EP0080646B1 - Fassung für ein Miniaturrelais - Google Patents
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- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
- H01R12/50—Fixed connections
- H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
- H01R12/515—Terminal blocks providing connections to wires or cables
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- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
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- H01R13/04—Pins or blades for co-operation with sockets
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- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/28—Clamped connections, spring connections
- H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
- H01R4/36—Conductive members located under tip of screw
- H01R4/363—Conductive members located under tip of screw with intermediate part between tip and conductive member
-
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- H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
- H01R9/24—Terminal blocks
- H01R9/2491—Terminal blocks structurally associated with plugs or sockets
Definitions
- the invention relates to a version for a miniature relay, with an insulating body and embedded control current and switching current contacts on the one hand for connecting the control current pins of the relay to a circuit board and on the other hand for connecting the switching current pins of the relay.
- sockets are known, in which contacts are embedded, which come out of the insulating material body with a pin-shaped foot and which have plug receptacles for the connecting pins of the relay at the other end.
- the soldering feet are all soldered to corresponding conductor tracks on the circuit board, as is generally the case with soldering feet of electronic components. Because of the standardized dimensions of the miniature relays and the grid spacing of the pin spacing, such sockets are only suitable and intended for miniature relays in which the control current and the switching current are low, while the electrical safety of the circuit is no longer guaranteed at high switching currents, in particular because of the no more maintainable minimum clearances for creepage distances and clearances.
- the invention has for its object to provide a version for a miniature relay, which is simple in construction, easy to use and for high switching currents (up to 16 amps) with full compliance with all electrical safety regulations.
- this object is achieved in that a special chamber arrangement is assigned to the insulating body, in which plug or screw connection terminals for the switching current carrying cables or plugs are provided and which are connected to the switching current contacts by means of metallic bridges within the insulating body.
- the bridges mentioned can be one-piece components of the contacts and moreover one-piece components of the connection terminals. Ideally, the bridges provide the terminal at one end and the contacts for the connector pins of the miniature relay at the other end in one piece.
- the bridge has an insertion or snap-in tab for connection to the block of a screw connection clamp designed as a block clamp.
- the bridges which may have the contacts themselves, can be connected in a simple manner to the block clamp.
- a further advantage is an embodiment which is characterized in that the special chamber arrangement has at least one laterally open pocket, from the opening side of which the contacts and the terminals can be inserted.
- the special chamber arrangement is preferably arranged on a narrow longitudinal side of the socket, which in particular has the advantage of the shortest connection between the contacts receiving the contact pins of the relay and the connection terminals.
- the insulating body can be provided with electrically non-functional soldering support feet in an area remote from the control current contacts, especially since the new version differs from the known version in that only the control current contacts have soldering feet, while the switching current contacts are completely in the Insulating body of the socket are integrated.
- FIGS. 1 to 4 show in the same representation corresponding to FIGS. 1 to 4 a socket with a screw terminal.
- the socket has an insulating plastic body 10 of approximately L-shaped shape in plan view with a long leg 11 and a shorter leg 12, which is arranged on a long side 13 of the first leg 11.
- the cover side 14 of the insulating body limbs 11 is provided with insertion openings 15 to 18 arranged in pairs provided that serve to insert the relay contact pins.
- the plug-in openings 15 are assigned to the control circuit of the relay and the plug-in pair of openings 16 to 18 to the switching circuit, it being possible, for example, to assign the plug-in openings 17 to a changeover contact, the plug-in openings 17 to a make contact, and the plug-in openings 18 to a break contact.
- each insertion opening 15 there is a contact or a contact spring 19 embedded in the insulating material housing 10, which has a contact pin receptacle 20 and at the other end a solder foot 21 emerging from the insulating material body 10 for connection to a printed circuit board.
- the contact thus serves for the electrical connection of the conductor track, to which the soldering foot 21 is fastened, with the relevant contact pin of the miniature relay (not shown).
- soldering support feet designated with 22 which are inserted into the area of the insulating body 10 remote from the contacts 19 in the contacts 19, are electrically non-functional and serve only for additional fixing on the printed circuit board.
- the soldering support feet 22 are connected to one another via a web 23, as a result of which they can be handled together and are easier to insert into the insulating material body 10.
- the smaller L-leg 12 of the insulating body 10 is laterally attached to the main leg 1 as a special chamber arrangement and has three chamber cavities 24 to 26 which are open to the side.
- Each of these chambers 24, 25, 26 lies in the extension of one located in the main leg 11 and the openings 16 or 17 or 18 associated chamber (eg chamber 27).
- Each of the chambers (e.g. 27) in the main leg 11 receives a double contact 28 with two contact pin receptacles 29 for the associated relay contact pins.
- each of the chambers 24 to 26 there is a plug-in connection terminal 30 with tongues 31, in the usual manner e.g. cable lugs clamped at the ends of the high current cables can be pushed on.
- the plug connection 30 is connected in one piece to the double contact 28 in a current-conducting manner by a bridge 32.
- the one-piece contact set 28/29/30/32 can be inserted into the chamber arrangement 24, 27 from the open outside 33 of each chamber (e.g. 24).
- the captive mounting of this contact set in the insulating material body 10 can be achieved by means of a press or clamp fit without special fastening means.
- the version of the second exemplary embodiment according to FIGS. 5 to 8 differs from the first according to FIGS. 1 to 4 essentially in that here, instead of the plug connection 30, has a screw terminal 40 for connecting the cables carrying the high current.
- the screw terminal 40 is also provided in a shorter L-leg 12 laterally next to the main leg 11 of the insulating material body 10 and connected to the same in the same material.
- the screw connection terminal 40 is designed as a block clamp of a conventional type and has a clamp block 41, a wire protection 42 and a clamp screw 43 in a known manner.
- the bridge 44 for the conductive connection of the screw terminal 40 and the double contact 28 is designed here as an insertion tab.
- the insulating material body 10 With the bottom of the insulating material body 10 placed on a printed circuit board and electrically and mechanically connected via the soldering feet 21 or 22 on the printed circuit board, the connection of the leads carrying the power current is easily possible via the plug connection terminal 30 or the screw connection terminal 40, whereby - as can be seen - all the metal parts carrying the high switching currents are completely accommodated within the insulating body, encapsulated by the latter. The necessary creepage distances and clearances between the conductor tracks and the parts carrying the high switching currents are thus also complied with.
- the insulating body 10 can be produced in a simple manner as a one-piece injection molded article made of plastic.
- the drawings illustrate the miniature relay socket on a scale of approximately 4: 1.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Fassung für ein Miniaturrelais, mit einem Isolierstoffkörper und darin eingebetteten Steuerstrom- und Schaltstrom-Kontakten einerseits zur Verbindung der Steuerstrom-Anschlussstifte des Relais mit einer Leiterplatte und andererseits zum Anschluss der Schaltstrom-Anschlussstifte des Relais.
- Für Miniaturrelais zur Verwendung auf einer gedruckten Leiterplatte sind Steckfassungen bekannt, in die Kontakte eingebettet sind, die mit jeweils einen stiftförmigen Füsschen aus dem Isolierstoffkörper heraustreten und die am anderen Ende Steckaufnahmen für die Anschlussstifte des Relais besitzen. Die Lötfüsschen werden sämtlich mit entsprechenden Leiterbahnen der Leiterplatte verlötet, wie dies allgemein mit Lötfüssen elektronischer Bauteile geschieht. Wegen der genormten Abmessungen der Miniaturrelais und des Rastermasses des Stiftabstandes sind derartige Fassungen nur für Miniaturrelais geeignet und bestimmt, bei denen der Steuerstrom und auch der Schaltstrom gering ist, während bei hohen Schaltströmen die elektrische Sicherheit der Schaltung nicht mehr gewährleistet ist, insbesondere aufgrund der nicht mehr einhaltbaren Mindestabstände für die Kriech- und Luftstrecken.
- Um an einer Leiterplatte auch Miniaturrelais mit Schaltstrom von bis zu 16 A betreiben zu können, hat man sich bislang mit einer den Sicherheitsanforderungen ebenfalls nicht genügenden Sonderanordnung beholfen. Dabei hat man am Rand der Leiterplatte eine Anschlussklemme zur Befestigung der elektrischen Leiter angeordnet und die Anschlussklemmen über breite Leiterbahnen mit der Fassung für das Miniaturrelais verbunden. Hierzu hat man auch Leiterplatten mit Doppelkaschierungen benutzt, um die unterschiedlich starken Ströme räumlich voneinander zu trennen. Dass diese Hilfslösung, abgesehen davon, dass sie den Sicherheitsanforderungen nicht entspricht, in hohem Masse nachteilig ist, versteht sich von selbst.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fassung für ein Miniaturrelais verfügbar zu machen, welches im Aufbau einfach, in der Handhabung problemlos und für hohe Schaltströme (bis 16 Ampere) bei voller Einhaltung aller elektrischer Sicherheitsbestimmungen, verwendbar ist.
- Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass dem Isolierstoffkörper eine besondere Kammeranordnung zugeordnet ist, in der Steck-oder Schraub-Anschlussklemmen für den Schaltstrom führende Kabel oder Steckervorgesehen sind und die durch metallische Brücken innerhalb des Isolierkörpers mit den Schaltstrom-Kontakten verbunden sind.
- Dadurch wird sichergestellt, dass zur Leitung des hohen elektrischen Stromes zwischen den Kabeln und den Kontaktstiften des Miniaturrelais lediglich innerhalb der Fassung angeordnete Metallteile dienen, während die Kaschierung der Leiterbahn nur noch die niedrigen Ströme zu führen hat. Damit ist die elektrische Sicherheit insbesondere dadurch gewährleistet, dass der Isolierstoffkörper selbst die hohen Ströme von den niedrigen des Ansteuerstromkreises wirksam isoliert und für die Einhaltung der erforderlichen Luft- und Kriechstrecken sorgt. Insbesondere, wenn die Wände der besonderen Kammer stoffschlüssig mit Wänden des Isolierstoffkörpers verbunden sind, die Kammer mithin als Erweiterung des Isolierstoffkörpers ausgebildet ist, ergibt sich ein einstückiges und mithin einteilig zu handhabbares Bauteil für die Fassung, welches vollständig vorgefertigt leicht zu handhaben ist.
- Die erwähnten Brücken können einstückige Bestandteile der Kontakte und darüber hinaus einstükkige Bestandteile der Anschlussklemmen sein. Man gelangt im Idealfall dazu, dass die Brücken an einem Ende die Anschlussklemme und am anderen Ende die Kontaktaufnahmen für die Anschlussstifte des Miniaturrelais in einstückiger Weise bereitstellen.
- Bei Verwendung einer Klotzklemme ist es von Vorteil, wenn die Brücke eine Einlege-oder Einrastlasche zur Verbindung mit dem Klotz einer als Klotzklemme ausgebildeten Schraub-Anschlussklemme aufweist. Bei der Montage der Fassung können die gegebenenfalls die Kontakte selbst aufweisende Brücken auf einfache Weise mit der Klotzklemme verbunden werden.
- Von weiterem Vorteil ist eine Ausgestaltung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die besondere Kammeranordnung mindestens eine seitlich offene Tasche aufweist, von deren Öffnungsseite her die Kontakte und die Klemmen einsteckbar sind.
- Die besondere Kammeranordnung ist vorzugsweise an einer Schmallängsseite der Fassung angeordnet, was namentlich den Vorteil der kürzesten Verbindung zwischen den die Kontaktstifte des Relais aufnehmenden Kontakten und den Anschlussklemmen besitzt.
- Zur sicheren Festlegung auf einer Leiterplatte kann der Isolierstoffkörper in einem den Steuerstrom-Kontakten abgelegenen Bereich mit elektrisch funktionslosen Lötstützfüssen versehen sein, zumal sich die neue Fassung von der bekannten Fassung dadurch unterscheidet, dass lediglich noch die Steuerstromkontakte über Lötfüsschen verfügen, während die Schaltstromkontakte vollständig im Isolierstoffkörper der Fassung integriert sind.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1 eine Aufsicht auf eine mit einer Steckanschlussklemme versehenen Fassung,
- Fig. 2 einen Querschnitt gemäss Schnittlinie 11-11 in Fig. 1,
- Fig. 3 eine im Teilschnitt wiedergegebene Ansicht in Richtung des Pfeiles 111 in Fig. 1,
- Fig. 4 einen Teil-Querschnitt gemäss Schnittlinie IV-IV in Fig. 3.
- Die Fig. 5 bis 8 zeigen in gleicher Darstellung entsprechend den Fig. 1 bis 4 eine Fassung mit einer Schraub-Anschlussklemme.
- Die Fassung besitzt einen Isolierstoffkörper 10 aus Kunststoff von in der Aufsicht etwa L-förmiger Gestalt mit einem langen Schenkel 11 und einem kürzeren Schenkel 12, der an einer Längsseite 13 des ersten Schenkels 11 angeordnet ist. Die Deckseite 14 der Isolierstoffkörperschenkels 11 ist mit je paarweise angeordneten Einstecköffnungen 15 bis 18 versehen, die zum Einführen der Relais-Kontaktstifte dienen. Die Einstecköffnungen 15 sind dabei dem Ansteuerstromkreis des Relais zugeordnet und die Einstecköffnungspaare 16 bis 18 dem Schaltstromkreis, wobei z.B. einem Wechselkontakt die Einstecköffnungen 17, einem Schliesskontakt die Einstecköffnungen 17 und einem Öffnerkontakt die Einstecköffnungen 18 zugeordnet sein kann.
- Im Bereich jeder Einstecköffnung 15 befindet sich ein Kontakt bzw. eine Kontaktfeder 19 im Isolierstoffgehäuse 10 eingebettet, die eine Kontaktstiftaufnahme 20 sowie am anderen Ende einen aus dem Isolierstoffkörper 10 heraustretenden Lötfuss 21 zur Verbindung mit einer Leiterplatte aufweist. Damit dient der Kontakt der elektrischen Verbindung der Leiterbahn, an der der Lötfuss 21 befestigt wird, mit dem betreffenden Kontaktstift des - nicht dargestellten - Miniaturrelais.
- Ausser den beiden Lötfüsschen 21 der Kontakte 19 treten aus dem Isolierstoffkörper 10 der erfindungsgemässen Fassung keine weiteren zur Stromführung bestimmten Metallteile aus. Die mit 22 bezeichneten Lötstützfüsschen, die im den Kontakten 19 abgelegenen Bereich des Isolierstoffkörpers 10 von der Unterseite her in diesen eingesteckt sind, sind elektrisch funktionslos und dienen nur der zusätzlichen Fixierung auf der Leiterplatte. Beim Ausführungsbeispiel stehen die Lötstützfüsschen 22 über einen Steg 23 miteinander in stoffschlüssiger Verbindung, wodurch sie gemeinsam handhabbar und leichter in den Isolierstoffkörper 10 einsetzbar sind.
- Der kleinere L-Schenkel 12 des Isolierstoffkörpers 10 ist an den Hauptschenkel 1 als besondere Kammeranordnung seitlich angesetzt und besitzt drei zur Seite hin offene Kammerhohlräume 24 bis 26. Jede dieser Kammern 24, 25, 26 liegt in Verlängerung einer im Hauptschenkel 11 befindlichen und den Öffnungen 16 bzw. 17 bzw. 18 zugeordneten Kammer (z.B. die Kammer 27). Jede der Kammern (z.B. 27) im Hauptschenkel 11 nimmt einen Doppelkontakt 28 mit zwei Kontaktstiftaufnahmen 29 für die zugehörigen Relaiskontaktstifte auf.
- In jeder der Kammern 24 bis 26 befindet sich beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 eine Steckanschlussklemme 30 mit Zungen 31, auf die in üblicher Weise z.B. an den Enden von den hohen Strom führenden Kabeln angeklemmte Kabelschuhe aufgeschoben werden können. Der Steckanschluss 30 ist mit dem Doppelkontakt 28 einstückig durch eine Brücke 32 stromleitend verbunden. Somit kann der jeweils einstückige Kontaktsatz 28/29/30/32 von der offenen Aussenseite 33 einer jeden Kammer (z.B. 24) in die Kammeranordnung 24, 27 eingesteckt werden. Durch Press- oder Klemmsitz kann ohne besondere Befestigungsmittel die unverlierbare Halterung dieses Kontaktsatzes im Isolierstoffkörper 10 erreicht werden.
- Die Fassung des zweiten Ausführungsbeispiels nach den Fig. 5 bis 8 unterscheidet sich von dem ersten nach Fig. 1 bis 4 im wesentlichen dadurch, dass,hier anstelle des Steckanschlusses 30 eine Schraubanschlussklemme 40 zum Anschluss der den hohen Strom führenden Kabel besitzt. Die Schraubanschlussklemme 40 ist ebenfalls in einem kürzeren L-Schenkel 12 seitlich neben dem Hauptschenkel 11 des Isolierstoffkörpers 10 und werkstoffeinheitlich mit diesem verbunden vorgesehen. Die Schraubanschlussklemme 40 ist als Klotzklemme üblicher Bauart ausgebildet und weist in bekannter Weise einen Klemmenklotz 41, einen Drahtschutz 42 sowie eine Klemmschraube 43 auf. Die Brücke 44 zur leitenden Verbindung der Schraubanschlussklemme 40 und dem Doppelkontakt 28 ist hier als Einlegelasche ausgebildet. Sie besitzt eine krallenförmige 180°-Kröpfung 46 zum Umgreifen der nach aussen gerichteten Bodenseitenkante 45 des Klemmenklotzes 41 sowie an der anderen Bodenseitenkante 47 eine aus dem Streifen der Brücke 44 herausgeprägte Federzunge 48. Damit kann die Brücke 44 mit dem Klemmenklotz 41 unverlierbar verrastet werden.
- Mit dem Boden des Isolierstoffkörpers 10 auf eine Leiterplatte aufgesetzt und über die Lötfüsse 21 bzw. 22 auf der Leiterplatte elektrisch sowie mechanisch verbunden, ist der Anschluss der den Leistungsstrom führenden Zuleitungen über die Steckanschlussklemme 30 oder die Schraubanschlussklemme 40 auf leichte Weise möglich, wobei - wie ersichtlich - alle die hohen Schaltströme führenden Metallteile vollständig innerhalb des Isolierstoffkörpers, von diesem umkapselt, aufgenommen sind. Somit sind auch die notwendigen Kriech-und Luftstrecken zwischen den Leiterbahnen und den die hohen Schaltströme führenden Teilen eingehalten. Wie weiterhin ersichtlich ist, kann der Isolierstoffkörper 10 in einfacher Weise als einstückiger Spritzgiessartikel aus Kunststoff hergestellt werden.
- Die Zeichnungen veranschaulichen die Miniaturrelais-Fassung etwa im Massstab von 4 : 1.
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