36 integriert ist und mit dem Kontakt 38a verbunden ist. Die erste Klemme 40 steht von dem Gehäuse 32 vor. Das Relais 30 verfügt außerdem über eine Vielzahl von zweiten Klemmen 42, die elektrisch mit der Wicklung 34 verbunden sind, um Strom zu liefern, wenn die Wicklung 34 erregt werden soll und die Kontakte 38a, 38b miteinander in Kontakt gebracht werden sollen. Im Allgemeinen empfängt eine der zweiten Klemmen 42 Strom und liefert ihn an die Wicklung 34, während die anderen zweiten Klemmen 42 den Strom von der Wicklung 34 empfangen und diesen als Ausgabe von dem Relais 10 abgeben. Auch die Vielzahl der zweiten Klemmen 42 steht von dem Gehäuse 32 vor. Das Relais 30 weist des Weiteren eine dritte Klemme 44 auf, die von dem Gehäuse 32 vorsteht und mit dem zweiten Kontakt 38b verbunden ist.
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Wie oben angemerkt, wird die Wicklung 34 erregt (oder aktiviert), wenn das Relais 30 Strom abgeben soll. Die Wicklung 34 erzeugt Wärme, wenn das Relais 30 aktiv ist. Wenn das Relais 30 allerdings abgeschaltet wird oder nicht länger aktiv ist, kann die Wicklung 34 für eine bestimmte Zeit immer noch eine höhere Temperatur als die Kontakte 38 aufweist. In diesem Fall können die Kontakte 38 einen kälteren Zustand erreichen und Feuchtigkeit oder Wasser in dem Relais 30 anziehen, wenn das Relais 30 nicht mehr aktiv ist (dieser Zustand ist allgemein bei 50 dargestellt). Wie weiterhin dargestellt, ist die Wärmeübertragung zwischen der Wicklung 34 und den Kontakten 38 nicht optimal, da kein thermischer Kontakt mit der dritten Klemme 44 besteht, die mit dem Kontakt 38 verbunden ist.
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Im Allgemeinen besteht das Gehäuse 32 aus Kunststoff, der das Relais 30' abdichtet. Allerdings stellen solche Kunststoffgehäuse 32 nicht unbedingt eine vollständig hermetische Dichtung dar und können immer noch einen Wasseraufnahmekoeffizienten aufweisen (d. h. Wasser wird durch den Kunststoff absorbiert und fließt innen zu dem Relais 30). So kann zum Beispiel die externe Umgebungsfeuchtigkeit durch die zahlreichen Poren des Kunststoffs des Gehäuses 32' oder durch verschiedene chemische Mechanismen eindringen. Selbst die Verwendung teurerer oder verbesserter Kunststoffmaterialien verhindert nicht das Eindringen von Wasser. Im Allgemeinen lässt sich die Wasseraufnahme nicht verhindern, wenn das Relais 30 lange Zeit einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit ausgesetzt ist. In diesem Fall kann Wasserdampf in das Relais 30 gelangen.
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3 zeigt eine herkömmliche Implementierung eines Relais 30' und eines Gehäuses 32'. Es kann unmöglich sein, ein vollständig hermetisch dichtes Relais bereitzustellen, wie beispielsweise ein Relais mit einem Gehäuse aus Keramik oder Metall, da diese Materialien teuer sind und für zusätzliches Gewicht am Fahrzeug sorgen. Das Relais 30' weist kleine Öffnungen (oder Mikroschlitze) in dem Gehäuse 32' auf, wie allgemein bei 52 dargestellt. Diese Mikroschlitze 52 können dazu beitragen, einen Ausgang für Wasser zu bieten und damit einen Ausgleich des Teildrucks zwischen dem Inneren des Relais 30' und der Außenumgebung des Relais 30' schaffen. Zwar lassen die Relais 30' mit Mikroschlitzen Wasser vom Inneren des Relais 30' durch die Mikroschlitze 52 nach außen gelangen, doch lässt eine solche Implementierung auch Wasser in das Innere des Gehäuses 32' eindringen. Im Allgemeinen können selbst geringe Mengen an Wasser zum Einfrieren der Kontakte (nicht dargestellt) in dem Relais 30' führen.
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4 zeigt einen Querschnitt eines Relais 330 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Relais 330 beinhaltet im Allgemeinen ein Gehäuse 332, eine Wicklung 334, einen Anker 336 und Kontakte 338a und 338b (oder „338”). Das Relais 330 verfügt außerdem über eine erste Klemme 340, die in den Anker 336 integriert ist und die Biegeklemme 337, die mit dem Kontakt 338a verbunden ist. Die erste Klemme 340 steht von einer Unterseite des Gehäuses 332 vor. Das Relais 330 verfügt außerdem über eine zweite Klemme 342, die elektrisch mit der Wicklung 334 verbunden ist, um Strom zu liefern, wenn die Wicklung 334 erregt werden soll und die Kontakte 338a, 338b miteinander in Kontakt gebracht werden sollen. Auch die Vielzahl der zweiten Klemmen 342 steht von dem Gehäuse 332 vor. Das Relais 330 weist des Weiteren eine dritte Klemme 344 auf, die von dem Gehäuse 332 vorsteht und mit dem zweiten Kontakt 338b verbunden ist. Das Relais 330 verfügt außerdem über eine normalerweise geschlossene Kontaktklemme 353, die mit der Biegeklemme 337 verbunden ist. Die normalerweise geschlossene Kontaktklemme 353 kommt mit dem Kontakt 338a in Kontakt, wenn das Relais 330 ausgeschaltet (oder deaktiviert) ist. Wenn das Relais 330 aktiviert wird, bewegt sich der Kontakt 338a weg von der normalerweise geschlossenen Kontaktklemme 353 und kommt mit dem Kontakt 338b in Kontakt, so dass Strom von dem Relais 330 fließt.
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Zwischen der Wicklung 334 und der dritten Klemme 344 ist eine Öffnung 346 definiert. Ein erstes wärmeleitende Material (z. B. ein Thermal Pad) 348 ist in der Öffnung 346 angeordnet, so dass es mit der Wicklung 334 und einem Teil der dritten Klemme 344 in Kontakt steht, der den Kontakt 338 beinhalten kann, um Wärme zu dem zweiten Kontakt 338b zu leiten. Ein erstes Halteelement 335 kann in dem Gehäuse 332 angeordnet oder integral mit dem Gehäuse 332 ausgebildet sein, um mindestens eine Seite des ersten wärmeleitenden Materials 348 zu stützen bzw. damit ein Eingriff zu stehen. Es versteht sich, dass die Öffnung 346 eine beliebige Größe oder Form aufweisen kann, um die Aufnahme und Fixierung des ersten wärmeleitenden Materials 348 zu ermöglichen. Das erste wärmeleitende Material 348 kann außerdem einen wärmeleitenden Schaum umfassen, der den Kontakt zwischen den wärmeerzeugenden elektrischen Komponenten und den Wärmesenken verbessert.
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Im Allgemeinen kann das erste wärmeleitende Material 348 in thermischer Verbindung mit der Wicklung 334 und den Kontakten 338 stehen, um Wärme von der Wicklung 334 zu den Kontakten 338 zu übertragen. In einem Beispiel kann das erste wärmeleitende Material 348 in direktem Kontakt mit der Wicklung 334 stehen. Die Wicklung 334 ist im Allgemeinen die größte Komponente in dem Relais 330 und umfasst Kupfer. Wenn die Wicklung 334 erregt (oder aktiviert) wird, heizt sich die Wicklung 334 auf. In diesem Fall wirkt die Wicklung 334 als Wärmespeicherelement, da die Wicklung 334 eine größere thermische Trägheit als die anderen Komponenten in dem Relais 330 bietet. So speichert die Wicklung 334 Wärme beispielsweise länger als die anderen Komponenten in dem Relais 330. Außerdem benötigt die Wicklung 334 mehr Zeit als die anderen Komponenten in dem Relais 330 zum Abkühlen. Dagegen haben die Kontakte 338 im Allgemeinen jeweils eine kleine Metallmasse und kühlen daher schnell ab (d. h. dies funktioniert auch über eine Metallschnittstelle, die an eine Platine mit Oberflächen gelötet ist, die im Allgemeinen mit Kupferleitbahnen versehen sind (nicht dargestellt) in dem Relais 330).
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Das Relais 330 kann mithilfe des ersten wärmeleitenden Materials 348 die Temperatur zwischen den Kontakten 338 und der Wicklung 334 ausgleichen. So führt beispielsweise die Wärmeübertragung von der Wicklung 334 auf die Kontakte 338 zu einem Temperaturanstieg der Kontakte 338, was eine längere Abkühlphase für die Kontakte 338 bedeutet, wenn das Relais 330 deaktiviert wird. Dieser Umstand verhindert, dass Wasser zu den Kontakten 338 wandert, sobald das Relais 330 deaktiviert wird. Das Wasser gelangt in diesem Fall zu anderen Bereichen in dem Gehäuse 332, die kältere Temperaturen als die Kontakte 338 aufweisen, sobald das Relais 330 deaktiviert wird. Wenn alle Wärme vollständig von der Wicklung 334 durch das erste wärmeleitende Material 348 übertragen wurde, sinkt schließlich die Temperatur der Kontakte 338. Allerdings ist in diesem Fall das Wasser bereits zu anderen Teilen des Relais 330 gewandert und friert nicht an den Kontakten 338 ein.
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Es versteht sich, dass dem Relais 330 ein zweites wärmeleitendes Material 352 hinzugefügt und ebenfalls in direktem Kontakt zu der Wicklung 334 angeordnet werden kann. In 4 ist zum Beispiel dargestellt, dass das erste wärmeleitende Material 348 mit der dritten Klemme 344 und dem zweiten Kontakt 338b verbunden ist, doch kann das zweite wärmeleitende Material 352 auch in einem Hohlraum 350 angeordnet sein, der zwischen der Wicklung 334 und der normalerweise geschlossenen Kontaktklemme 353 ausgebildet ist. Das zweite wärmeleitende Material 352 kann dann mit der Vielzahl von dritten Klemmen 344 in Kontakt kommen, um Wärme von der Wicklung 334 auf den Kontakt 338a zu übertragen (d. h. wenn das Relais 10 in Bereitschaft (oder nicht aktiviert) ist), um das Abkühlen des Kontakts 338a zu verzögern, wie oben beschrieben. Entsprechend kann das zweite wärmeleitende Material 352 so ausgebildet, geformt oder konfiguriert sein, dass es mit der normalerweise geschlossenen Kontaktklemme 353 in Kontakt steht, um Wärme von der Wicklung 334 auf den Kontakt 338a zu übertragen, wenn das Relais 330 deaktiviert ist. Außerdem kann das zweite wärmeleitende Material 352 so kombiniert oder geformt sein, dass es in das erste wärmeleitende Material 348 integriert ist. Im Allgemeinen können das erste wärmeleitende Material 348 und das zweite wärmeleitende Material 352 aus einem fettbasierten Material oder einem Polymer mit zusätzlichen Füllstoffen aus Keramik-, Graphitpartikeln etc. bestehen.
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5 zeigt ein Verfahren 400 zum Verhindern des Einfrierens des Relais 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Bei Vorgang 402 ist das Relais 330 aktiviert, so dass es die Wicklung 334 aktiviert. Die Wicklung 334 gibt Strom ab, den sie durch die Vielzahl von zweiten Klemmen 342 erhält (von einer Stromquelle außerhalb des Relais 330) und erzeugt in Reaktion auf diesen Strom Wärme.
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Bei Vorgang 404 übertragen das erste wärmeleitende Material 348 und/oder das zweite wärmeleitende Material 352 Wärme von der Wicklung 334 auf mindestens einen der Kontakte 338.
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Bei Vorgang 406 wird mindestens einer der Kontakte 338 erwärmt, um zu verhindern, dass Wasser an dem Kontakt 338 anfriert (oder kondensiert). Wie oben angemerkt, verhindert das Erwärmen des Kontakts 338, dass der Kontakt 338 schneller als die anderen Komponenten in dem Relais 330 abkühlt, nachdem das Relais 330 deaktiviert wird (oder das Fahrzeug ausgeschaltet wird). So wandert Wasser zu anderen Abschnitten des Relais 330 wie beispielsweise solchen Abschnitten, die kühler als der Kontakt 338 sind. Diese thermische Verzögerung (oder längere Abkühlungsphase) bezüglich des/der Kontakts/Kontakte 338 verhindert, dass Wasser zu den Kontakten 338 wandert, wenn das Relais deaktiviert wird.
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Im Allgemeinen können die hier offengelegten Ausführungsbeispiele Wärme von der Wicklung zu Metallkontakten übertragen, um ein langsameres Absinken der Temperatur an den Kontakten im Verhältnis zu den restlichen Teilen (Kunststoff oder Metallelement) zu ermöglichen und so die Kondensation von den Kontakten auf andere Flächen abzuwenden. Bis die Kontakte kühl genug sind, hat die Umgebungsluft die Feuchtigkeit auf ein „akzeptables” Niveau reduziert, so dass wenig bis keine Kondensation an den Kontakten auftritt.
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Zwar wurden vorstehend einige Ausführungsbeispiele beschrieben, doch enthalten diese Ausführungsbeispiele keineswegs alle möglichen Formen der Erfindung. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe haben keinen einschränkenden, sondern vielmehr beschreibenden Charakter und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung zu bilden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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