Die Erfindung betrifft ein Relais mit einem Grundkörper, der eine Grundebene festlegt, einem auf dem Grundkörper angeordneten monostabilen oder bistabilen Magnetsystem mit Anker, einem Umschaltkontakt und einem Arbeitskontakt, die jeweils senkrecht oder parallel zur Grundebene angeordnet sind, wobei der Umschaltkontakt zwischen dem Arbeitskontakt und einem annähernd parallel bzw. senkrecht zur Grundebene bewegbaren Schieber angeordnet ist, und wobei der Umschaltkontakt über den an ihm angreifenden Schieber mit dem Anker wirkverbunden ist.

Ein derartiges (monostabiles) Relais mit einem parallel zur Grundebene angeordneten Schieber, der die Bewegung des Ankers auf ein Kontaktsystem des Relais überträgt, ist beispielsweise aus der EP 1 244 127 A2 bekannt. Bei dem bekannten Relais greift der Anker über einen Ankerfortsatz in eine Ausnehmung des Schiebers ein, so dass die Anzugs- bzw. Öffnungsbewegung der Ankerplatte unmittelbar in eine horizontale Hin- und Herbewegung des Schiebers umgesetzt wird. Üblicherweise ist der Schieber in etwa in Form einer recheckigen Platte ausgebildet, wobei der Anker im Bereich der einen und das Kontaktsystem im Bereich der gegenüberliegenden Schmalseite angeordnet ist. Bei einem monostabilen Relais besteht das Kontaktsystem im einfachsten Fall aus einem einzigen Kontaktfedernpaar, also aus einem Umschaltkontakt, der bei anziehendem Anker vom Schieber in Richtung auf den Arbeitskontakt bewegt wird. Im unerregten Zustand des Magnetsystems wird der Schieber z. B. durch die Rückstellkraft der Ankerfeder – oder, bei einem bistabilen Relais, durch die Gegenerregung der Spule – in die Ruheposition gezogen. Die Umschaltkontaktfeder löst sich dann durch ihre eigene Rückstellkraft vom Arbeitskontakt und schnellt in ihre Ruheposition zurück.

Bistabile Relais bzw. Magnetsysteme mit H-Anker, wie sie zum Beispiel aus der DE 197 15 261 C1 und der DE 93 20 696 U1 bekannt sind, können – anders als die allgemein bekannten monostabilen Relais bzw. Magnetsysteme – durch Umpolen des Magnetsystems zwischen zwei stabilen Schaltstellungen hin- und herwechseln. Durch ein derartiges Magnetsystem steht für beide Schaltrichtungen Kraft zur Verfügung, so dass nicht nur beim Schließen, sondern auch beim Öffnen Kraft auf die Kontaktfedern des Relais aufgebracht wird. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit dem Aufreißen von Verschweißungen, die während der elektrischen Lebensdauer des Relais auftreten, von Vorteil.

Wenn es bei einem monostabilen Relais zu einer der relativ häufig vorkommenden Verschweißungen des Umschaltkontaktes am Arbeitskontakt kommt, bewegt sich zwar der Schieber (durch die Kraft der Ankerfeder) zurück in die Ruheposition, der Umschaltkontakt bleibt jedoch am Arbeitskontakt verschweißt, so dass die Funktion des Relais gestört ist.

Bei einem auf dem Markt befindlichen Relais mit Schieber ist es bekannt, das vom Grundkörper entfernte Ende des Umschaltkontaktes in einem Schlitz im Schieber fix zu umschließen, um beim Öffnen Verschweißungen aufzureißen. 1 zeigt einen horizontal zur Bodenplatte 1 (Grundebene) des Relais bewegbaren Betätigungsschieber (Kamm) 2. Das von der Grundebene 1 entfernte Ende des Umschaltkontaktes 3 ist in einer schlitzförmigen Ausnehmung 5 des Schiebers 2 fix umschlossen. Bei einer Verschweißung hat dies im Falle eines monostabilen Relais zwar zur Folge, dass nach dem Öffnen des Magnetsystems die Rückstellkraft der Ankerfeder (nicht dargestellt) am Umschaltkontakt 3 anliegt. Da die Ankerfeder, der Schieber und der Anker alle fix mit dem Umschaltkontakt 3 verbunden sind, steht zum Öffnen nur eine gleichmäßige, relativ geringe Ankerrückstellkraft zur Verfügung, die in vielen Fällen nicht ausreicht, um die Verschweißung aufzureißen und den Kontakt zu öffnen. Auch bei einem bistabilen Magnetsystem bleibt die Situation problematisch, da der Anker fixiert ist und nicht in einen Bereich kommt, in dem, bekanntlich erst gegen Ende der Ankeranzugsbewegung, eine erhebliche Öffnerkraft anfällt.

Aus der DE 30 00 681 02 ist ein Relais mit Kontakten und mit einer Kontaktbetätigungsvorrichtung für eine Umschaltfeder bekannt. Die Kontaktbetätigungsvorrichtung besteht aus einem U-förmigen Formkörper mit zwei Schenkeln, der zentrisch die Umschaltfeder trägt. Die Enden der beiden Schenkel bilden Kontaktöffnungselemente 4, 5 und weisen einen Abstand voneinander auf, der für eine Kraft zum Aufbrechen der verschweißten Kontakte erforderlich ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Relais der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass Verschweißungen des Umschaltkontakts mit dem Arbeitskontakt beim Betätigen des Relais aufgerissen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Relais gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.

Erfindungsgemäß ist am Schieber mindestens ein Kontaktöffnungselement zum Öffnen verschweißter Kontakte integriert ist, mit dem der Schieber den Umschaltkontakt auf der dem Arbeitskontakt zugewandten Seite mit einem veränderlichen Abstand hintergreift, wobei in der den Arbeitskontakt schließenden Position des Schiebers ein derartiger Abstand gebildet ist, dass beim Öffnen des Magnetsystems das Kontaktöffnungselement erst kurz bevor das Magnetsystem ganz geöffnet ist am verschweißten Umschaltkontakt anschlägt.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Verschweißung durch die Rückstellenergie des Schiebers und des Ankers aufreißen zu lassen. Um die größtmögliche Aufreißkraft bzw. Energie auf den Umschaltkontakt aufbringen zu können, muss der Abstand (Spiel) zwischen dem Öffnungselement und der dem Arbeitskontakt zugewandten Stirnseite des Umschaltkontakts so groß sein, dass das Schieber/Magnetsystem trotz Verschweißung zunächst fast völlig öffnen kann und erst dann am Umschaltkontakt hängen bleibt. Durch diesen verzögerten Angriff des Schiebers/Ankers am verschweißten Umschaltkontakt bei der Öffnungsbewegung kann die Energie der rückfallenden Teile, bzw., bei einem bistabilen Relais, die volle Öffnerkraft am Ende der Ankeranzugsbewegung, voll zum Aufreißen der Verschweißung ausgenutzt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist es vorteilhaft, dass das die Kontakte senkrecht zur Grundebene stehend in dem Grundkörper befestigt sind, und dass das am parallel zur Grundebene bewegbaren Schieber ausgebildete Kontaktöffnungselement als Haken ausgebildet ist, der von oben her über das von der Grundebene entfernte Ende des Umschaltkontakts greift.

Gemäß einer besonders bevorzugten, sich ebenfalls auf einen "parallelen" Schieber beziehenden Ausführungsform ist das Kontaktöffnungselement als Haken ausgebildet, der durch eine Ausnehmung im Umschaltkontakt geführt ist und einen oberhalb der Ausnehmung gelegenen Abschnitt des Umschaltkontaktes hintergreift. Dabei ist es insbesondere hinsichtlich der Montage des Relais von Vorteil, wenn das Kontaktöffnungselement durch zwei Haken gebildet ist, die jeweils durch eine seitlich im Umschaltkontakt angeordnete Ausnehmung geführt sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist im "parallelen" Schieber eine senkrecht zur Grundebene verlaufende Ausnehmung vorgesehen, die das von der Grundebene entfernte Ende des Umschaltkontakts umfasst, wobei das Kontaktöffnungselement durch eine in Richtung zum Arbeitskontakt hin liegende Kante der Ausnehmung gebildet ist. Wichtig ist wiederum, dass genügend Spiel zwischen der Kante und dem Umschaltkontakt vorhanden ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Erfindung auch bei einem Relais einsetzbar, bei dem die Kontakte parallel zur Grundebene liegend im Grundkörper befestigt sind. Dabei ist das am senkrecht zur Grundebene bewegbaren Schieber ausgebildete Kontaktöffnungselement als Haken ausgebildet, der durch eine Ausnehmung im Umschaltkontakt geführt ist und einen in der Umgebung der Ausnehmung gelegenen Abschnitt des freien Endes des Umschaltkontaktes hintergreift. Vorteilhafterweise ist diese Ausführungsform auch bei Relais einsetzbar, deren Anker keine Ankerrückstellfeder aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische perspektivische Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Relais mit einem die Ankerbewegung übertragenden Schieber,

2 einen Montagezustand eines erfindungsgemäßen Relais mit parallel zur Grundebene bewegbarem Schieber,

3 eine andere Ausführungsform eines Relais mit "parallelem" Schieber,

4 das Relais gemäß 3 in einem Montagezustand,

5 das Relais gemäß 4 in einem fortgeschrittenen Montagezustand,

6 das Relais gemäß 3 bis 5 in einem Betriebszustand, bei dem es zu einer Verschweißung des Kontaktsystems gekommen ist,

7 eine seitliche Ansicht des Relais gemäß 6,

8 bis 12 jeweils eine andere Ansicht einer Ausführungsform des Relais mit senkrecht zur Grundebene angeordnetem Schieber.

In 2 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen bistabilen Relais mit H-Anker gezeigt. Das in 2 dargestellte Relais besitzt einen Grundkörper 4 aus Isolierstoff, der zur Anschlusseite hin flach gestaltet ist und eine Bodenseite 1 (Grundebene) definiert, aus der elektrische Anschlüsse 7 und 8 austreten. Der Grundkörper 4 besitzt eine flache, wannenförmige Ausnehmung zur Aufnahme eines Magnetsystems, während der übrige Teil mit emporgezogenen Seitenwänden 9 und gegebenenfalls Querwänden 10 beispielsweise in einzelne Kontaktträgerkammern unterteilt sein kann. Das im gezeigten Ausführungsbeispiel sehr einfach gestaltete Kontaktsystem des Relais besteht aus einer Umschaltkontaktfeder 3 und einer Arbeitskontaktfeder 11. Erstere ist horizontal auslenkbar und kann durch den parallel zur Grundebene 1 angeordneten, kammartig ausgebildeten Schieber 2 bewegt werden. Der Schieber 2 besitzt an seinem dem Kontaktsystem 3 und 11 gegenüberliegenden Ende eine Ankerfortsatzausnehmung 12, in die ein integral mit dem spulenfernen Ankerblech 13 ausgeführter Ankerfortsatz 14, vgl. 3, eingreift. Der H-Anker 6 ist mit seinen Achsstummeln 15 beidseitig in Lagerstellen des Grundkörpers 4 gelagert, so dass er sich um diese Lagerstellen drehen kann, wobei die Drehbewegung allerdings durch das Anschlagen an den freien Enden der Jochschenkel 16 und 17 begrenzt wird, vgl. 3. 3 zeigt das Magnetsystem bzw. das Relais in der geöffneten Schaltstellung. Wird das Magnetsystem umgepolt, so schließt der H-Anker 6, wobei der Ankerfortsatz 14 eine annähernd horizontale Bewegung nach links ausführt, die sich unmittelbar auf den Schieber 2 und von diesem auf die Umschaltkontaktfeder 3 überträgt, die durch ihre Bewegung den Schaltkontakt mit dem Arbeitskontakt 11 schließt. Das erfindungsgemäße Relais kann auch mit wesentlich komplizierteren Kontaktsystemen, beispielsweise dem in der DE 198 47 831 A1 beschriebenen, ausgeführt werden. Insbesondere kann auch nur ein weiterer Kontakt, ein Ruhekontakt (nicht dargestellt), vorgesehen werden, so dass, im Gegensatz zu den dargestellten Ausführungsformen mit Arbeitskontaktrelais, ein Umschaltrelais realisierbar ist.

Der H-Anker 6 besteht, vgl. 7, aus zwei im Wesentlichen parallel angeordneten Ankerblechen 13 und 18, die durch einen dazwischenliegenden Dauermagneten in an sich bekannter Weise so verbunden sind, dass sich der typische H-Querschnitt ergibt. Der H-Anker 6 kann in seinem Mittelbereich mit der in

7 erkennbaren Kunststoffumspritzung 19 versehen werden, wobei an beiden Seiten Achsstummel 15 mit angeformt werden können. Da die beiden Ankerbleche 13 und 18 sich über den Luftspalt hinaus an den Seiten der freien Enden der gegenüberliegenden Jochschenkel 16 und 17 erstrecken, kommt es im Zusammenwirken des Dauermagneten mit den Polflächen der Jochschenkel 16 und 17, deren Polung von der Polung der Spule abhängt, in einer einem ersten Polungszustand der Spule entsprechenden ersten Schaltstellung des H-Ankers 6 zu einem Anschlagen des oberen Endes des spulennahen Ankerblechs 18 am Jochschenkel 16 und gleichzeitig zum Anschlagen des unteren Endes des spulenfernen Ankerblechs 13 am Jochschenkel 17. In einer einem zweiten Polungszustand der Spule entsprechenden zweiten Schaltstellung kommt es dagegen zu einem Anschlagen des oberen Endes des spulenfernen Ankerblechs 13 am Jochschenkel 16 und gleichzeitig zum Anschlagen des unteren Endes des spulennahen Ankerblechs 18 am Jochschenkel 17. Wie insbesondere in den 4 und 5 erkennbar, weist mindestens eines der Enden des spulenfernen Ankerblechs 13 einen Ankerfortsatz 14 auf, der sich beim Wechsel der Schaltstellungen des H-Ankers 6 im Wesentlichen parallel zur Grundebene 1 hin- und herbewegt.

Durch das umpolbare Magnetsystem mit H-Anker 6 steht also in an sich bekannter Weise nicht nur beim Schließen des Relais, sondern in beide Schaltrichtungen Kraft zur Verfügung. Die Spulenspannung kann nach dem Umschalten des Magnetsystems von einer zur anderen Schaltstellung beendet werden, da die eingenommene Schaltstellung dann durch den Magneten gehalten wird, bis die Spule wieder in die entgegengesetzte Richtung magnetisiert wird.

Zurückkehrend zu 2 zeigt diese außerdem den erfindungsgemäß mit einem Kontaktöffnungselement 20, in diesem Fall einen von oben her über das von der Grundebene 1 entfernte Ende des Umschaltkontakts 3 greifenden Haken, versehenen Schieber 2. Wie zu erkennen, erstreckt sich der parallel zum Schieber 2 verlaufende Teil des Hakens 20 relativ weit in Richtung zum Arbeitskontakt 11, so dass beim Öffnen des Relais, das heißt bei einer Bewegung des Schiebers 2 nach rechts, erst ein gewisser Abstand (Spiel) überwunden werden muss, bevor der Haken 20 am verschweißten Umschaltkontakt 3 anschlägt und, wie erwünscht, einen plötzlichen, relativ heftigen Zug am Umschaltkontakt 3 aufbringt, der zum Aufreißen der Verschweißung führt. Wenn keine Verschweißung vorliegt, bewegt sich der Umschaltkontakt 3 auf Grund seiner Rückstellkraft ebenfalls nach rechts, so dass es normalerweise nicht zum Anschlagen des Kontaktöffnungselementes 20 am Umschaltkontakt 3 kommt.

2 zeigt einen Montagezustand des Relais mit dem mit dem erfindungsgemäßen Kontaktöffnungselement 20 versehenen Schieber 2, der seitlich aufgeklappt montiert wird. Am Schieber 2 ist umschaltkontaktseitig eine erste Nase 21 integriert, mit der der Schieber 2 in einer Ausnehmung 22 des Umschaltkontakts 3 geführt bzw. gelagert ist. Gegenüberliegend ist eine zweite Nase bzw. Absatz am Schieber 2 integriert, die bei dieser Ausführungsform aufgrund der Montagenotwendigkeit im montierten Zustand am Umschaltkontakt 3 nur ohne Lagerung aufliegen kann. Bei dieser Ausführungsform könnte es dadurch bei einer Montage des Relais mit nach oben gerichteten Anschlüssen (eins) zu einem Anliegen des Schiebers 2 am Grundkörper 4 kommen, wodurch in gewissem Maße ein mit Blick auf die elektrische Lebensdauer des Relais unerwünschter Abrieb erzeugt werden könnte.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der zwei Haken 20 vorgesehen sind, die jeweils durch den Umschaltkontakt 3 hindurchgeführt sind und die zum Arbeitskontakt 11 gewandte Stirnseite des Umschaltkontakts 3 von unten nach oben hintergreifen. Bei dieser Lösung ist der Schieber 2, wie erkennbar, an beiden Seiten in der Umschaltkontaktfeder 3 gelagert. Dies ermöglicht außerdem, wie in den 4 und 5 dargestellt, eine Montage, bei der der Schieber 2, bei aufrecht angeordnetem Relais (d. h. mit nach unten gerichteten Anschlüssen), ca. 90° aufgestellt und dann nach unten geklappt wird, wobei sich die beiden Haken in die Ausnehmungen 22 im Arbeitskontakt 3 hineindrehen.

6 und 7 zeigen nochmals, in etwas anderer Darstellung, die soeben beschriebene Ausführungsform. Das Relais ist im Zustand mit verschweißter Kontaktzone 25 dargestellt. Der Schieber 2 fährt bei einem monostabilen System mittels Ankerrückstellfeder, Masse des Schiebers 2 und des Ankers 6 nach rechts. Erst kurz bevor das Magnetsystem ganz geöffnet ist, wird durch die Haken 20 ein plötzlicher Zug auf die Umschaltkontaktfeder 3 aufgebracht, welche die Verschweißung lösen soll. Bei einem bistabilen Magnetsystem wird durch die bei Gegenerregung der Spule am Ende der Ankeranzugsbewegung erzeugte Öffnerkraft noch wesentlich mehr Kraft aufgebracht, um die Verschweißung zu öffnen. Erkennbar ist auch ein Absatz 23 an den Haken 20, der beim Schließen des Relais jeweils schieberseitig am Umschaltkontakt 3 angreift und ihn in Richtung auf den Arbeitskontakt 11 bewegt.

Die 8 bis 12 zeigen, in jeweils verschiedener Ansicht bzw. Darstellung, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Relais, bei der die Kontakte 3 und 11 liegend im Grundkörper 4 befestigt sind, während dementsprechend der Schieber 2 senkrecht zur Grundebene 1 angeordnet ist. 8 zeigt eine Ansicht schräg auf die Bodenseite 1 des (noch nicht fertig bestückten) Relais. Der senkrecht zur Oberseite 1 bewegbare Schieber 2 weist an seinem unteren, zum Umschaltkontakt 3 gewandten Ende einen Haken 20 auf, der durch eine im freien Enden des Umschaltkontaktes 3 gelegene Ausnehmung 22 geführt ist, so dass der Haken 20 die zum Arbeitskontakt 11 gewandte Seite des Umschaltkontaktes 3 hintergreift. 9 zeigt eine Ansicht der Bodenseite 1 des Relais, bei der die Anordnung mit der parallel zur Grundebene 1 liegend im Grundkörper 4 befestigten Umschaltkontaktfeder 3 bzw. der Arbeitskontaktfeder 11 noch besser zu erkennen ist. Erkennbar ist auch, dass das freie Ende der Umschaltkontaktfeder 3 ein fingerartiges Segment 24 aufweist, welches so angeordnet ist, dass das Segment 24 nicht mitverschweißt wird, wenn der Kontakte 3 und 11 im Bereich der Kontaktzone 25 verschweißen. In 10 ist ein fertig montiertes Relais in Seitenansicht dargestellt. Die Funktion des im unteren Bereich mit dem Öffnungselement 20 zum Aufreißen verschweißter Kontakte 3 und 11 versehenen und im oberen Bereich mit dem Anker 6 wirkverbundenen Schiebers 2 ist im Wesentlichen analog wie bei den Ausführungsformen der Erfindung mit parallel zur Grundebene 1 angeordnetem Schieber 2. Wenn sich der Schieber 2 im Zuge des Öffnens des Magnetsystems nach oben bewegt, bewegt sich der im geschlossenen Schaltzustand nach unten auf den Arbeitskontakt 11 gedrückte Umschaltkontakt 3 von selbst, durch seine Rückstellkraft, ebenfalls nach oben, so dass der Kontakt ohne Hilfe des Kontaktöffnungselements 20 gelöst wird. Falls jedoch die Kontakte 3 und 11 im Bereich der Kontaktzone 25 verschweißt sind, bewegt sich zunächst nur der Schieber 2 (aufgrund des Segmentes 24) nach oben, wobei sich der Abstand zwischen dem sich parallel zur Unterseite des Umschaltkontaktes 3 erstreckenden Abschnitt des Hakens 20 und der Unterseite laufend verringert, bis schließlich der Haken 20 am Umschaltkontakt 3 anschlägt und die Verschweißung mittels der Energie des rückfallenden Schieber 2/Anker 6 -Systems aufgerissen wird.

Im in den 8 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Magnetsystem eingesetzt, dessen Anker 6, vgl. die Schnittdarstellungen gemäß 11 und 12, keine Ankerrückstellfeder aufweist. Deren Funktion wird durch die Rückstellkraft des fingerartigen Segments 24, vgl. insbesondere 9, ersetzt, die den Schieber 2 – bei verschweißtem wie bei unverschweißtem Kontakten 3 und 11 – bei unerregtem Magnetsystem selbstständig nach oben drückt, so dass der Schieber 2 den Anker 6 über einen im Relais angeordneten Drehpunkt 26, vgl. 12, in seine Lagerstellung zurück drückt.