DE102017109210A1

DE102017109210A1 - Relais

Info

Publication number: DE102017109210A1
Application number: DE102017109210.2A
Authority: DE
Inventors: Peter Bobert
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2037-04-29
Also published as: JP6877579B2; EP3616224A1; US20200251292A1; US11004621B2; JP2020518112A; DE102017109210B4; CN110770866B; CN110770866A; WO2018197430A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Relais (1), das einen ersten Kontakt (2), einen zweiten Kontakt (3) und ein bewegliches Element (4), das in einer geschlossenen Position und in einer geöffneten Position angeordnet sein kann, aufweist, wobei das bewegliche Element (4) in der geschlossenen Position den ersten Kontakt (2) elektrisch mit dem zweiten Kontakt (3) verbindet, wobei der erste Kontakt (2) und der zweite Kontakt (3) elektrisch voneinander isoliert sind, wenn das bewegliche Element (4) in der geöffneten Position angeordnet ist, und wobei das Relais (1) zumindest einen Bimetallstreifen (13) aufweist, der dazu ausgestaltet ist, sich bei einer Temperaturerhöhung zu verformen und der derart angeordnet ist, dass der zumindest eine Bimetallstreifen (13) nach seiner Verformung das bewegliche Element (4) gegen den ersten und den zweiten Kontakt (2, 3) drückt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Relais. Ein Relais ist ein durch elektrischen Strom betriebener, elektromagnetisch wirkender Schalter mit zumindest zwei Schalterstellungen.
Befindet sich das Relais in einer geschlossenen Schalterstellung, so wird zwischen festen Kontakten und einem beweglichen Element ein elektrischer Stromkreis geschlossen und es kann ein Strom fließen. An den Kontaktstellen zwischen den festen Kontakten und dem beweglichen Element ist der Übergangswiderstand gegenüber den restlichen Leitungen erhöht. Dementsprechend kommt es an den Kontaktstellen zu hohen Verlusten und infolge dessen können sich Verlustwärme und eine nicht unerhebliche Hitze bilden. Insbesondere bei dem Einsatz eines Relais in einem geschlossenen Gehäuse oder bei hohen Umgebungstemperaturen kann sich eine solche Verlustwärme störend auswirken, da unter Umständen eine aufwendige Kühlung erforderlich werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Relais anzugeben, bei dem beispielsweise das Entstehen von Verlustwärme begrenzt werden kann. Insbesondere soll das Entstehen von Verlustwärme vermieden oder zumindest vermindert werden, ohne dafür eine Kühlung einsetzen zu müssen.
Diese Aufgabe wird durch ein Relais gemäß Anspruch 1 gelöst.
Es wird ein Relais vorgeschlagen, das einen ersten Kontakt, einen zweiten Kontakt und ein bewegliches Element aufweist.
Das bewegliche Element kann sich in einer geschlossenen Position und in einer geöffneten Position befinden. In der geschlossenen Position verbindet das bewegliche Element den ersten Kontakt elektrisch mit dem zweiten Kontakt. Der erste Kontakt und der zweite Kontakt sind elektrisch voneinander isoliert, wenn das bewegliche Element in der geöffneten Position angeordnet ist. Das Relais weist zumindest einen Bimetallstreifen auf, der dazu ausgestaltet ist, sich bei einer Temperaturerhöhung zu verformen und der derart angeordnet ist, dass der Bimetallstreifen nach seiner Verformung das bewegliche Element gegen den ersten und den zweiten Kontakt drückt.
Wird das bewegliche Element durch den zumindest einen Bimetallstreifen gegen den ersten und den zweiten Kontakt gedrückt, so kann dadurch der Kontaktdruck zwischen dem beweglichen Element und den Kontakten erhöht werden. Ein erhöhter Kontaktdruck hat eine Reduzierung des Übergangswiderstandes zwischen den Kontakten und dem beweglichen Element zur Folge. Dementsprechend können geringere Verluste auftreten, wenn das bewegliche Element durch den zumindest einen Bimetallstreifen gegen die Kontakte gedrückt wird. Geringere Verluste können dazu führen, dass an den Übergangsstellen zwischen den Kontakten und dem beweglichen Element weniger Wärme erzeugt wird und damit eine übermäßige Erhitzung des Relais vermieden werden kann.
Andernfalls könnte eine dauerhafte übermäßige Erhitzung zu einem Abbrand der Oberflächen der Kontakte führen, wodurch das Relais beschädigt würde und die Lebensdauer des Relais begrenzt würde. Die Verwendung des zumindest einen Bimetallstreifens und die damit ermöglichte Erhöhung der Kontaktkraft können somit die Lebensdauer des Relais verbessern.
Ein Bimetallstreifen kann zwei Schichten unterschiedlicher Metalle aufweisen, die miteinander stoffschlüssig oder formschlüssig verbunden sind. Bimetallstreifen sind dazu ausgestaltet, bei einer Temperaturänderung ihre Form zu verändern. Ursache für die Änderung der Form sind unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten der verwendeten Metalle.
Der Bimetallstreifen kann einen Ruhezustand aufweisen, der auch als nicht verformter Zustand bezeichnet werden kann. Der Bimetallstreifen kann sich in seinem Ruhezustand befinden, wenn die Temperatur des Bimetallstreifens unterhalb seiner Aktivierungstemperatur liegt. Der Bimetallstreifen kann ferner einen Aktivzustand aufweisen, der auch als verformter Zustand bezeichnet werden kann. Der Bimetallstreifen kann sich in dem Aktivzustand befinden, wenn die Temperatur des Bimetallstreifens über seiner Aktivierungstemperatur liegt. Im Aktivzustand kann der Bimetallstreifen auf Grund der Temperaturerhöhung verformt sein. Die Aktivierungstemperatur kann höher sein als eine übliche Raumtemperatur von 21 °C. Die Aktivierungstemperatur des Bimetallstreifens kann beispielsweise zwischen 45°C und 55°C liegen.
Der zumindest eine Bimetallstreifen ist dazu ausgestaltet, sich nach einer Temperaturerhöhung zu verformen. Dabei kann die Verformung auftreten, wenn die Temperatur des Bimetallstreifens die oben genannte Aktivierungstemperatur überschreitet. Die Temperaturerhöhung kann durch Verlustwärme hervorgerufen werden, die ein über das Relais fließender Strom an den Kontaktstellen des beweglichen Elements mit den Kontakten erzeugt.
Das bewegliche Element kann relativ zu den Kontakten beweglich sein. Das bewegliche Element kann eine Brücke sein. Das bewegliche Element kann mechanisch mit einem Anker verbunden sein, der durch einen Magneten bewegt werden kann.
Das Relais kann einen Magneten aufweisen, der dazu ausgestaltet ist, das bewegliche Element von der geöffneten Position in die geschlossene Position zu bewegen, wenn der Magnet eingeschaltet wird. Der Magnet kann ferner dazu ausgestaltet sein, das bewegliche Element von der geschlossenen Position in die geöffnete Position zu bewegen, wenn der Magnet ausgeschaltet wird.
Bei dem Magneten kann es sich um einen Elektromagneten handeln. Bei dem Magneten kann es sich um einen Hubmagneten handeln. Wird der Magnet eingeschaltet, so kann er eine Kraft auf das bewegliche Element ausüben, aufgrund der das bewegliche Element in die geschlossene Position bewegt wird. Der Magnet kann eine Kraft auf einen Anker ausüben, der mechanisch, beispielsweise über eine gefederte Verbindung, mit dem beweglichen Element verbunden ist. Wird der Magnet ausgeschaltet, so kann das bewegliche Element von der geschlossenen Position in die geöffnete Position bewegt werden.
Der Magnet kann dazu ausgestaltet sein, das bewegliche Element in seiner geschlossenen Position zu halten, so lange der Magnet eingeschaltet ist. Nach einer Verformung des zumindest einen Bimetallstreifens in Folge der Temperaturerhöhung kann der Bimetallstreifen eine zusätzliche Kraft auf das bewegliche Element ausüben, die ebenfalls dazu beiträgt, das bewegliche Element in der geschlossenen Position zu halten und die dafür sorgt, dass die Kontaktkraft mit der das bewegliche Element an die Kontakte angedrückt wird, erhöht wird.
Ein erstes Ende des zumindest einen Bimetallstreifens kann an dem beweglichen Element befestigt sein. Dementsprechend kann der Bimetallstreifen eine Kraft unmittelbar auf das bewegliche Element ausüben.
Das bewegliche Element kann eine Oberseite, die dem ersten und dem zweiten Kontakt zugewandt ist, und eine Unterseite, die der Oberseite gegenüberliegt, aufweisen. Auf der Oberseite kann ein Kontaktelement angeordnet sein, das dazu ausgestaltet ist, in der geschlossenen Position des beweglichen Elements unmittelbar mit dem ersten Kontakt elektrisch kontaktiert zu sein, wobei das erste Ende des zumindest einen Bimetallstreifens auf der Unterseite des beweglichen Elements unterhalb des Kontaktelements angeordnet ist. Beispielsweise kann eine Flächennormale, die senkrecht zu der Oberseite und zu der Unterseite des beweglichen Elements steht, sowohl das Kontaktelement als auch den ersten Kontakt schneiden. Ist das erste Ende des zumindest einen Bimetallstreifens in unmittelbarer Nähe des Kontaktelements angeordnet, erreicht die zwischen dem Kontaktelement und dem ersten Kontakt entstehende Verlustwärme den zumindest einen Bimetallstreifen schnell und führt somit zu einer Erhöhung der Temperatur des zumindest einen Bimetallstreifens. Je näher der Bimetallstreifen an der Kontaktstelle des ersten Kontakts zu dem Kontaktelement angebracht ist, desto sensibler kann er auf entstehende Verlustwärme reagieren.
Ein zweites Ende des zumindest einen Bimetallstreifens kann freistehend sein. Dementsprechend kann das zweite Ende nicht fest an einem weiteren Element befestigt sein. Bei einer Verformung des Bimetallstreifens kann die Position des zweiten Endes sich relativ zu dem ersten Ende verändern.
Das Relais kann einen mechanischen Anschlag aufweisen. Der zumindest eine Bimetallstreifen kann derart angeordnet sein, dass bei einer Anordnung des beweglichen Elements in der geschlossenen Position und nach der Verformung des Bimetallstreifens in Folge der Temperaturerhöhung das zweite Ende des zumindest einen Bimetallstreifens an dem Anschlag anliegt. Ein Anliegen an dem Anschlag kann in diesem Fall bedeuten, dass der Bimetallstreifen zwischen dem Anschlag und dem beweglichen Element eingeklemmt ist. Dabei kann der Bimetallstreifen eine Kraft auf das bewegliche Element ausüben, durch die die Kontaktkraft zwischen dem beweglichen Element und den Kontakten erhöht wird.
Der mechanische Anschlag kann an einem Anker angeordnet sein, der mit dem beweglichen Element über eine gefederte Verbindung verbunden ist. Der Anker kann dazu ausgestaltet sein, von dem Magneten bewegt zu werden. Dabei kann der Anker und damit der mechanische Anschlag um eine größere Strecke bewegt werden als das bewegliche Element.
Eine Kontaktkraft, mit der das bewegliche Element in der geschlossenen Position gegen den ersten und den zweiten Kontakt gedrückt wird, kann von einer Federkonstante der gefederten Verbindung bestimmt werden, wenn das bewegliche Element sich in der geschlossenen Position befindet und der zumindest eine Bimetallstreifen nicht in Folge einer Temperaturerhöhung verformt ist. Die Kontaktkraft kann von einem Anpressdruck des zumindest einen Bimetallstreifens bestimmt werden, wenn das bewegliche Element sich in der geschlossenen Position befindet und der zumindest eine Bimetallstreifen in Folge einer Temperaturerhöhung verformt ist. Dabei kann die Kontaktkraft, die von dem Anpressdruck des zumindest einen Bimetallstreifens bestimmt wird, größer sein als die Kontaktkraft, die von der Federkonstante bestimmt wird. Dementsprechend kann ein Übergangswiderstand zwischen den Kontakten und dem beweglichen Element in Folge der höheren Kontaktkraft reduziert sein, wenn der zumindest eine Bimetallstreifen sich verformt hat. Ein reduzierter Übergangswiderstand führt zu geringeren Verlusten und damit einer geringeren Erhitzung durch Verlustwärme.
Der zumindest eine Bimetallstreifen kann derart angeordnet sein, dass er nach der Verformung eine Kontaktkraft erhöht, mit der das bewegliche Element in der geschlossenen Position gegen den ersten und den zweiten Kontakt gedrückt wird. Dementsprechend kann nach der Verformung des Bimetallstreifens die Kontaktkraft zwischen dem beweglichen Element und den Kontakten erhöht sein, so dass die Wärmeverluste verringert werden und eine übermäßige Erhitzung des Relais vermieden werden kann.
Der zumindest eine Bimetallstreifen kann eine Schicht aufweisend MnCu18Ni10 und eine Schicht aufweisend FeNi36 aufweisen oder aus diesen beiden Schichten bestehen. Die Schicht aufweisend MnCu18Ni10 kann dabei eine aktive Komponente des Bimetallstreifens bilden.
Das Relais kann zwei Bimetallstreifen aufweisen. Dabei können ein erster Bimetallstreifen in unmittelbarer Nähe des ersten Kontaktes und ein zweiter Bimetallstreifen in unmittelbarer Nähe des zweiten Kontaktes angeordnet sein. Sämtlich im Zusammenhang mit dem zumindest einen Bimetallstreifen offenbarten Merkmale können auch auf beide Bimetallstreifen zutreffen. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Relais mehr als zwei Bimetallstreifen aufweisen, die jeweils an dem beweglichen Element befestigt sein können.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.

1 zeigt ein Relais in einer geöffneten Stellung.
2 zeigt das Relais in einer geschlossenen Stellung, wobei die Bimetallstreifen in einem Ruhezustand sind.
3 zeigt das Relais in seiner geschlossenen Stellung, wobei die Bimetallstreifen in einem aktivierten Zustand sind.

1 zeigt ein Relais 1 in einer geöffneten Stellung. Befindet sich das Relais 1 in seiner geöffneten Stellung, kann kein Strom über das Relais 1 fließen.
Das Relais 1 weist einen ersten Kontakt 2 und einen zweiten Kontakt 3 auf. Ferner weist das Relais 1 ein bewegliches Element 4 auf, das sich in einer geöffneten Position oder in einer geschlossenen Position befinden kann. 1 zeigt das bewegliche Element 4 in der geöffneten Position. In der geöffneten Position verbindet das bewegliche Element 4 den ersten Kontakt 2 nicht elektrisch mit dem zweiten Kontakt 3. In der geöffneten Stellung des Relais 1 befindet sich das bewegliche Element 4 in seiner geöffneten Position. In der geschlossenen Stellung des Relais 1 befindet sich das bewegliche Element 4 in seiner geschlossenen Position.
Das bewegliche Element 4 weist eine Oberseite 5 auf, die dem ersten Kontakt 2 und dem zweiten Kontakt 3 zugewandt ist. Auf der Oberseite 5 des beweglichen Elements 4 sind ein erstes Kontaktelement 6 und ein zweites Kontaktelement 7 angeordnet. Befindet sich das bewegliche Element 4 in seiner geöffneten Position, sind der erste Kontakt 2 und das erste Kontaktelement 6 des beweglichen Elements 4 durch einen Spalt 8 voneinander getrennt. Ferner sind der zweite Kontakt 3 und das zweiten Kontaktelement 7 ebenfalls durch einen Spalt 8 voneinander getrennt. Dementsprechend sind der erste Kontakt 2 und der zweite Kontakt 3 elektrisch voneinander isoliert.
Das Relais 1 weist ferner einen Anker 9 und einen Magneten 10 auf, der dazu ausgestaltet ist, den Anker 9 zu bewegen. Bei dem Magneten 10 handelt es sich um einen Elektromagneten, der ein- und ausgeschaltet werden kann. Bei dem Magneten 10 handelt es sich um einen Hubmagneten.
Der Anker 9 kann eine erste Stellung und eine zweite Stellung einnehmen. 1 zeigt den Anker 9 in seiner ersten Stellung. Befindet sich der Anker 9 in seiner ersten Stellung, ist das Relais 1 in der geöffneten Stellung. Befindet sich der Anker 9, wie in 2 gezeigt, in der zweiten Stellung, ist das Relais 1 in der geschlossenen Stellung.
Der Anker 9 weist ein metallisches Material auf. Wird der Magnet 10 eingeschaltet, übt das vom Magneten 10 erzeugte Feld eine Kraft auf den Anker 9 aus, die den Anker 9 aus der in 1 gezeigten ersten Stellung in die in 2 gezeigte zweite Stellung bewegt.
Der Anker 9 ist mit dem beweglichen Element 4 über eine gefederte Verbindung 11, die eine mechanische Feder aufweist, mechanisch verbunden. Wird der Anker 9 infolge eines Einschaltens des Magneten 10 in seine zweite Stellung bewegt, bewegt sich auch das bewegliche Element 4. Dabei wird die gefederte Verbindung 11 zusammengedrückt und absorbiert auf diese Weise einen Teil der Bewegung des Ankers 9, sodass sich das bewegliche Element 4 um eine kleinere Wegstrecke bewegt als der Anker 9. Wird der Magnet 10 eingeschaltet, so bewegen sich der Anker 9 und das bewegliche Element 4 in eine Richtung auf den ersten und den zweiten Kontakt 2, 3 zu.
An einer Unterseite 12 des beweglichen Elements 4, die der Oberseite 5 gegenüberliegt, sind zwei Bimetallstreifen 13, 13a angeordnet. Jeder der beiden Bimetallstreifen 13, 13a weist eine Schicht aufweisend ein erstes Material und eine Schicht aufweisend ein zweites Material auf, wobei die Schichten miteinander verbunden sind. Das erste und das zweite Material unterscheiden sich in ihren Wärmeausdehnungskoeffizienten. Beispielsweise kann es sich bei dem ersten Material um MnCu18Mi10 und bei dem zweiten Material um FeNi36 handeln. Werden die Bimetallstreifen 13, 13a einer Temperaturänderung ausgesetzt, so verformen sie sich infolge der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Schichten.
Jeder der beiden Bimetallstreifen 13, 13a kann sich in einem Ruhezustand und einem Aktivzustand befinden. Durch eine Temperaturänderung werden die Bimetallstreifen 13, 13a aus ihrem Ruhezustand in den Aktivzustand überführt. Bei einer üblichen Raumtemperatur von 21 °C befinden sich die Bimetallstreifen 13, 13a in ihrem jeweiligen Ruhezustand. Steigt die Temperatur an und überschreitet eine Aktivierungstemperatur, verformen sich die Bimetallstreifen 13, 13a und nehmen dadurch ihren Aktivzustand ein. Nimmt die Temperatur ab und fällt unter die Aktivierungstemperatur, nehmen die Bimetallstreifen 13, 13a wieder ihren Ruhezustand ein. Der Aktivzustand der Bimetallstreifen 13, 13a unterscheidet sich vom Ruhezustand dadurch, dass die Bimetallstreifen 13, 13a verformt sind. Insbesondere ist die Ausdehnung der Bimetallstreifen 13, 13a in einer Richtung senkrecht zur Unterseite 12 des beweglichen Elements 4 im Aktivzustand größer als im Ruhezustand.
Ein erstes Ende 14, 14a jedes der beiden Bimetallstreifen 13, 13a ist an der Unterseite 12 des beweglichen Elements 4 befestigt. Dabei ist das erste Ende 14 des ersten Bimetallstreifens 13 unterhalb des ersten Kontaktelementes 6, das auf der Oberseite 5 des beweglichen Elements 4 angeordnet ist, befestigt. Das erste Ende 14a des zweiten Bimetallstreifens 13a ist unmittelbar unterhalb des zweiten Kontaktelementes 7 angeordnet. Werden dementsprechend die Kontaktelemente 6, 7 erhitzt, so kann die dabei entstehende Wärme auch die Bimetallstreifen 13, 13a gut erreichen und die Bimetallstreifen 13, 13a erwärmen.
Ein zweites Ende 15, 15a der beiden Bimetallstreifen 13 ist freistehend. Das zweite Ende 15, 15a der beiden Bimetallstreifen 13, 13a ist dementsprechend nicht befestigt und kann sich relativ zu dem ersten Ende 14, 14a bewegen.
Das Relais 1 weist einen mechanischen Anschlag 16 auf. Der mechanische Anschlag 16 wird durch eine Hülse gebildet, die an dem Anker 9 befestigt ist. In dem geöffneten Zustand des Relais 1 ist das zweite Ende 15, 15a der beiden Bimetallstreifen 13, 13a jeweils von dem mechanischen Anschlag 16 durch einen Spalt getrennt.
2 zeigt das Relais 1 in seiner geschlossenen Stellung, wobei die Bimetallstreifen 13, 13a sich jeweils in ihren unverformten Ruhezuständen befinden. In der geschlossenen Stellung des Relais 1 kann ein Strom über das Relais 1 fließen. Wird der Magnet 10 eingeschaltet, so bewegt er den Anker 9 und damit das bewegliche Element 4 auf die Kontakte 2, 3 zu. Das bewegliche Element 4 wird in seine geschlossene Position überführt. In der geschlossenen Position sind der erste und der zweite Kontakt 2, 3 über die auf dem beweglichen Element 4 angeordneten Kontaktelemente 6, 7 miteinander elektrisch verbunden. Dementsprechend kann ein Strom über das Relais 1 fließen. Unmittelbar nach dem Schließen des Relais 1 ist dieses noch nicht erhitzt. Dementsprechend erfahren die Bimetallstreifen 13, 13a keine Verformung und bleiben zunächst in ihren Ruhezuständen.
Ist das Relais 1 nunmehr geschlossen und fließt ein Strom über den ersten Kontakt 2 und das bewegliche Element 4 zu dem zweiten Kontakt 3, so entstehen an der Kontaktstelle zwischen dem ersten Kontakt 2 und dem ersten Kontaktelement 6 beziehungsweise zwischen dem zweiten Kontakt 3 und dem zweiten Kontaktelement 7 Verluste, die sich aus der begrenzten Kontaktkraft zwischen den Kontakten 2, 3 und den Kontaktelementen 6, 7 ergeben. Durch diese Verluste entsteht Wärme, die zu einer Erhitzung des Relais 1 führt. Insbesondere die Kontakte 2, 3, die Kontaktelemente 6, 7 und deren jeweilige unmittelbar Umgebung werden stark erhitzt. Dementsprechend werden auch die ersten Enden 14, 14a der Bimetallstreifen 13, 13a und damit die gesamten Bimetallstreifen 13, 13a erhitzt.
Die Kontaktkraft zwischen dem beweglichen Element 4 und den Kontakten 2, 3 wird im Wesentlichen durch die Federkonstante der gefederten Verbindung 11 bestimmt, wenn sich das bewegliche Element 4 in seiner geschlossenen Position befindet und die Bimetallstreifen 13, 13a, wie in 2 gezeigt, in ihrem jeweiligen Ruhezustand sind.
3 zeigt das Relais 1 in seinem geschlossenen Zustand, wobei die Bimetallstreifen 13, 13a sich verformt haben. Sind die Bimetallstreifen 13, 13a über die Aktivierungstemperatur hinaus erhitzt worden, so kommt es zu einer Verformung der Bimetallstreifen 13, 13a. Bei der Verformung der Bimetallstreifen 13, 13a wird das zweite Ende 15, 15a des jeweiligen Bimetallstreifens 13, 13a von der Unterseite 12 des beweglichen Elements 4 weg bewegt. Das zweite Ende 15, 15a des Bimetallstreifens 13, 13a schlägt dabei an dem mechanischen Anschlag 16 des Relais 1 an, der eine weitere Verformung des Bimetallstreifens 13, 13a verhindert. Dadurch wird der Bimetallstreifen 13, 13a zwischen dem mechanischen Anschlag 16 und dem beweglichen Element 4 eingepresst. Die Bimetallstreifen 13, 13a üben nunmehr eine Kraft auf das bewegliche Element 4 aus, die das bewegliche Element 4 in Richtung des ersten und des zweiten Kontaktes 2, 3 drückt. Durch diese von den Bimetallstreifen 13, 13a ausgeübte Kraft wird die Kontaktkraft an den Kontakten 2, 3 erhöht.
Durch das Erhöhen der Kontaktkraft wird für eine bessere Verbindung zwischen den Kontakten 2, 3 und den Kontaktelementen 6, 7 gesorgt, sodass die Verluste verringert werden können. Dementsprechend entsteht an den Übergängen zwischen dem ersten Kontakt 2 zu dem ersten Kontaktelement 6 und zwischen dem zweiten Kontakt 3 zu dem zweiten Kontaktelement 7 nunmehr weniger Wärme. Die Bimetallstreifen 13, 13a ermöglichen es somit, bei einer zu starken Erwärmung der Kontakte 2, 3 den Kontaktdruck zwischen dem beweglichen Element 4 und den Kontakten 2, 3 zu erhöhen und auf diese Weise die Verluste an den Übergangsstellen zu verringern und dadurch eine übermäßige Erwärmung zu beschränken.
Wird nunmehr das Relais 1 ausgeschaltet, indem der Magnet 10 ausgeschaltet wird, wird zuerst der Anker 9 in seine geöffnete Position zurückbewegt werden. Dabei wird auch das bewegliche Element 4 in seine geöffnete Position bewegt. Nunmehr fließt kein Strom zwischen den Kontakten 2, 3 und dem beweglichen Element 4. Dementsprechend wird keine weitere Wärme aufgrund von Verlusten erzeugt. Es kommt daher zu einer Abkühlung der Bimetallstreifen 13, 13a, sodass diese nach kurzer Zeit in ihren Ruhezustand zurück verformt werden. Damit ergibt sich wieder die in 1 gezeigte Konfiguration des Relais 1.
Bezugszeichenliste

1: Relais
2: erster Kontakt
3: zweiter Kontakt
4: bewegliches Element
5: Oberseite
6: erstes Kontaktelement
7: zweites Kontaktelement
8: Spalt
9: Anker
10: Magnet
11: gefederte Verbindung
12: Unterseite
13, 13a: Bimetallstreifen
14, 14a: erstes Ende
15, 15a: zweites Ende
16: Anschlag

Claims

Relais (1), aufweisend einen ersten Kontakt (2), einen zweiten Kontakt (3) und ein bewegliches Element (4), das in einer geschlossenen Position und in einer geöffneten Position angeordnet sein kann, wobei das bewegliche Element (4) in der geschlossenen Position den ersten Kontakt (2) elektrisch mit dem zweiten Kontakt (3) verbindet, wobei der erste Kontakt (2) und der zweite Kontakt (3) elektrisch voneinander isoliert sind, wenn das bewegliche Element (4) in der geöffneten Position angeordnet ist, und wobei das Relais (1) zumindest einen Bimetallstreifen (13) aufweist, der dazu ausgestaltet ist, sich bei einer Temperaturerhöhung zu verformen und der derart angeordnet ist, dass der zumindest eine Bimetallstreifen (13) nach seiner Verformung das bewegliche Element (4) gegen den ersten und den zweiten Kontakt (2, 3) drückt.
Relais (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Relais (1) einen Magneten (10) aufweist, der dazu ausgestaltet ist, das bewegliche Element (4) von der geöffneten Position in die geschlossene Position zu bewegen, wenn der Magnet (10) eingeschaltet wird.
Relais (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein erstes Ende (14) des zumindest einen Bimetallstreifens (13) an dem beweglichen Element (4) befestigt ist.
Relais (1) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das bewegliche Element (4) eine Oberseite (5), die dem ersten und dem zweiten Kontakt (2, 3) zugewandt ist, und eine Unterseite (12), die der Oberseite (5) gegenüberliegt, aufweist, wobei auf der Oberseite (5) ein Kontaktelement (6) angeordnet ist, das dazu ausgestaltet ist, in der geschlossenen Position des beweglichen Elements (4) unmittelbar mit dem ersten Kontakt (2) elektrisch kontaktiert zu sein, wobei das erste Ende des zumindest einen Bimetallstreifens (13) auf der Unterseite des beweglichen Elements (4) unterhalb des Kontaktelements (6) angeordnet ist.
Relais (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein zweites Ende (15) des zumindest einen Bimetallstreifens (13) freistehend ist.
Relais (1) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das Relais (1) einen mechanischen Anschlag (16) aufweist, und wobei der zumindest eine Bimetallstreifen (13) derart angeordnet ist, dass bei einer Anordnung des beweglichen Elements (4) in der geschlossenen Position und nach der Verformung des zumindest einen Bimetallstreifens (13) in Folge der Temperaturerhöhung das zweites Ende des zumindest einen Bimetallstreifens (13) an dem Anschlag (16) anliegt.
Relais (1) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei der mechanische Anschlag (16) an einem Anker (9) angeordnet ist, der mit dem beweglichen Element (4) über eine gefederte Verbindung (11) verbunden ist.
Relais (1) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei eine Kontaktkraft, mit der das bewegliche Element (4) in der geschlossenen Position gegen den ersten und den zweiten Kontakt (2, 3) gedrückt wird, von einer Federkonstante der gefederten Verbindung (11) bestimmt wird, wenn das bewegliche Element (4) sich in der geschlossenen Position befindet und der zumindest eine Bimetallstreifen (13) nicht in Folge einer Temperaturerhöhung verformt ist, und wobei die Kontaktkraft von einem Anpressdruck des zumindest einen Bimetallstreifens (13) bestimmt wird, wenn das bewegliche Element (4) sich in der geschlossenen Position befindet und der zumindest eine Bimetallstreifen (13) in Folge einer Temperaturerhöhung verformt ist.
Relais (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zumindest eine Bimetallstreifen (13) derart angeordnet ist, dass er nach der Verformung eine Kontaktkraft erhöht, mit der das bewegliche Element (4) in der geschlossenen Position gegen den ersten und den zweiten Kontakt (2, 3) gedrückt wird.
Relais (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zumindest eine Bimetallstreifen (13) eine Schicht aufweisend MnCu18Ni10 und eine Schicht aufweisend FeNi36 aufweist.
Relais (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Relais (1) zwei Bimetallstreifen (13, 13a) aufweist.