EP2037469A1

EP2037469A1 - Leiterplattenrelais

Info

Publication number: EP2037469A1
Application number: EP07017985A
Authority: EP
Inventors: Christian Klimm; Olaf Knueppel; Stefaan Vandefelde
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2009-03-18

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leiterplattenrelais mit zumindest zwei Anschlusspins für die Bestromung der Relaisspule und mit zumindest zwei Steckfahnen für die Bestromung eines Laststromkreises. Die Anschlusspins für die Bestromung der Relaisspule befinden sich dabei auf einer anderen Seite des Relaisgehäuses als die Steckfahnen für die Bestromung des Laststromkreises.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leiterplattenrelais, welches zumindest zwei Anschlusspins für die Bestromung der Relaisspule sowie zumindest zwei Steckfahnen für die Bestromung eines Laststromkreises aufweist.
Bei elektronischen Geräten und Steuerungen kommen häufig sogenannte Leiterplattenrelais zum Einsatz, da derartige Leiterplattenrelais im Unterschied zu Steckrelais speziell dazu ausgebildet sind, um auf einer Leiterplatte des Geräts bzw. der Steuerung platziert werden zu können. Auf der Leiterplatte befinden sich dabei sowohl Leiterbahnen für den Steuerstromkreis als auch für den Laststromkreis des Relais. Die Leiterbahnen des Steuerstromkreises dienen dabei zur Ansteuerung der Relaisspule, wohingegen die Leiterbahnen des Laststromkreises der Bereitstellung einer durch das Relais geschalteten Lastspannung dienen. Um jedoch unerwünschte Überhitzungserscheinungen der Leiterbahnen des Laststromkreises zu verhindern, müssen diese Leiterbahnen verhältnismäßig breit ausgebildet werden, was dazu führt, dass die Leiterbahnen sehr viel Platz auf der Leiterplatte in Anspruch nehmen. Unter Umständen wird dabei durch die Leiterbahnen des Laststromkreises so viel Platz auf der Leiterplatte belegt, dass für andere Leiterbahnen auf der Leiterplatte nicht mehr genügend Platz zur Verfügung steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leiterplattenrelais anzugeben, welches die voran beschriebenen Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird mit einem Leiterplattenrelais gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Insbesondere wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass sich die Anschlusspins für die Bestromung der Relaisspule auf einer anderen Seite des Relaisgehäuses befinden als die Steckfahnen für die Bestromung des Laststromkreises.
Dadurch, dass sich die Anschlusspins für die Bestromung der Relaisspule und die Steckfahnen für die Bestromung des Laststromkreises auf unterschiedlichen Seiten des Relaisgehäuses befinden, wird es nicht erforderlich, die Spannungsversorgung für den Laststromkreis über auf der Leiterplatte befindliche Leiterbahnen zu bewerkstelligen. Vielmehr kann beispielsweise ein laststromseitiger Kabelsatz direkt mit den Steckfahnen für die Bestromung des Laststromkreises fest verdrahtet werden, sodass das begrenzte Platzangebot einer Leiterplatte nicht durch Leiterbahnen zur Spannungsversorgung des Laststromkreises in Anspruch genommen wird. Eine derartige direkte Verdrahtung eines laststromseitigen Kabelsatzes ist hingegen bei einem herkömmlichen Leiterplattenrelais nicht möglich, da sich dessen Steckfahnen für die Bestromung eines Laststromkreises üblicherweise auf der der der Leiterplatte zugewandten Seite des Relaisgehäuses befinden und somit nicht für die Verkabelung mit einem Kabelsatz zugänglich sind.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Leiterplattenrelais ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Zwar wäre es theoretisch möglich, die Steckfahnen für die Spannungsversorgung des Laststromkreises mit den jeweiligen Kabeln des Kabelsatzes zu verlöten, jedoch würde eine derartige Verbindungstechnik im Rahmen der industriellen Fertigung zu viel Zeit in Anspruch nehmen. Um ein schnelles Verbinden eines laststromseitigen Kabelsatzes mit dem erfindungsgemäßen Leiterplattenrelais zu ermöglichen, ist es daher vorgesehen, dass sich die jeweiligen Kabel eines Kabelsatzes mittels einer Steckverbindung mit den Steckfahnen für die Spannungsversorgung des Laststromkreises verbinden lassen. Um dabei jedoch der Gefahr zu begegnen, dass die Steckfahnen im Rahmen eines solchen Steckverbindungsvorgangs um- bzw. einknicken oder verbogen werden, können die Steckfahnen gemäß einer Ausführungsform entsprechend steif ausgebildet sein, um gegen mechanische Einwirkungen bei einem Steckverbindungsvorgang unempfindlich zu sein. Insbesondere können die Steckfahnen eine höhere Steifigkeit und insbesondere eine höhere kritische Knicklast als die Anschlusspins aufweisen. Die Steifigkeit der Anschlusspins kann hingegen grundsätzlich verhältnismäßig gering gehalten werden, da diese in der gewohnten Weise auf der Leiterplatte verlötet werden und somit nur geringen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform können die Anschlusspins für die Bestromung der Relaisspule von einer ersten Seite des Relaisgehäuses abstehen, wohingegen die Steckfahnen für die Spannungsversorgung des Laststromkreises von einer der ersten Relaisgehäuseseite gegenüberliegenden Seite des Relaisgehäuses abstehen. So können sich beispielsweise die Anschlusspins an der Unterseite des Relaisgehäuses befinden, welche gegenüber der Leiterplatte zu liegen kommt, wohingegen die Steckfahnen auf der Oberseite des Relaisgehäuses angeordnet sind.
Diese Ausführungsform erweist sich aufgrund der guten Zugänglichkeit der Steckfahnen als besonders vorteilhaft. So können beispielsweise mehrere der die erfindungsgemäßen Leiterplattenrelais zunächst auf einer Leiterplatte verlötet werden, sodass anschließend die Leiterplatte als Ganzes mit den darauf befindlichen Leiterplattenrelais ergriffen werden kann, um die Steckfahnen der einzelnen Leiterplattenrelais mit nur einem einzigen Steckvorgang in einen elektrischen Anschlussträger einstecken zu können, an dem seinerseits die einzelnen Kabel eines Kabelsatzes angeschlossen sind. Die Leiterplatte mit den einzelnen darauf befindlichen Leiterplattenrelais kann somit als Ganzes gewissermaßen als Steckerkörper mit einer Vielzahl davon abstehender Steckfahnen betrachtet werden, welche sich gemeinsam in einen elektrischen Anschlussträger hineinstecken lassen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Anschlusspins für die Bestromung der Relaisspule von einer ersten Seite des Relaisgehäuses abstehen, wohingegen bei dieser Ausführungsform die Steckfahnen für die Bestromung des Laststromkreises von einer an die erste Relaisgehäuseseite angrenzenden Seite des Relaisgehäuses abstehen, sodass die Anschlusspins und die Steckfahnen senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Diese Ausführungsform bietet sich insbesondere dann an, wenn beispielsweise das Platzangebot in einem Gehäuse zur Leitungsführung oberhalb der Leiterplatte begrenzt ist, da dann die jeweiligen Kabel des Kabelsatzes seitlich an dem Leiterplattenrelais angeschlossen werden können, sodass oberhalb des Leiterplattenrelais kein zusätzlicher Platz benötigt wird.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leiterplattenrelais können die Anschlusspins von einer ersten Seite des Relaisgehäuses abstehen, wohingegen die Steckfahnen eine an die erste Relaisgehäuseseite angrenzende Seite des Relaisgehäuses beflanken und dabei über die der ersten Relaisgehäuseseite gegenüberliegende Seite des Relaisgehäuses überstehen. Diese Ausführungsform bietet sich insbesondere dann an, wenn aufgrund des internen Aufbaus des Leiterplattenrelais die Kontakte für die Steckfahnen zwar seitlich aus dem Relaisgehäuse herausgeführt werden müssen, man andererseits jedoch gleichzeitig die Vorteile der zuvor beschriebenen Ausführungsform nutzen möchte, bei der die Steckfahnen von der der ersten Relaisgehäuseseite gegenüberliegenden Seite des Relaisgehäuses abstehen.
Da bei herkömmlichen Leiterplattenrelais sowohl der Steuerstromkreis als auch der Laststromkreis über entsprechende Leiterbahnen auf der Leiterplatte geführt ist, kann die ordnungsgemäße Funktion solch eines herkömmlichen Leiterplattenrelais direkt von der Leiterplatte aus überwacht werden, wozu entsprechende auf der Leiterplatte befindliche Überwachungseinrichtungen über Leiterbahnen mit den laststromseitigen Kontakten verbunden sind. Da jedoch bei dem erfindungsgemäßen Leiterplattenrelais der Laststromkreis nicht über die Leiterplatte geführt ist, besteht ein Bedarf danach, eine Möglichkeit zu schaffen, die es erlaubt, auch das erfindungsgemäße Leiterplattenrelais über eine Leiterplatte hinsichtlich dessen ordnungsgemäßen Funktion überwachen zu können.
Um dieser Vorgabe zu genügen, kann das Leiterplattenrelais über zumindest zwei weitere Anschlusspins verfügen, die mit den Steckfahnen für die Bestromung eines Laststromkreises elektrisch gekoppelt sind. Insbesondere können dabei diese Anschlusspins, welche mit den Steckfahnen für die Bestromung des Laststromkreises gekoppelt sind, in dieselbe Richtung weisen und auf derselben Seite wie die Anschlusspins für die Bestromung der Relaisspule von den Relaisgehäuse abstehen, um auf der Leiterplatte verlötet und über dieselbe zu Diagnosezwecken überwacht werden zu können.
Da die genannten zusätzlichen Anschlusspins elektrisch mit den Steckfahnen für die Bestromung des Laststromkreises gekoppelt sind, kann über diese Anschlusspins die ordnungsgemäße Funktion des erfindungsgemäßen Leiterplattenrelais über die Leiterplatte überwacht werden. So können beispielsweise über die genannten Anschlusspins Potentialmessungen im Laststromkreis vorgenommen werden, woraus entsprechende Rückschlüsse auf die ordnungsgemäße Funktion des Leiterplattenrelais und insbesondere auf die Schaltfunktion der Relaisspule gezogen werden können.
Da es wünschenswert sein kann, das Leiterplattenrelais nicht auf einer Leiterplatte zu Befestigungszwecken verlöten zu müssen, können die Anschlusspins für die Bestromung der Relaisspule und gegebenenfalls auch die mit den Steckfahnen für den Laststromkreis gekoppelten Anschlusspins ebenfalls als Steckkontakte ausgebildet sein, welche eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, um während eines Einsteckvorgangs in in der Leiterplatte ausgebildete Buchsenöffnungen nicht verbogen oder abgeknickt zu werden.
Zusammenfassend kann somit festgestellt werden, dass erfindungsgemäß ein Leiterplattenrelais zur Verfügung gestellt wird, welches zur Spannungsversorgung eines Laststromkreises Steckfahnen aufweist, welche sich auf einer anderen Seite des Relaisgehäuses befinden als die zur Bestromung der Relaisspule erforderlichen Anschlusspins, sodass keine Leiterbahnen auf der Leiterplatte für den Laststromkreis vorgesehen werden müssen. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass auf der Leiterplatte mehr Platz für andere elektronische Komponenten oder Leiterbahnen zur Verfügung steht. Außerdem wird die Leiterplatte durch den Laststromkreis nicht in unerwünschter Art und Weise erwärmt, da der Laststromkreis direkt mit dem Leiterplattenrelais fest verdrahtet ist. Das erfindungsgemäße Leiterplattenrelais ermöglicht somit eine optimierte Beeinflussung eines Laststromkreises durch eine optimierte Signalführung auf Seiten des Kabelsatzes als auch auf Seiten der Leiterplatte. Im Folgenden wird nun die Erfindung rein exemplarisch anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei:

Fig. 1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lei- terplattenrelais in einer Seitenansicht zeigt.

Das in der Fig. 1 dargestellte Leiterplattenrelais 10 weist ein Gehäuse 20 auf, welches in der hier dargestellten Ausführungsform eine quaderförmige Gestalt aufweist. Das Gehäuse 20 dient zur Aufnahme der einzelnen Schaltkomponenten des Leiterplattenrelais 10 wie beispielsweise einer Relaisspule, eines von der Relaisspule betätigbaren Schaltankers sowie mehrerer durch den Schaltanker betätigbare Arbeitskontakte. Der besseren Übersicht halber sind diese an und für sich bekannten Schaltkomponenten des Leiterplattenrelais 10 in der Fig. 1 jedoch nicht dargestellt.
Das Leiterplattenrelais 10 weist ferner zwei stiftförmige Anschlusspins 12 auf, welche direkt auf einer Leiterplatte in Kontakt mit zugehörigen Leiterbahnen verlötet werden können. Die Anschlusspins 12 sind dabei mit der hier nicht dargestellten Relaisspule innerhalb des Gehäuses 20 gekoppelt, so dass über die Leiterplatte und die Anschlusspins 12 an der Relaisspule zu Schaltzwecken eine Spannung angelegt werden kann. Ferner weist das erfindungsgemäße Leiterplattenrelais 10 drei Steckfahnen 16 auf, über die infolge der Betätigung der Relaisspule wechselweise zwei Laststromkreise geschaltet werden können.
Wie der Fig. 1 entnommen werden kann, befinden sich die Anschlusspins 12 für die Bestromung der Relaisspule erfindungsgemäß auf einer anderen Seite des Relaisgehäuses 20 als die Steckfahnen 16 für die Bestromung der Laststromkreise. Insbesondere stehen die Anschlusspins 12 für die Bestromung der Relaisspule von einer ersten Seite des Relaisgehäuses 20 ab, welche hier auch als Gehäuseunterseite bezeichnet wird, wohingegen die Steckfahnen 16 für die Bestromung der Laststromkreise von einer der ersten Relaisgehäuseseiten gegenüberliegenden zweiten Seite des Gehäuses 20 abstehen, welche hier auch als Gehäuseoberseite bezeichnet wird.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Anschlusspins 12 und der Steckfahnen 16 an unterschiedlichen Seiten des Gehäuse 20 des Leiterplattenrelais 10 kann erreicht werden, dass ein laststromseitiger Kabelsatz direkt mit den Steckfahnen 16 für die Bestromung der einzelnen Laststromkreise fest verdrahtet werden kann. Im Unterschied zu herkömmlichen Leiterplattenrelais wird es daher nicht erforderlich, entsprechende Leiterbahnen für die Bestromung der Laststromkreise auf der Leiterplatte vorzusehen, so dass das begrenzte Platzangebot auf der Leiterplatte nicht durch Leiterbahnen zur Spannungsversorgung der Laststromkreise in Anspruch genommen wird.
Wie der Darstellung der Fig. 1 ferner entnommen werden kann, weisen die Steckfahnen 16 eine deutlich größere Breite als die zur Bestromung der Relaisspule dienenden Anschlusspins 12 auf. Hierdurch erlangen die Anschlusspins 16 eine deutlich höhere Steifigkeit und insbesondere eine höhere kritische Knicklast als die Anschlusspins 12, so dass die Steckfahnen 16 sich beispielsweise mit den einzelnen Kabeln eines Kabelsatzes oder mit einem mehrere Buchsenöffnungen aufweisenden Träger zu Kopplungszwecken mittels eines Steckverbindungsvorgangs verbinden lassen. Durch die höhere Steifigkeit der Steckfahnen 16 wird dabei sichergestellt, dass die Steckfahnen 16 bei solch einem Steckverbindungsvorgang nicht um- bzw. einknicken oder anderweitig verbogen werden.
Statt die Steckfahnen 16 direkt von der Oberseite des Relaisgehäuses 20 abstehen zu lassen, können die Steckfahnen auch von einer Seitenfläche des Relaisgehäuses 20 abstehen, so dass die Anschlusspins 12 und die Steckfahnen senkrecht zueinander verlaufen.
Eine weitere Anordnungsmöglichkeit der Steckfahnen am Relaisgehäuse 20 wird in der Fig. 1 anhand der mit der Bezugsziffer 18 bezeichneten Steckfahne erläutert. So zweigt diese Steckfahne 18 von einer Seitenfläche des Relaisgehäuses 20 ab und ist in unmittelbarer Nähe des Gehäuses 20 derart abgewinkelt, dass sie die Seitenfläche des Relaisgehäuses 20 beflankt, um über die Oberseite des Relaisgehäuses 20 überzustehen. Zwar ist in der Fig. 1 nur eine Steckfahne 18 dargestellt, welche von einer Seitenfläche des Relaisgehäuses 20 absteht und über die Oberseite des Relaisgehäuses 20 übersteht. In entsprechender Weise können jedoch auch mehrere Steckfahnen angeordnet und ausgebildet sein.
Egal, ob die Steckfahnen 16, 18 von der Oberseite oder von einer Seitenfläche des Relaisgehäuses 20 abstehen oder diese beflanken, um über die Oberseite des Relaisgehäuses 20 überzustehen, weisen all diese Anordnungsmöglichkeiten der Steckkontaktfahnen 16, 18 die Gemeinsamkeit auf, dass die Steckfahnen 16, 18 frei zugänglich sind, um direkt mit einem laststromseitigen Kabelsatz fest verdrahtet werden zu können.
Da bei dem erfindungsgemäßen Leiterplattenrelais 10 die Laststromkreise somit nicht über eine Leiterplatte geführt werden müssen, ist es ohne weitere Vorkehrungen nicht jedoch möglich, die ordnungsgemäße Funktion des Leiterplattenrelais 10 direkt von der Leiterplatte aus über die Steckfahnen 16, 18 zu überwachen. Um dennoch eine Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion des Leiterplattenrelais 10 zu ermöglichen, weist das Leiterplattenrelais 10 weitere Anschlusspins 14 auf, die mit den Steckfahnen 16, 18 im Inneren des Gehäuses 20 elektrisch gekoppelt sind, wie dies durch die mit den Bezugsziffern 22 bezeichneten Strompfade angedeutet ist. Die Anschlusspins 14 weisen dabei in dieselbe Richtung wie die Anschlusspins 12 für die Bestromung der Relaisspule und stehen dabei ebenfalls von der Unterseite des Relaisgehäuses 20 ab. Die Anschlusspins 14 können somit gleichermaßen wie die Anschlusspins 12 mit entsprechenden Leiterbahnen auf der Leiterplatte verlötet werden, so dass die ordnungsgemäße Funktion des Leiterplattenrelais 10 mit Hilfe von auf einer Leiterplatte angeordneten Überwachungseinrichtungen über die Anschlusspins 14 überwacht werden kann.
Das erfindungsgemäße Leiterplattenrelais 10 vereint somit die Vorteile eines herkömmlichen Leiterplattenrelais mit den Vorteilen eines Steckrelais, indem einerseits die Steckfahnen 16, 18 frei zugänglich ausgebildet und angeordnet sind, um daran laststromseitige Kabel direkt anstecken zu können, und indem andererseits die Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion des Leiterplattenrelais 10 über die Anschlusspins 14 über eine Leiterplatte sichergestellt wird.
Um möglichst wenig Platz auf der Leiterplatte durch Leiterbahnen zu belegen, die zur Bestromung der Steuerstromkreise mehrerer Leiterplattenrelais erforderlich sind, können mehrere Leiterplattenrelais über entsprechende Leiterbahnen auf der Leiterplatte zur Bestromung der jeweiligen Relaispulen der Leiterplattenrelais miteinander gekoppelt sein. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass zur Platzeinsparung nicht für jedes Leiterplattenrelais eine gesonderte Leiterbahn zur Bestromung ihrer Relaisspule vorgesehenen werden muss.
Darüber hinaus können diese Leiterbahnen, die mehrere Leiterplattenrelais miteinander koppeln, mit auf der Leiterplatte angeordneten bzw. ausgebildeten Steckfahnen oder Steckbuchsen leitend verbunden sein, sodass über die in Rede stehenden Leiterbahnen direkt ein Kontakt zu einem Kabelsatz hergestellt werden kann.

Bezugszeichenliste

10: Leiterplattenrelais
12: Anschlusspins für Relaisspule (nicht dargestellt)
14: Anschlusspins gekoppelt mit 16 bzw. 18
16: Steckfahnen
18: Steckfahne
20: Relaisgehäuse
22: Kopplung von 14 und 16 bzw. 18

Claims

Leiterplattenrelais (10) mit zumindest zwei Anschlusspins (12) für die Bestromung der Relaisspule und mit zumindest zwei Steckfahnen (16, 18) für die Bestromung eines Lastromkreises,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Anschlusspins (12) für die Bestromung der Relaisspule auf einer anderen Seite des Relaisgehäuses (20) befinden als die Steckfahnen (16, 18) für die Bestromung eines Lastromkreises.
Leiterplattenrelais nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anschlusspins (12) von einer ersten Seite des Relaisgehäuses (20) abstehen, wohingegen die Steckfahnen (16) von einer der ersten Relaisgehäuseseite gegenüberliegenden Seite des Relaisgehäuses (20) abstehen.
Leiterplattenrelais nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anschlusspins (12) von einer ersten Seite des Relaisgehäuses (20) abstehen, wohingegen die Steckfahnen (18) von einer an die erste Relaisgehäuseseite angrenzenden Seite des Relaisgehäuses (20) abstehen.
Leiterplattenrelais nach Anspruch 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anschlusspins (12) von einer ersten Seite des Relaisgehäuses (20) abstehen, wohingegen die Steckfahnen (18) eine an die erste Relaisgehäuseseite angrenzende Seite des Relaisgehäuses (20) beflanken und über die der ersten Relaisgehäuseseite gegenüberliegende Seite des Relaisgehäuses (20) überstehen.
Leiterplattenrelais nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steckfahnen (16, 18) eine höhere Steifigkeit, insbesondere eine höhere kritische Knicklast, als die Anschlusspins (12) aufweisen.
Leiterplattenrelais nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest zwei weitere Anschlusspins (14) vorgesehen sind, die mit den Steckfahnen (16, 18) für die Bestromung eines Lastromkreises elektrisch gekoppelt sind.
Leiterplattenrelais nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich die mit den Steckfahnen (16, 18) für die Bestromung eines Lastromkreises elektrisch gekoppelten Anschlusspins (14) in dieselbe Richtung erstrecken wie die Anschlusspins (12) für die Bestromung der Relaisspule.
Leiterplattenrelais nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mit den Steckfahnen (16, 18) für die Bestromung eines Lastromkreises elektrisch gekoppelten Anschlusspins (14) von der ersten Seite des Relaisgehäuses (20) abstehen.
Leiterplattenrelais nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anschlusspins (12) für die Bestromung der Relaisspule als Steckkontakte ausgebildet sind.
Leiterplattenrelais nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mit den Steckfahnen (16, 18) für die Bestromung eines Lastromkreises elektrisch gekoppelten Anschlusspins (14) als Steckkontakte ausgebildet sind.