[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leiterplattenrelais gemäss dem Oberbegriff
des ersten Anspruchs.
[0002] Es sind verschiedene solche Leiterplattenrelais bekannt, denen gemeinsam ist, dass
sie eine bestimmte Höhe ab Leiterplatte nicht überschreiten dürfen, damit Leiterplatten
mit darauf montierten Relais nebeneinander mit einem normierten Abstand untereinander
angeordnet werden können. Ein solches Relais wird von der Anmelderin unter der Bezeichnung
MT2 hergestellt und vertrieben. Dieses Relais wurde im Artikel "MT-Relais - ein Leiterplattenrelais
mit dual-in-line-Anschlussbelegung" von W. Kälin in "STR-Report" Jg. 5, Nr. 2, Nov.
1984 eingehend beschrieben.
[0003] Dieses vorbekannte Relais weist zwei Umschaltekontakte mit bestimmten Leistungsdaten
auf und ist für eine geringe Leistungsaufnahme der Erregerwicklung ausgelegt, um als
Ausgangsstufe von integrierten Schaltkreisen zu dienen.
[0004] Wenn nun ein dem oben erwähnten Relais ähnliches Relais mit vier Umschaltekontakten
mit gleichen Leistungsdaten vorgesehen werden soll, führt die Verdoppelung der Anzahl
der Kontakte auch ungefähr zu einer Verdoppelung der notwendigen Erregerleistung,
so dass auch der Magnetkreis neu ausgelegt werden muss. Da die Bauhöhe aus den bereits
erwähnten Gründen begrenzt ist und beim beschriebenen, vorbekannten Relais bereits
voll ausgenützt wird, verbietet sich eine mässstäblich vergrösserte Ausführung des
Magnetkreises dieses Relais.
[0005] Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Leiterplattenrelais der vorgenannten
Art mit vier Umschaltekontakten vorzusehen, dessen Erregerleistung pro Umschaltekontakt
etwa gleich jener des vorbekannten Relais ist, dessen Bauhöhe jene des vorbekannten
Relais nicht übersteigt und dessen Auslegung so ist, dass eine automatisierte Fertigung
möglich ist.
[0006] Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des ersten Anspruches
genannten Merkmale.
[0007] Ein Ausführungbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
Die Fig. 1 einen Vertikal schnitt durch ein Relais entlang der Spulenachse;
Die Fig. 2 einen Vertikal schnitt analog jenem von Fig. 1, jedoch beschränkt auf das
Betätigungssystem des Relais;
Die Fig. 3 eine Frontansicht des Betätigungsystems des Relais;
Die Fig. 4 eine Ansicht des Relais von oben; und
Die Fig. 5 eine Ansicht des Relais von unten, Relaisboden teilweise weggeschnitten.
[0008] Das in der Zeichnung gezeigte Relais ist wie das im in der Einleitung erwähnten Artikel
beschriebene Relais ein Klappanker-Leiterplattenrelais mit "dual-in- line"-Anschlussbelegung,
d.h. alle Anschlüsse sind in der Grundfläche eines Quaders entlang seiner Längsseiten
angeordnet, wobei sowohl zwischen den beiden Reihen von Anschlüssen als auch zwischen
den einzelnen Anschlüssen normierte Abstände eingehalten werden.
[0009] Die Fig. 1 zeigt einen Vertikal schnitt durch das erfindungsgemässe Relais entlang
der Achse seiner Erregerspule. Daraus ist ersichtlich, dass das vorliegende Relais
im wesentlichen drei Hauptteile aufweist, nämlich ein Betätigungssystem 1, einen Federsatz
2 und einen Relaisboden 3. Nicht gezeigt ist ein quaderförmiger Deckel, mit welchem
sich das Relais hermetisch dicht schliessen lässt, um für die Kontakte definierte
Bedingungen während der ganzen Lebenszeit des Relais zu schaffen. Der hermetische
Abschluss der Fuge zwischen Deckel und Relaisboden 3 und der Durchführungen der Anschlüsse
im Relaisboden kann mit Hilfe eines aushärtenden Giessharzes erfolgen, das an zwei
Punkten auf den Boden aufgebracht wird und sich über im Boden geeignet angeordnete
Kanäle infolge Kapillarwirkung verteilt, wie dies z.B. in CH-625 381 ausführlich beschrieben
ist.
[0010] Das in Fig. 2 vor dem Zusammenbau mit dem Federsatz 2 und dem Relaisboden 3 gezeigte
Betätigungssystem 1 besteht aus einer auf einen Spulenkörper 10 gewickelten Erregerspule
11, einem E-förmigen Magnetjoch 12 und einem U-förmigen Anker 13, welcher mit Hilfe
einer als Ankerrückstellfeder wirkenden Gelenkfeder 14 gehaltert und formschlüssig
mit einem Schieber 15 verbunden ist, der die Ankerbewegung auf die Kontakte überträgt.
Der Spulenkörper 10 ist das eigentliche Gerüst des Relais, indem er neben der Erregerspule
11 auch den Mittelschenkel des Magnetjochs 12 aufnimmt, den Schieber 15 mit Hilfe
von Ausnehmungen 18 führt und dessen Hub und damit den Ankerhub begrenzt, Auflageflächen
für den Federsatz 2 definiert, bolzenartige Vorsprünge 16 an der Unterseite zur genauen
Positionierung und Fixierung des Relaisbodens 3 mit zwischenliegendem Kontaktsatz
2 besitzt, und an der Oberseite bolzenartige Vorsprünge 17 zur genauen Positionierung
und Fixierung der Gelenkfeder 14 aufweist. Ferner sind Anschlussfahnen 19 im Spulenkörper
10 gehaltert, an deren oberen Enden die Drahtenden der Erregerspule 11 angeschlossen
sind. Nach dem Bewickeln der Spule werden diese oberen Enden zur Spulenachse hin abgebogen,
wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, um eine Zugentlastung für die Anschlussdrähte
der Erregerspule zu erreichen.
[0011] Das vorliegende Relais weist vier nebeneinanderliegende Umschaltekontakte auf, von
denen einer in Fig. 1 im Schnitt gezeigt ist und deren Aufbau im Prinzip gleich jenem
der beiden Umschaltekontakte des in der Einleitung erwähnten, bekannten Relais ist.
Allerdings weist beim vorliegenden Relais der Federsatz 2 nur ein Kunststoffteil
auf, in welchem die Ruhekontakte 20 und die Umschaltefedern 21 und deren Herausführungen
auf die Anschlusslappen gehaltert sind, während die Arbeitskontakte 31 und ihre Anschlusslappen
im Relaisboden 3 gehaltert sind. Dies ergibt den Vorteil, dass beim Zusammenbau des
Relais ein Bauteil weniger montiert werden muss, wobei dank Führungszapfen und -bohrungen
eine Vormontage von Federsatz 2 und Relaisboden 3 erfolgen kann, was den Kontaktsatz
ergibt, der bereits für sich prüfbar ist. Wie bereits erwähnt wurde, ist das vorliegende
Relais breiter als das bereits mehrmals genannte, vorbekannte Relais, es weist aber
die gleiche Baulänge auf, was dazu führt, dass der Abstand der Anschlusslappen untereinander
gegenüber jenem beim vorbekannten Relais halbiert ist.
[0012] Die beweglichen Enden 22 der Umschaltefedern 20 werden durch den bereits erwähnten
Schieber 15 beim Erregen des Relais aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung bewegt.
Die Form des Schiebers 15 ist insbesondere in Fig. 3 gut sichtbar. Von einem Querbalken
15.1, dessen Unterkante auf die vier Umschaltefedern einwirken kann, erstrecken sich
zwei Arme 15.2 nach oben. Diese Arme weisen an den obern Enden auf der Innenseite
Abschrägungen 15.3 auf, denen Ausnehmungen 15.4 benachbart sind, die so geformt sind,
dass sich eine vorstehende Zunge 13.1 des Ankers unter federnder Wirkung der Arme
15.2 auf den Schieber 15 aufschnappen lässt. Zur Fixierung der Lage des Schiebers
15 auf der Zunge 13.1 des Ankers 13, weist diese ebenfalls Ausnehmungen 13.3 auf,
die in Fig. 4 gut sichtbar sind. Der Querbalken 15.1 des Schiebers 15 wird an seinen
beiden Enden durch Ausnehmungen 18 (Fig. 1 und 3) im Spulenkörper 10 geführt. Diese
Ausnehmungen sind so geformt, dass sie gleichzeitig zur Begrenzung des Ankerhubes
bei nicht erregtem Relais dienen.
[0013] Wie bereits erwähnt wurde, ist der Anker 13 mit Hilfe einer Gelenkfeder 14 gehaltert.
Diese Gelenkfeder weist einen H-förmigen Grundriss mit stark gekürzten oberen Schenkeln
auf, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Der Relaisfunktion dienen nur die beiden senkrechten
Schenkel des H, während die Querverbindung lediglich eine Fertigungs- und Montageerleichterung
bezweckt, d.h. es könnten auch zwei einzelne, gleich geformte Blattfedern verwendet
werden. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, sind die beiden der Relaisfunktion
dienenden Schenkel der Gelenkfeder 14 an jeweils einem Ende zwar, wie üblich, mit
den entsprechenden Schenkeln des U-förmigen Ankers 13 verbunden, mit dem jeweils andern
Ende jedoch nicht, wie beim Stande der Technik üblich, mit den beiden äusseren Schenkeln
des E-förmigen Jochs 12, sondern mit bolzenförmigen Vorsprüngen 17 des Spulenkörpers
10. Dazu weisen die genannten andern Enden der Schenkel der Gelenkfeder 14 Bohrungen
14.2 auf, um auf die bolzenförmigen Vorsprünge 17 aufgepresst zu werden, so dass sich
ein kraftschlüssige Verbindung zwischen Gelenkfeder 14 und Bolzen 17 ergibt, wobei
der konische Teil dieser Vorsprünge als Einführhilfe dient und nach erfolgtem Aufpressen
zu einem Nietkopf umgeformt werden kann, so dass zusätzlich eine formschlüssige Verbindung
entsteht. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Schenkel der Gelenkfeder
14 ungefähr so lang wie die Schenkel des Ankers 13 zusammen mit dem vorspringen Ende
13.1. Diese Konstruktion erlaubt einerseits lange Schenkel des Ankers 13, welche die
entsprechenden Schenkel des Jochs 12 auf ungefähr 2/3 ihrer Länge überdecken und
damit für einen geringen magnetischen Widerstand des Kreises Joch/Anker sorgen, und
anderseits gleichzeitig lange Schenkel der Gelenkfeder 15, was zu einer geringen
mechanischen Belastung und damit zu der gewünschten hohen Anzahl von Betätigungsspielen
des Relais ohne Federbruch führt.
[0014] Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, weist die Gelenkfeder 14 eine Biegung auf
zur Vorspannung dieser Feder. Der Ort dieser Biegung und deren Ausmass ist so gewählt,
dass der Kantendruck der im Ruhezustand auf den Schenkeln des Joches 12 aufliegenden
Kante 13.2 des Ankers 13 minimal und die auf den Anker einwirkende Rückhaltekraft
gross genug ist, dass sich der Anker 13 auch unter Stossbeanspruchung definierter
Grösse nicht in die Arbeitsstellung bewegt. Um aus Fertigungsgründen etwas dickeres
Federmaterial verwenden zu können, sind die Schenkel der Gelenkfeder 14 mit Ausnehmungen
14.1 versehen.
1. Leiterplattenrelais mit dual-in-line-Anschlussbelegung mit einem die Relaisstruktur
bildenden Spulenkörper (10), einem E-förmigen Magnetjoch (12), einem U-förmigen Anker
(13), einem Schieber (15) zur Uebertragung der Ankerbewegung auf Kontakte, welche
in einer zum magnetischen Kreis parallelen Ebene angeordnet sind, und mit einem hermetisch
schliessenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass vier Umschaltekontakte nebeneinander
angeordnet sind, dass die Schenkel des Ankers (13) die entsprechenden Schenkel des
Magnetjochs auf mindestens der Hälfte ihrer Länge überlappen, dass zum Aufbringen
der Ankerrückstellkraft mit jedem der beiden Schenkel des Ankers (13) ein Ende einer
vorgespannten Blattfeder (14) verbunden ist, deren anderes Ende mit dem Spulenkörper
(10) verbunden ist, und dass die Länge der Blattfeder mindestens gleich der Länge
des mit ihr verbundenen Schenkels des Ankers ist.
2. Leiterplattenrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte
eine Ende der Feder (14) formschlüssig mit dem Anker (13) verbunden ist, und dass
das genannte andere Ende der Feder (14) kraft- und/oder formschlüssig mit dem Spulenkörper
(10) verbunden ist.
3. Leiterplattenrelais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Federn
durch einen Quersteg zu einer einstückigen, H-förmigen Feder (14) verbunden sind.
4. Leiterplattenrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber
(15) federnde Arme (15.2) mit einander gegenüberliegenden Abschrägungen (15.3) und
Ausnehmungen (15.4) aufweist, und dass der Anker (13) eine vorstehende Zunge mit Ausnehmungen
(13.3) aufweist, das Ganze derart, dass die Arme des Schiebers auf die Zunge des Ankers
aufschnappbar sind zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen Anker und Schieber.