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Die Erfindung bezieht sich auf ein Leistungsrelais für ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug.
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Gattungsgemäße Leistungsrelais werden in der Fahrzeugtechnik, insbesondere bei Nutzfahrzeugen verwendet. Die Leistungsrelais werden hier zum einen dazu eingesetzt, um die Fahrzeugbatterie vom Bordnetz elektrisch zu trennen. Andererseits werden solche Relais eingesetzt, um elektrische Motoren von Stellvorrichtungen (z. B. Hydraulikpumpe oder Hubbühne) zu schalten. Ein solches Leistungsrelais muss bei Niedrigspannung von typischerweise 12 bis 24 Volt in der Lage sein, Ströme bis zu einer Stromstärke von etwa 300 Ampere zu schalten und muss entsprechend massiv gebaut sein. Übliche, für diesen Zweck verwendete Relais bestehen in der Regel aus einem topfförmigen Körper aus Metall (z. B. Eisen oder Stahl), in dem eine Magnetspule, ein Magnetjoch und ein mit einer Kontaktbrücke (Doppelkontakt) verbundener Magnetanker aufgenommen sind.
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Zum Anschluss des Leistungsrelais an einen zu schaltenden Laststromkreis in dem Fahrzeug umfasst das Leistungsrelais üblicherweise massive Anschlussbolzen (Gewindebolzen) aus Metall, die typischerweise einen Durchmesser von 0,5 bis 1 cm haben. Diese Anschlussbolzen, an denen bestimmungsgemäß Kabelschuhe der Anschlussleitungen des zu schaltenden Laststromkreises mittels Schraubenmuttern (Kontaktmuttern) kontaktierend festgelegt werden, sind üblicherweise durch spezielle Drehteile gebildet, deren Herstellung vergleichsweise aufwändig, und entsprechend teuer ist.
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Aus
DE 90 01 337 U1 ist ein weiteres Leistungsrelais bekannt, bei dem die Anschlussbolzen jeweils durch eine Schraube mit Sechskantkopf gebildet sind. Die Schrauben sind von dem Gehäuseinneren in Durchgangsöffnungen eines Gehäusesockels eingesetzt, so dass jede der Schrauben mit ihrem Gewindeschaft durch den Gehäusesockel nach außen hindurchragt, während der Sechskantkopf in einer korrespondierenden Aufnahme des Gehäusesockels einliegt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders rationell fertigbares Leistungsrelais für ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Das erfindungsgemäße Leistungsrelais umfasst ein Gehäuse, das aus einem Anschlusssockel und einem darauf aufgesetzten Gehäusetopf gebildet ist. In den Anschlusssockel sind zwei Anschlussbolzen eingebracht, über die das Leistungsrelais mit Anschlussleitungen eines anzuschließenden externen Laststromkreises kontaktierbar ist. Erfindungsgemäß sind die Anschlussbolzen hierbei durch Normschrauben, insbesondere gemäß ISO 4014 (oder DIN 931-1) oder ISO 4017 (oder DIN 933) gebildet. Wie bei Schrauben allgemein üblich, umfasst jeder Anschlussbolzen einen – mit einem Metallgewinde versehenen – Gewindeschaft sowie einen demgegenüber verbreiteten Schraubenkopf.
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Durch den Einsatz von Normschrauben als Anschlussbolzen wird eine wesentliche Reduzierung des Herstellungsaufwands und der Herstellungskosten für das Leistungsrelais ermöglicht. Insbesondere sind Normschrauben als Massenartikel, kommerziell erhältlich.
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Um ein einfaches Anziehen der Kontaktmuttern bei der Kontaktierung des Laststromkreises zu ermöglichen, weist der jeweilige Schraubenkopf der Anschlussbolzen vorzugsweise eine unrunde Außenkontur auf. Insbesondere ist der Schraubenkopf hierbei als Sechskantkopf ausgebildet. Mit dem unrunden Schraubenkopf ist der jeweilige Anschlussbolzen durch Formschlussbildung mit dem Anschlusssockel in diesem verdrehsicher gehalten.
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Erfindungsgemäß liegen die Anschlussbolzen mit dem jeweiligen Schraubenkopf lose in einer jeweils korrespondierenden Aufnahme des Anschlusssockels ein. Der Begriff „lose” ist hierbei dahingehend zu verstehen, dass die Anschlussbolzen mit dem Material des Anschlusssockels nicht unmittelbar verbunden sind. Die Anschlussbolzen sind hierdurch insbesondere gegenüber dem Anschlusssockel geringfügig bewegbar.
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Gehalten wird jeder der Anschlussbolzen in zweckmäßiger Ausgestaltung durch einen Anschlussleiter, der vorzugsweise durch ein gebogenes Blechstanzteil gebildet ist. Jeder der Anschlussleiter ist hierbei in dem Anschlusssockel fixiert und umgreift den Schraubenkopf außenseitig, so dass der jeweilige Anschlussbolzen verliersicher an dem Anschlusssockel gehalten ist. Die Anschlussleiter dienen gleichzeitig zur Führung des Laststroms in den Gehäuseinnenraum.
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Um den jeweils zugeordneten Anschlussbolzen an dem Anschlusssockel zu halten, weist jeder der Anschlussleiter in einer zweckmäßigen Bauform in einem Zentralabschnitt ein Bohrung auf, durch die der zugeordnete Anschlussbolzen mit dem Gewindeschaft hindurchgeführt ist. Beidseitig dieses Zentralabschnitts weist jeder der Anschlussleiter zweckmäßigerweise jeweils einen Fixierschenkel auf, der insbesondere gegenüber dem Zentralabschnitt um 90° abgewinkelt ist. Der Anschlussleiter ist hierbei mit den Fixierschenkeln in dem Anschlusssockel fixiert. Im Sinne einer besonders einfachen Herstellung des Leistungsrelais ist jeder der Anschlussleiter mit den Fixierschenkeln insbesondere in den Anschlusssockel eingepresst.
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In einer einfachen, gleichzeitig aber zweckmäßigen Ausführung bildet jeder Anschlussleiter auch einen Festkontakt der innerhalb des Leistungsrelais zum Schalten des Laststromkreises ausgebildeten (Haupt-)Schalteinrichtung. Hierzu ist an mindestens einem der Fixierschenkel eines jeden Anschlussleiters ein Kontaktende ausgebildet, mit dem der jeweilige Anschlussleiter in den Gehäuseinnenraum hineinragt. Das Kontaktende trägt ein Kontaktelement der Schalteinrichtung. Vorzugsweise sind jeweils beide Fixierschenkel der Anschlussleiter mit in den Gehäuseinnenraum hineinragenden Kontaktenden versehen, die jeweils ein Kontaktelement tragen. Somit ist jeder Festkontakt redundant durch zwei parallel geschaltete Teilkontakte gebildet. In Zusammenwirkung mit einer Kontaktbrücke, die den Bewegkontakt der Hauptschalteinrichtung bildet, und die in einer Schließstellung die Festkontakte zum Schließen des Laststromkreises elektrisch leitend überbrückt, ist somit ein Vierpunktkontakt gebildet, bei dem der Laststromkreis über eine Serienschaltung zweier jeweils parallel geschalteter Kontaktpunktpaare geschlossen ist. Durch diesen Vierpunktkontakt wird – im Vergleich zu einem üblichen Zweipunktkontakt, bei dem beide Festkontakte jeweils nur einfach ausgebildet sind – ein reduzierter Übergangswiderstand im durchgeschalteten (elektrisch leitenden) Zustand des Leistungsrelais erzielt.
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Vorzugsweise ist jedes der beiden Kontaktenden eines jeden Anschlussleiters derart von dem angrenzenden Fixierschenkel abgewinkelt, dass die an den Kontaktenden jeweils angeordneten Kontaktelemente schräg auf eine Gehäuseachse ausgerichtet sind. Die einander gegenüberliegenden Kontaktelemente der Festkontakte sind hierdurch insbesondere einander schräg zugewandt. Die schräg angestellten Kontaktenden der Anschlussleiter korrespondieren hierbei mit einer Kontaktbrücke, die V-förmig gewinkelt ausgebildet ist oder zumindest schräg abgewinkelte Brückenenden aufweist. Durch die Schrägstellung der Kontaktenden wird sichergestellt, dass die Kontaktelemente aller vier Kontaktenden mit korrespondierenden Gegenkontaktelementen der Kontaktbrücke kontaktieren.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltungsvariante sind die beiden Kontaktenden eines jeden Anschlussleiters jeweils aufeinander zugebogen. Mit dem Zentralabschnitt, den davon abgewinkelten Fixierschenkeln und den demgegenüber wiederum abgewinkelten Kontaktenden weist jeder Anschlussleiter somit vereinfacht die Form eines einseitig geschlitzten Rahmens auf, der ein Raumvolumen von vier Seiten umgreift.
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Um einerseits den so gestalteten Anschlussleiter in den Anschlusssockel einsetzen, insbesondere einpressen zu können, um aber andererseits zu vermeiden, dass im Anschlusssockel ein Hohlraum bleibt, der die Stabilität des Leistungsrelais beeinträchtigen würde, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung jedem Anschlussleiter ein Füllelement zugeordnet, das als von dem Anschlusssockel separates Teil ausgebildet ist, und das das von dem Anschlussleiter umgriffene Volumen ausfüllt oder zumindest randseitig umschließt. Das Füllelement dient hierbei insbesondere auch zur Stabilisierung des zugeordneten Anschlussleiters. Bei der Herstellung des Leistungsrelais wird vorzugsweise das Füllelement in den jeweiligen Anschlussleiter eingesetzt. Die aus dem Anschlussleiter und dem Füllelement gebildete Baueinheit wird dann – nach dem Einsetzen des zugeordneten Anschlussbolzens – in den Anschlusssockel eingepresst.
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Bei dem Anschlusssockel handelt es sich vorzugsweise um ein Kunststoff-Spritzgießbauteil.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 in perspektivischer Ansicht von schräg oben ein Leistungsrelais für einen Lastkraftwagen,
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2 in einer Explosionsdarstellung vier Teilbaugruppen des Leistungsrelais, nämlich einen Anschlusssockel, einen Gehäusetopf, eine Spulenbaugruppe sowie eine eine Steuerelektronik tragende Platine,
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3 in einer Explosionsdarstellung einen Anschlusssockel des Leistungsrelais sowie zwei Anschlussbolzen mit jeweils einem zugehörigen Anschlussleiter, einem jeweils zugeordneten Füllelement und einem jeweils zugeordneten Hilfsleiter,
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4 und 5 jeweils in perspektivischer Ansicht aus zwei unterschiedlichen Blickrichtungen einen der Anschlussleiter,
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6 in schematischer Darstellung den Zusammenbau eines der Anschlussbolzen mit dem Füllelement, dem Anschlussleiter und dem Hilfsleiter,
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7 in schematischer Darstellung die Bestückung des Anschlusssockels mit der aus dem Anschlussbolzen, dem Füllelement, dem Anschlussleiter und dem Hilfsleiter gebildeten Baueinheit,
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8 in perspektivischer Ansicht von schräg oben den bestückten Anschlusssockel,
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9 in perspektivischer Ansicht von schräg unten den fertig bestückten Anschlusssockel,
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10 in einem Querschnitt X-X gemäß 1 das montierte Leistungsrelais.
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Einander entsprechende Teile sind allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das in 1 als Ganzes dargestellte Leistungsrelais 1 umfasst ein Gehäuse 2, das aus zwei Teilen, nämlich einem Anschlusssockel 3 und einem Gehäusetopf 4 gebildet ist. Sowohl der Anschlusssockel 3 als auch der Gehäusetopf 4 sind hierbei als Spritzgieß-Bauteile aus Kunststoff gebildet.
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Der Anschlusssockel 3 begrenzt das Gehäuse 2 zu einer Anschlussseite hin, an der das Leistungsrelais 1 mit einem externen Laststromkreis kontaktierbar ist. Diese Anschlussseite ist nachfolgend – unabhängig von der tatsächlichen Orientierung des Leistungsrelais 1 im umgebenen Raum – auch als Oberseite 5 bezeichnet. Der Gehäusetopf 4 umschließt mit vier Seitenwänden 6 und einem Gehäuseboden 7 die übrigen Seiten eines etwa quaderförmigen Gehäuseinnenraums 8 (10). Der Gehäuseboden 7 schließt hierbei das Gehäuse 2 zu einer von der Oberseite 5 abgewandten Unterseite 9 ab (wobei auch der Begriff „Unterseite” unabhängig von der tatsächlichen Orientierung des Leistungsrelais 1 im umgebenen Raum verwendet wird).
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Zum Anschluss zweier Anschlussleitungen des anzuschließenden Laststromkreises sind im Anschlusssockel 3 zwei massive Anschlussbolzen 10 fixiert, die jeweils mit einem Gewindeschaft 11 aus dem Gehäuse 2 nach außen hervorragen. Zum Anschluss der jeweiligen Anschlussleitung des Laststromkreises wird ein endseitiger Kabelschuh dieser Anschlussleitung auf den zugeordneten Gewindeschaft 11 aufgesetzt und mittels einer Schraubenmutter (Kontaktmutter) schraubkontaktiert.
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Um einen elektrischen Überschlag oder sonstigen Kurzschluss zwischen den Anschlussbolzen 10 und den daran gegebenenfalls befestigten Anschlussleitungen des Laststromkreises auszuschließen, ist außenseitig an dem Anschlusssockel 3 eine Trennwand 12 angeformt, die in den zwischen den Anschlussbolzen 10 gebildeten Zwischenraum hineinragt.
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Zur Ansteuerung des Leistungsrelais 1, also zur Auslösung von Schaltprozessen, durch die das Leistungsrelais 1 – durch Herstellung einer gehäuseinternen elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen den Anschlussbolzen 10 – eingeschaltet oder – durch Trennung dieser elektrisch leitenden Verbindung – ausgeschaltet wird, sind an dem Gehäusetopf 4 mehrere Signalanschlüsse 13 ausgebildet, über die korrespondierende externe Signalleitungen mit dem Leistungsrelais 1 klemmkontaktiert werden können. Die Signalleitungen dienen hierbei zur Zuführung mindestens eines elektrischen Steuersignals an das Leistungsrelais 1 und/oder zur Abgabe mindestens eines elektrischen Zustandssignals durch das Leistungsrelais 1. Optional ist zudem mindestens einer der Signalanschlüsse 13 zur Zuführung einer elektrischen elektrischen Versorgungsspannung, insbesondere Masse, vorgesehen. Die Signalanschlüsse 13 sind hierbei als Kontakte eines Steckverbinders 14 ausgebildet, der einstückig an die Wand des Gehäusetopfes 4 angeformt ist.
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2 zeigt das Leistungsrelais 1 in teildemontiertem Zustand. Aus dieser Darstellung wird ersichtlich, dass das Leistungsrelais 1 aus vier, jeweils in sich zusammenhängenden Baugruppen gebildet ist. Neben den bereits beschriebenen Gehäuseteilen, nämlich dem Anschlusssockel 3 mit den daran befestigten Anschlussbolzen 10 sowie neben dem Gehäusetopf 4 mit dem daran angeformten Steckverbinder 14 umfasst das Leistungsrelais 1 demnach eine Spulenbaugruppe 20 sowie einen nachfolgend als Platine 21 bezeichneten Leitungsträger.
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Die Spulenbaugruppe 20 umfasst eine Kontaktbrücke 22, die über eine Koppelstange 23 mit einem – im Inneren der Spulenbaugruppe 20 verborgenen und nur in 10 sichtbaren – Magnetanker 24 eines Magnetkreises mechanisch gekoppelt ist. Zusätzlich zu dem Magnetanker 24 umfasst der Magnetkreis ein Magnetjoch 25, wobei dieses Magnetjoch 25 durch einen zentralen, die Koppelstange 23 konzentrisch umgebenden hohlzylindrischen Kern 26, einen U-förmig gebogenen Bügel 27 sowie zwei von den Schenkelenden des Bügels aufeinander zulaufende Polschuhe 28 (10) gebildet ist. Die Polschuhe 28 schließen hierbei den Magnetanker 24 zwischen sich ein. Der Magnetanker 24 und die Bestandteile des Magnetjochs 15 sind aus ferromagnetischem Material gebildet.
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Das Leistungsrelais 1 kann insbesondere als bistabiles Relais ausgeführt sein. In diesem Fall sind den Polschuhen 28 und den Schenkelenden des Bügels 27 jeweils einer oder mehrere Permanentmagnete zwischengeordnet. Bei monostabilen Varianten des Leistungsrelais 1 sind die Permanentmagnete durch ferromagnetisches Material ersetzt.
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Die Spulenbaugruppe 20 umfasst weiterhin eine Magnetspule 29, die in dem von dem Magnetjoch 25 umrahmten Volumen einliegt. Die Magnetspule 29 umgibt hierbei den Kern 26 des Magnetjochs 25 konzentrisch und wird ihrerseits von dem Bügel 27 und den Polschuhen 28 umrahmt.
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Die Platine 21 ist aus zwei Abschnitten 30 und 31 gebildet, die über ein Filmgelenk 32 gelenkig miteinander verbunden sind und daher aus einem planen Ursprungszustand in die in 2 dargestellte L-förmige Anordnung biegbar sind. Bei der dargestellten elektronischen Bauform des Leistungsrelais 1 trägt der Abschnitt 30 eine Steuerelektronik 33. Der Abschnitt 31 beinhaltet hauptsächlich Kontaktstellen zur elektrischen Kontaktierung der Magnetspule 29 sowie zur Kontaktierung von optional vorhandenen elektrischen Funktionselementen zur Spulenlöschung, Schaltstellungsanzeige, Übertemperaturabschaltung, etc.
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Alternativ zu der dargestellten elektronischen Bauform des Leitungsrelais 1 sind rein elektromechanische Bauformen des Leistungsrelais 1 vorgesehen. Bei diesen Bauformen ist die Platine 21 vorzugsweise ebenfalls vorhanden. Sie trägt in diesem Fall allerdings keine Steuerelektronik 33, sondern lediglich Leiterbahnen zur Kontaktierung der Magnetspule 29 und der ggf. vorhandenen elektrischen Funktionselemente mit den Signalanschlüssen 13. Alternativ ist die Platine 21 bei rein elektromechanischen Bauformen des Leistungsrelais 1 durch Drahtleiter ersetzt.
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3 zeigt in einer Explosionsdarstellung den Anschlusssockel 3 mit den Anschlussbolzen 10 und weiteren Bestandteilen des Leistungsrelais 1, die in dem bestimmungsgemäßen Montagezustand des Leistungsrelais 1 in dem Anschlusssockel 3 fixiert sind. Aus der Darstellung ist hierbei ersichtlich, dass jeder der beiden Anschlussbolzen 10 jeweils durch eine Normschraube mit einem Sechskantkopf 40 gebildet ist. Bei den Anschlussbolzen 10 handelt es sich hier insbesondere um Normschrauben gemäß ISO 4017, bei denen der Gewindeschaft 11 jeweils mit einem bis zum Sechskantkopf 40 reichenden, metrischen Gewinde (insbesondere M6, M8, M10 oder M12) versehen ist. Jedem Anschlussbolzen 10 ist jeweils ein Anschlussleiter 41, ein Füllstück 42 sowie ein Hilfsleiter 43 zugeordnet.
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Die Hilfsleiter 41 dienen hierbei zur elektrischen Kontaktierung des zugeordneten Anschlussbolzens 10 mit dem Gehäuseinnenraum 8. Wie insbesondere aus den 4 und 5 hervorgeht, die einen der Anschlussleiter 41 isoliert darstellen, ist jeder der Anschlussleiter 41 durch ein gebogenes Blechstanzteil gebildet. Jeder der Anschlussleiter 41 umfasst hierbei einen laschenartig geformten Zentralabschnitt 50, der mit einer zentralen Bohrung 51 zur Aufnahme des Gewindeschafts 11 des zugeordneten Anschlussbolzens 10 versehen ist. An zwei gegenüberliegenden Seitenkanten geht der Zentralabschnitt 50 jeweils in einen Fixierschenkel 52 über. Die beiden Fixierschenkel 52 dienen hierbei zur Fixierung des jeweiligen Anschlussleiters 41 in dem Anschlusssockel 3. Die Fixierschenkel 52 sind jeweils etwa rechtwinklig von dem Zentralabschnitt 50 abgebogen und an ihren Seitenkanten mit jeweils einer Sägezahnkontur 53 versehen. Die von dem Zentralabschnitt 50 abgewandten Enden der beiden Fixierschenkel 52 eines jeden Anschlussleiters 41 sind, wiederum um etwa 90°, aufeinander zugebogen, so dass der Anschlussleiter 41 näherungsweise die Form eines einseitig geschlitzten Rahmens oder Rings aufweist. Die abgebogenen Enden der Fixierschenkel 52 sind hierbei nachfolgend als Kontaktenden 54 bezeichnet. Jedes Kontaktende 54 trägt ein eingepresstes Kontaktelement 55.
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Bei den Füllstücken 42 handelt es sich um Spritzgieß-Bauteile. Jedes Füllstück 42 ist an einer Außenseite 56 derart geformt, dass es mit dieser Außenseite 56 passgenau in das von dem zugehörigen Anschlussleiter 41 umgriffene Volumen einsetzbar ist. An einer der Außenseite 56 gegenüberliegenden Innenseite 57 ist in jedes der beiden Füllstücke 42 jeweils eine Aufnahme 58 eingeformt, in die der Sechskantkopf 40 des zugehörigen Anschlussbolzens 10 unter Bildung eines Formschlusses passgenau oder mit geringem Spiel mit etwa der Hälfte seines Umfangs einsetzbar ist.
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Bei den Hilfsleitern 43 handelt es sich um langgestreckte, gebogene Blechstanzteile.
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Die Montage der Anschlussbolzen 10, der Anschlussleiter 41, der Füllstücke 42 und der Hilfsleiter 43 in dem Anschlusssockel 3 ist in den 6 und 7 schematisch dargestellt. Danach wird zunächst jeweils einer der Hilfsleiter 43 innenseitig (d. h. an der zu dem Kontaktelement 55 entgegengesetzten Seite an einem der Kontaktenden 54 eines zugeordneten Anschlussleiters 41 angeschweißt oder genietet. Des Weiteren wird jeweils einer der Anschlussbolzen 10 mit dem Sechskantkopf 40 in die Aufnahme 48 des zugehörigen Füllstücks 42 eingesetzt. Anschließend wird der Anschlussleiter 41 mit dem angelöteten Hilfsleiter 43 gemäß 6 auf den Anschlussbolzen 10 aufgefädelt, so dass der Anschlussbolzen 10 mit dem Gewindeschaft 11 durch die Bohrung 51 des Anschlussleiters 41 hindurchsteht, und dass der Anschlussleiter 41 mit den Fixierschenkeln 52 und deren Kontaktenden 54 um das Füllstück 42 herumgreift. Die auf diese Weise aus dem jeweiligen Anschlussbolzen 10, dem zugehörigen Anschlussleiter 41, dem Füllstück 42 und dem Hilfsleiter 43 gebildete Baueinheit wird anschließend gemäß 7 von oben in eine korrespondierende Aufnahme 59 des Gehäusetopfes 4 eingepresst, wobei sich die an den Fixierschenkeln 52 angebrachten Sägezahnkonturen 53 mit dem Material des Gehäusetopfes 4 verkrallen.
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Die 8 und 9 zeigen den Anschlusssockel 3 in fertig bestücktem Zustand. In diesem Zustand sind die Anschlussbolzen 10 mit ihren Sechskantkopf 40 jeweils formschlüssig und verdrehsicher in dem Anschlusssockel 3 aufgenommen, so dass der Gewindeschaft 11 der Anschlussbolzen 10 jeweils zur Oberseite 5 hin nach außen zu dem Anschlusssockel 3 hervorragt. Die Anschlussbolzen 10 sind hierbei lose in dem Anschlusssockel 3 aufgenommen und somit mit dem Material des Anschlusssockels 3 unverbunden. Insbesondere sind die Anschlussbolzen 10 gegenüber dem Anschlusssockel 3 auch geringfügig bewegbar. Gegen Verlust sind die Anschlussbolzen 10 hierbei nur durch den jeweils zugehörigen Anschlussleiter 41 gesichert, der den Sechskantkopf 40 mit dem Zentralabschnitt 50 außenseitig umgreift.
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Gemäß 9 ragen die Anschlussleiter 41 mit ihren jeweiligen Kontaktenden 54 an einer Unterseite des Gehäusesockels 3 in den Gehäuseinnenraum 8 hinein. Die an den Kontaktenden 54 jeweils angebrachten Kontaktelemente 55 bilden hierbei die Festkontakte einer zur Schaltung des Laststromkreises vorgesehenen Hauptschalteinrichtung des Leistungsrelais 1. Den korrespondierenden Bewegkontakt dieser Hauptschalteinrichtung bildet die Kontaktbrücke 22 der Spulenbaugruppe 20, die hierzu zu jedem Kontaktelement 55 der Anschlussleiter 41 ein korrespondierendes Gegenkontaktelement 60 (2) aufweist.
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Zur Montage des Leistungsrelais 1 wird die Spulenbaugruppe 20 von unten auf den zuvor bestückten Anschlusssockel 3 aufgeklipst. Hierzu ist der Anschlusssockel 3 an seiner Unterseite mit angespritzten Schnapphaken 61 (2) versehen, die beidseitig unter den Bügel 27 des Magnetjochs 25 greifen.
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Nach, vor oder gleichzeitig mit dem Aufklipsen der Spulenbaugruppe 20 wird die Platine 21 montiert. Dabei werden insbesondere die Hilfsleiter 43 und die (nicht explizit dargestellten) Spulenanschlüsse der Magnetspule 29 mit entsprechenden Kontaktstellen an dem Abschnitt 31 der Platine 21 verlötet. Anschließend wird der Gehäusetopf 4 über die Spulenbaugruppe 20 und die Platine 21 gestülpt und mit dem Anschlusssockel 3 verschraubt, wodurch das Gehäuse 2 geschlossen wird. Zur Abdichtung des Gehäuses 2 wird die Verbindung zwischen dem Anschlusssockel 3 und dem Gehäusetopf 4 mit einer Vergussmasse 65 (1 und 10) vergossen.
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Wie aus 10 ersichtlich ist, liegen in fertig montiertem Zustand des Leistungsrelais 1 die Kontaktelemente 55 der Anschlussleiter 41 jeweils in Gegenüberstellung zu einem Gegenkontaktelement 60 der Kontaktbrücke 22. Die Gegenkontaktelemente 60 sind innerhalb der Kontaktbrücke 22 elektrisch kurz geschlossen. Aus 10 ist weiterhin ersichtlich, dass die Kontaktenden 54 der Anschlussleiter 41 derart von dem jeweils angrenzenden Fixierschenkel 52 abgewinkelt sind, dass sie schräg zu dem jeweils zugehörigen Zentralabschnitt 50, und somit auch schräg zu einer Gehäuseachse 66 des Leistungsrelais 1 angestellt sind. Die Kontaktenden 54 bilden somit zusammengenommen eine satteldachartige Struktur. Die an der dem Gehäuseinnenraum 8 zugewandten Seite der Kontaktenden 54 angebrachten Kontaktelemente 55 sind hierdurch schräg einander zugewandt.
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In Anpassung an die Anordnung der Kontaktelemente 55 weist auch die Kontaktbrücke 22 eine V-förmige oder dachartige Struktur mit schräg abgewinkelten Enden auf, so dass die Gegenkontaktelemente 60 parallel zu den korrespondierenden Kontaktelementen 55 ausgerichtet sind. Durch die Schrägstellung der Kontaktelemente 55 und der korrespondierenden Gegenkontaktelemente 60 wird hierbei ein guter Kontaktschluss aller vier Kontaktelemente 55 mit den korrespondierenden Gegenkontaktelementen 60 begünstigt.
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10 zeigt das Leistungsrelais 1 in einer Öffnungsstellung, in der die Gegenkontaktelemente 60 von den Kontaktelementen 55 abgehoben (dekontaktiert) sind, so dass zwischen den Anschlussbolzen 10 keine elektrisch leitende Verbindung besteht. Zum Einschalten des Leistungsrelais 1 wird die Magnetspule 29 bestromt. Hierdurch wird in dem Magnetjoch 25 ein Magnetfluss erzeugt, durch den der Magnetanker 24 gegen den Kern 26 des Magnetjochs 25 angezogen wird. Mit dem Magnetanker 24 wird hierbei unter Vermittlung die Koppelstange 23 die Kontaktbrücke 22 nach oben ausgelenkt, so dass die Gegenkontaktelemente 60 gegen die korrespondierenden Kontaktelemente 55 stoßen. In der auf diese Weise hergestellten Schließstellung des Leistungsrelais 1 ist über die Kontaktbrücke 22 eine leitende Verbindung zwischen den Anschlussbolzen 10 gebildet.
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Zum Abschalten des Leistungsrelais 1 wird die Magnetspule 29 mit umgekehrter Polung bestromt. Unter Wirkung des hierbei im Magnetjoch 25 erzeugten Magnetflusses wird die durch die Permanentmagneten 29 erzeugte Haltekraft kompensiert, wodurch der Magnetanker 24 durch eine Rückstellfeder 67 (10) von dem Kern 26 abgezogen und somit in die Öffnungsstellung gemäß 10 gedrückt wird. Der Magnetanker 24 nimmt hierbei über die Koppelstange 23 wiederum die Kontaktbrücke 22 mit, wodurch die Gegenkontaktelemente 60 – unter Trennung der elektrischen Verbindung zwischen den Anschlussbolzen 10 – von den korrespondierenden Kontaktelementen 55 dekontaktiert werden.
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In der dargestellten, bistabilen Bauform des Leistungsrelais 1 ist jeder der beiden Schaltstellungen des Leistungsrelais 1 auch in unbestromten Zustand der Magnetspule 29 stabil. Die Magnetspule 29 muss hierbei nur vorübergehend bestromt werden.
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Über die Hilfsleiter 43 wird der Platine 21 eine Versorgungsspannung für die Steuerelektronik 33 zugeführt. Des Weiteren ermittelt die Steuerelektronik 33 im eingeschalteten Zustand des Leistungsrelais 1 anhand der über die Hilfsleiter 43 abgegriffenen Potentiale die zwischen den Anschlussbolzen 10 abfallende Spannung als Maß für die Stromstärke des durch das Leistungsrelais 1 fließenden Laststroms, um das Leistungsrelais 1 im Überlast- oder Kurzschlussfall automatisch abzuschalten.
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Die Erfindung wird an dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel besonders deutlich, ist gleichwohl auf dieses Ausführungsbeispiel aber nicht beschränkt. Vielmehr können zahlreiche weitere Ausführungsformen der Erfindung aus den Ansprüchen und der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010018755 A1 [0004]
- DE 102010018738 A1 [0004]
- DE 3933493 A1 [0004]
- US 4595811 A [0004]
- DE 9001337 U1 [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ISO 4014 [0007]
- DIN 931-1 [0007]
- ISO 4017 [0007]
- DIN 933 [0007]
- ISO 4017 [0040]
