Schaltanordnung in Kraftfahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung in Kraftfahrzeugen, mit einem elektromagnetischen Relais, das eine elektromagnetische Spule, einen davon angetriebenen beweglichen Kontakt und einen feststehenden Gegenkontakt enthält, und mit einem damit in Reihe geschalteten Sicherungselement.

Bei derartigen Schaltanordnungen werden die beispielsweise aus der DE-OS 23 38 491 bekannten Relais zum Schalten immer höherer Ströme verwendet. Die Sicherungen sind dabei separat in der Regel in einem relativ voluminösen eigenen Gehäuse angeordnet. Neben dem Bauvolumen treten bei dieser Ausgestaltung der elektrischen Schaltanordnungen insbesondere Kontaktierungsprobleme aufgrund der Vielzahl von elektrischen Kontakten- Anschluß der elektrischen Leitungen von den Relais zu den Sicherungen, den beiden Kontakten der Relais in ihren Aufnahmen und der weiteren, an dieser Aufnahme angeschlossenen elektrischen Leitungen - auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer aus einem elektromagnetischen Relais und damit in Reihe geschalteter Sicherung bestehenden Schaltanordnung sowohl das Bauvolumen als auch die Anzahl der erforderlichen Anschlußkontakte deutlich zu verringern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer Schaltanordnung der eingangs genannten Art dadurch, daß einer der beiden Relais-Kontakte zusätzlich als überstromsicherung ausgebildet ist und im Auslösefall im Abstand vom anderen Kontakt verbleibt.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, einen der beiden Kontakte des Relais zusätzlich als überstromsicherung auszubilden. Auf diese Weise entfallen sämtliche Anschlußkontakte zwischen Relais und Sicherung. Durch das irreversible Verhalten des als überstromsicherung dienenden Relais-Kontakts wird die Kontakttrennung unabhängig vom Erregungszustand der Relais-Spule und auch unabhängig von der seit dem Auslösen der überstromsicherung vergangenen Zeitdauer aufrechterhalten.

Dieses "Formgedächtnis" des als überstromsicherung dienenden Relais-Kontakts erfordert in gewisser Hinsicht eine besondere Ausbildung dieses Kontakts. Die an sich denkbare Ausbildung dieses Kontakts als einfaches Bimetallelement scheidet aus, da dieses zwar im Auslösefall die Kontakttrennung besorgt, in der daran anschließenden Abkühlphase jedoch den Kontakt wiederherstellt. Damit ist jedoch die Sicherungsfunktion nicht gewährleistet. Zwar ist es möglich, durch eine zusätzliche Kinematik das Bimetallelement so zu modifizieren, daß es im Auslösefall im Abstand von dem anderen Relais-Kontakt verbleibt. Ein weiteres grundsätzliches Problem eines Bimetallelements wird jedoch auf diese Weise nicht gelöst.

Dieses besteht darin, daß die Ansprechgeschwindigkeit eines Bimetalls in der Regel relativ gering ist. Die Sicherungsfunktion setzt daher im Auslösefall in der Regel lediglich verzögert ein. Demgegenüber bietet die Ausbildung des als überstromsicherung dienenden Kontakts als Hitzdrahtelements den Vorteil der wesentlich größeren Ansprechgeschwindigkeit. Diese liegt in der Größenordnung eines herkömmlichen Sicherungselements. Derartige Hitzdrahtelemente sind als separate Sicherungselemente an sich bekannt. Dabei ist jedoch nicht die Integration eines derartigen Elements in einem elektromagnetischen Relais vorgesehen.

Die Sicherungsfunktion kann sowohl mit Hilfe des beweglichen, als auch mit Hilfe des feststehenden Gegenkontakts realisiert werden. Dabei bietet die Ausbildung des feststehenden Gegenkontakts als überstromsicherung den Vorteil des geringeren Herstellungsaufwandes, da herkömmliche elektromagnetische Relais mit einem feststehenden Gegenkontakt ohne Sicherungsfunktion auch nachträglich in der erfindungsgemäßen Weise modifiziert werden können.

Gerade derartige Hitzdrahtelemente, aber auch alle anderen möglichen Ausgestaltungen des als Überstromsicherung dienenden Relais-Kontakts können so ausgebildet sein, daß sie nach dem Auslösefall manuell in die Ausgangslage gebracht werden können. Im Gegensatz zu herkömmlichen separaten Sicherungen, die in der Regel einen Schmelzleiter als Sicherungselement enthalten, entfällt damit das Auswechseln des Sicherungselements.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

• Fig. 1 ein elektromagnetisches Relais mit integrierter Überstromsicherung von der Seite,
• Fig. 2 den als überstromsicherung dienenden Gegenkontakt des Relais und
• Fig. 3 Relais und überstromsicherung von oben.

Das in Fig. 1 dargestellte Relais 1 enthält eine Spule 2 und einen von dieser angetriebenen beweglichen Kontakt 3. Dieser sitzt am Ende eines Kupferteils 4, das mit einem magnetischen Ankerteil 5 an einem magnetischen Joch 6 gelenkig befestigt ist. Das Kupferteil 4 stellt ferner die elektrische Verbindung zwischen einem nicht dargestellten Anschlußkontakt, der mit dem Joch 6 elektrisch verbunden ist, und dem Kontakt 3 her.

Der Kontakt 3 arbeitet mit einem - im Normalfall - feststehenden Gegenkontakt 7 zusammen, der schematisch dargestellt ist und als Überstromsicherung_-dient.

Dies ist im einzelnen in Fig. 2 gezeigt. Im oberen Teil dieser Fig. ist der Gegenkontakt 7 im normalen Betriebsfall dargestellt. Er sitzt am Ende eines Hitzdrahtelements 8, das aus zwei paralleln Stromleitern 9 und 10 (Fig. 3) und einer mittig angeordneten Feder 11 besteht. Die Leiter 9 und 10 und die Feder 11 sind in einem Halteblock-12 eingespannt.

Im Normalfall arbeitet das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Relais in der üblichen Weise. Wird die Spule 2 erregt, so bewegt sie den Anker 5 und damit den Kontakt 3 in Fig. 1 nach unten, so daß der Kontakt 3 auf dem Gegenkontakt 7 zur Auflage kommt. Damit ist die elektrische Verbindung zwischen dem einen, am Joch 6 angeschlossenen Anschlußkontakt und einem weiteren, ebenfalls nicht dargestellten und mit dem Gegenkontakt 7 verbundenen Anschlußkontakt hergestellt. Die Stromleitung zwischen dem Gegenkontakt 7 und dem zuletzt beschriebenen Anschlußkontakt erfolgt über die beiden parallelen elektrischen Leiter 9 und 10.

Im überstromfall, d.h. wenn der Stromfluß einen oberen Wert von z.B. 20 A überschreitet, vergrößern die elektrischen Leiter 9 und 10 ihre Länge, wodurch unter dem Einfluß der Feder 11 der Gegenkontakt 7 in die im unteren Teil von Fig. 2 dargestellte Lage 7' gelangt. In dieser ist der Gegenkontakt 7 und der Kontakt 3 elektrisch voneinander getrennt. Diese Trennung ist bleibend, da die Feder 11 eine Rückkehr des Gegenkontakts 7 in die ursprüngliche und im oberen Teil von Fig. 2 dargestellte Lage verhindert. Der Übergang des Gegenkontakts 7 in die Lage 7' erfolgt aufgrund der hohen Ansprechgeschwindigkeit des Hitzdrahtelements 8 in kurzer Zeit.

Während der Gegenkontakt 7 selbsttätig in seiner Lage 7' verbleibt und nicht automatisch in die Ausgangslage zurückkehrt, ist es möglich, diese Rückkehr manuell herbeizuführen. Hierzu wird mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs, beispielsweise eines Stifts oder dgl., die Feder 11 in Richtung des eingezeichneten Pfeils 13 durchgebogen. Sie taucht unter die Leiter 9 und 10 und führt diese und den Gegenkontakt 7 wieder in die Ausgangslage zurück. Die Überstromsicherung ist damit wieder wirksam.