DE3834413A1 - Elektrisches geraet, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Leiterplatte, die elektrische Bauteile aufweist und mit einem Relais, das elektrische Anschlüsse aufweist und das auf der Leiterplatte angeordnet ist.

Derartige elektrische Geräte sind insbesondere bei Kraftfahrzeugen bekannt. Derartige elektrische Geräte werden z. B. verwendet, um heizbare Heckscheiben von Kraftfahrzeugen ein- und auszuschalten, wobei das elektrische Relais dafür vorgesehen ist, den hohen, zu schaltenden Laststrom zu schalten. Die übrigen elektrischen Bauteile sind häufig passive elektrische Bauteile bzw. Halbleiterbauteile.

Insbesondere im Kraftfahrzeug stellt sich das Problem, daß der für derartige elektrische Geräte zur Verfügung stehende Raum sehr begrenzt ist. Das heißt, es ist erforderlich, das Bauvolumen derartiger elektrischer Geräte so gering wie möglich zu halten, wobei die Anordnung des Relais auf der Leiterplatte besondere Probleme bereitet, weil dessen Baugröße verglichen mit den übrigen elektrischen Bauteilen sehr groß ist. Dies gilt insbesondere bei der heute allgemein üblichen stehenden Montage der Relais auf der Leiterplatte, bei der die Anschlüsse des Relais die Leiterplatte senkrecht durchdringen, so daß sie über Leiterbahnen direkt mit den übrigen elektrischen Bauteilen verbunden werden können, weil die räumliche Ausdehnung, insbesondere von Klappankerrelais in Richtung parallel zur Längsausdehnung der Anschlüsse des Relais besonders groß ist. Das heißt, bei einer derartigen Anordnung des Relais auf der Leiterplatte ist die gesamte Höhe des elektrischen Geräts so groß, daß häufig Schwierigkeiten bei der Anordnung des elektrischen Geräts im Kraftfahrzeug auftreten.

Demgemäß hat die Erfindung die Aufgabe, ein elektrisches Gerät zu schaffen, das aufgrund einer geringeren Bauhöhe einen geringeren Platzbedarf, insbesondere bei der Montage im Kraftfahrzeug, aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Relais derart auf der Leiterplatte angeordnet ist, daß die Anschlüsse parallel zur Leiterplatte liegen und daß ein im wesentlichen senkrecht auf der Leiterplatte angeordnetes Gitter aus elektrisch leitfähigen Material vorgesehen ist, das die Anschlüsse des Relais mit den Bauteilen elektrisch verbindet.

Durch die Anordnung des Relais auf der Leiterplatte derart, daß die Anschlüsse parallel zur Leiterplatte liegen, ist die erforderliche Bauhöhe, die das Relais auf der Leiterplatte beansprucht, beim erfindungsgemäßen elektrischen Gerät gegenüber dem Vorbekannten wesentlich reduziert. Zur elektrischen Verbindung der Anschlüsse des Relais mit den übrigen Bauteilen ist erfindungsgemäß ein Gitter vorgesehen, das im wesentlichen senkrecht auf der Leiterplatte angeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Gerät ist also die erforderliche Bauhöhe für die Montage des Relais auf der Leiterplatte gegenüber dem Vorbekannten wesentlich reduziert, so daß mögliche Schwierigkeiten bei der Unterbringung des elektrischen Geräts, insbesondere in Kraftfahrzeugen, nicht mehr auftreten sollten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Es ist vorteilhaft, wenn zumindest eines der Bauteile, mit denen die Anschlüsse des Relais elektrisch leitend verbunden werden, ein elektrischer Steckanschluß ist, weil es durch diese Maßnahme z. B. möglich ist, den durch das Relais zu schaltenden Laststrom direkt über den Steckanschluß, das Gitter und den Anschluß des Relais zum Schaltkontakt des Relais zu leiten, so daß eine elektrische Leitung des Laststromes über die Leiterplatte sich erübrigt. Dies hat den Vorteil, daß auf der Leiterplatte keine Leiterbahnen vorgesehen sein müssen, die zur Leitung des Laststroms eine entsprechende Breite aufweisen müssen und insofern Platz auf der Leiterplatte beanspruchen würden und zu einer nennenswerten Wärmebelastung der Leiterplatte führen können.

Andererseits ist es vorteilhaft, wenn Leiterbahnen vorgesehen sind, die das Gitter mit den elektrischen Bauteilen elektrisch leitend verbinden, weil so z. B. der Steuerstrom für das Relais zur Versorgung der Relaisspule auch über größere Wege auf der Leiterplatte geführt werden kann.

Man kann auch ein Kontaktband vorsehen, das Teile des Relais mit einem Steckanschluß verbindet, wobei es hier besonders vorteilhaft ist, den beweglichen Kontakt des Laststromkreises des Relais über dieses Kontaktband mit dem Steckanschluß zu verbinden, um so auch den zweiten Anschluß des Laststromkreises herzustellen, ohne daß die Leitung des Laststromes über die Leiterplatte erfolgen müßte.

Es ist vorteilhaft, wenn das Gitter Ausnehmungen für die Anschlüsse des Relais aufweist, um einen guten elektrischen Kontakt zwischen den Anschlüssen des Relais und den entsprechenden Teilen des Gitters z. B. durch Verlöten herstellen zu können.

In diesem Zusammenhang können die Ausnehmungen in Bestückungsrichtung des Relais offen sein, um eine einfache Bestückung des elektrischen Geräts mit dem Relais auf der Leiterplatte zu ermöglichen.

Um die Fertigung des Gitters zu vereinfachen und um die Montage des Gitters auf der Leiterplatte zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, wenn das Gitter als Stanzteil oder als Stanzbiegeteil ausgebildet ist.

Man kann auch das Gitter gemeinsam mit einem Steckanschluß einstückig ausbilden.

Schließlich ist es besonders vorteilhaft, wenn das Gitter Trennstellen aufweist, so daß ggfs. die Verbindung aller Anschlüsse des Relais mit den übrigen Bauteilen der Leiterplatte in einem Arbeitsgang erfolgen kann, wobei nach Montage und Kontaktierung des Relais und des Stanzgitters auf der Leiterplatte die Trennstellen des Gitters entfernt werden, um einen Kurzschluß zwischen den verschiedenen Anschlüssen des Relais zu vermeiden.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes elektrisches Gerät und

Fig. 2 eine Darstellung des selben erfindungsgemäßen elektrischen Geräts bei einer Sicht aus Richtung A in Fig. 1.

In Fig. 1 weist das erfindungsgemäße elektrische Gerät eine Leiterplatte 1 auf, auf der ein elektromagnetisches Relais angeordnet ist. Eine Spule (3) des elektromagnetischen Relais (2) ist elektrisch leitend mit Spulenanschlüssen (4) verbunden. Das elektromagnetische Relais (2) ist derart auf der Leiterplatte angeordnet, daß die Spulenanschlüsse (4) parallel zur Flächenausdehnung der Leiterplatte (1) liegen.

Weiterhin weist das elektromagnetische Relais (2) einen Festkontaktanschluß (5) auf, der elektrisch leitend mit einem Festkontakt (6) verbunden ist. Auch der Festkontaktanschluß (5) liegt parallel zur Flächenausdehnung der Leiterplatte (1). Ein beweglicher Kontakt (7) des Relais (2) ist an einem Anker (8) des elektromagnetischen Relais angeordnet, so daß er gemeinsam mit dem Anker bewegbar ist.

Bei dem elektromagnetischen Relais (2) der Fig. 1 handelt es sich um ein bereits bekanntes und heute allgemein in der Kraftfahrzeugtechnik übliches Klappankerrelais mit der für diese Relaisbauart typischen Anordnung der Anschlüsse (4, 5). Das erfindungsgemäße elektrische Gerät hat den Vorteil, daß bei dieser Anordnung des Relais auf der Leiterplatte (1) derartige allgemein gebräuchliche Relais verwendet werden können und daß trotzdem der erforderliche Platzbedarf gegenüber dem Vorbekannten verringert ist.

Der bewegliche Kontakt (7) ist über den Anker (8) und ein geflochtenes Kontaktband (9), das auch als Litze oder Kabel ausgebildet sein kann, mit einem ersten Flachsteckanschluß (10) leitend verbunden. Weiterhin ist ein zweiter Flachsteckanschluß (11) vorgesehen, der auf der Leiterplatte (1) angeordnet ist und der mit einem Stanzgitter (12) leitend verbunden ist, das seinerseits mit den Anschlüssen (4, 5) leitend verbunden ist. Der Laststromkreis des elektromagnetischen Relais (2) des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts besteht also aus dem ersten Flachsteckanschluß (10), dem geflochtenen Kontaktband (9), dem Anker (8), dem beweglichen Kontakt (7), dem Festkontakt (6), dem Stanzgittter (12) und dem zweiten Flachsteckanschluß (11). Das heißt, der Laststrom der durch das elektromagnetische Relais zu schalten ist, wird nicht über entsprechende Leiterplanen der Leiterplatte (1) geführt, so daß der für die Ausbildung dieser Leiterbahnen erforderliche Platzbedarf eingespart wird und so daß die entsprechende Wärmebelastung der Leiterplatte durch die hohen Lastströme vermieden wird. Zudem sind die entsprechenden Übergangswiderstände zwischen den verschiedenen Teilen des Laststromkreises durch diese Anordnung gegenüber dem Vorbekannten nennenswert verringert.

In der Fig. 2 sind im wesentlichen nur ein Spulenkörper (13) des elektromagnetischen Relais (2) und die Anschlüsse (4, 5) des elektromagnetischen Relais (2) dargestellt. Gleiche oder gleichwirkende Vorrichtungsteile wie in der Fig. 1 sind in der Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

In dieser Fig. 2 kann man gut die räumliche Formgebung des Gitters (12) erkennen, das gemeinsam mit dem zweiten Flachsteckanschluß 11 einstückig als Stanzbiegeteil ausgebildet ist und das mehrere Gitterteile aufweist. So geht der zweite Flachsteckanschluß (11) in der Fig. 2 nach einer Abbiegung in einem ersten Gitterteil (12 a) über, der im wesentlichen flach auf der Leiterplatte (1) aufliegt und zur Stabilisierung des Stanzgitters (12) beiträgt. Von dem ersten Gitterteil (12 a) ist ein zweiter Gitterteil (12 b) derart in der Fig. 2 nach oben weggebogen, daß er plan auf dem Spulenkörper (13) aufliegt und mit einer Ausnehmung (14) den Festkontaktanschluß (5) umgreift. Das zweite Gitterteil (12 b) geht in einen dritten Gitterteil (12 c) über, der verjüngt ausgebildet ist und als Trennstelle nach der Montage vom elektromagnetischen Relais (2) und Stanzgitter (12) entfernt werden kann.

Der dritte Gitterteil (12 c) geht in einen vierten Gitterteil (12 d) über, der eine Ausnehmung (14) aufweist, die einen der Spurenanschlüsse (4) umfaßt und der andererseits mit einem Fortsatz eine Öffnung der Leiterplatte (1) durchragt. Der vierte Gitterteil (12 d) geht in einen verjüngten fünften Gitterteil (12 e) über, der ebenfalls nach der Montage von elektromagnetischen Relais (2) und Gitter (12) auf der Leiterplatte (1) als Trennstelle entfernt werden kann. Der fünfte Gitterteil (12 e) geht wiederum in einen sechsten Gitterteil (12 f) über, der eine Ausnehmung (14) für den anderen der beiden Spurenanschlüsse (4) und einen weiteren Fortsatz aufweist, der eine entsprechende Öffnung der Leiterplatte (1) durchragt.

Die Ausnehmungen (14) sind in Bestückungsrichtung des Relais offen gestaltet, so daß das elektromagnetische Relais (2) beim Bestücken im wesentlichen von oben der Leiterplatte (1) zugeführt werden kann. Dies bewirkt eine Vereinfachung bei der Montage des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts. Die Fortsätze oder Ansätze des vierten Gitterteils (12 d) und des sechsten Gitterteils (12 f) können ggfs. mit Leiterbahnen der Leiterplatte (1) z. B. im Schwallbad einer Serienfertigung verlötet werden. Ebenso kann ein entsprechender Ansatz des zweiten Flachsteckanschluß (11) im Schwallbad mit einem Leiterbahnabschnitt der Leiterplatte (1) verlötet werden, um die gesamte Anordnung bestehend aus zweitem Steckanschluß (11) und Stanzgitter (12) zusätzlich auf der Leiterplatte (1) zu fixieren und um die Betätigungskräfte beim Aufstecken von Kupplungen auf die Steckanschlüsse aufzufangen. Zur Erläuterung der Vorteile des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts sei nun der Fertigungs- und Montageablauf des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts näher beschrieben. Zunächst wird die Leiterplatte (1) mit dem ersten Flachsteckanschluß (10) und dem zweiten Flachsteckanschluß (11) gemeinsam mit dem Stanzgitter (12) bestückt. Dann werden die Teile (10, 11, 12) z. B. im Schwallbad mit entsprechenden Leiterbahnen der Leiterplatte (1) verlötet. Als nächstes wird das Relais (2) der Leiterplatte (1) derart zugeführt, daß die Anschlüsse (4, 5) in die entsprechenden Ausnehmungen (14) der Gitterteile (12 b, 12 d, 12 f) eingesetzt sind. Dann werden die Anschlüsse (4, 5) mit den entsprechenden Gitterteilen verlötet. Als letztes wird das geflochtene Kontaktband (9) mit dem Anker (8) und dem ersten Steckanschluß (10) verlötet. Die Montage des erfindungsgemäßen Geräts ist damit beendet. Man erkennt, daß trotz der vorteilhaften Platzersparnis durch die erfindungsgemäße Anordnung des elektromagnetischen Relais (2) auf der Leiterplatte (1) der hierfür erforderliche zusätzliche Montageaufwand normalerweise vertretbar ist, insbesondere dann, wenn die Unterbringung eines herkömmlichen elektrischen Geräts mit stehend montierten elektromagnetischen Relais (2) aus Platzgründen nicht möglich ist.

Claims (9)

1. Elektrisches Gerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Leiterplatte, die elektrische Bauteile aufweist und mit einem Relais, das elektrische Anschlüsse aufweist und das auf der Leiterplatte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (2) derart auf der Leiterplatte (1) angeordnet ist, daß die Anschlüsse (4, 5) parallel zur Leiterplatte (1) liegen und daß ein im wesentlichen senkrecht auf der Leiterplatte (1) angeordnetes Gitter (12) aus elektrisch leitfähigem Material vorgesehen ist, das die Anschlüsse (4, 5) des Relais (2) mit den Bauteilen elektrisch verbindet.

2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Bauteile ein elektrischer Steckanschluß (11) ist.

3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Leiterbahnen vorgesehen sind, die das Gitter (12) mit den elektrischen Bauteilen elektrisch leitend verbinden.

4. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontaktband (9) vorgesehen ist, das Teile des Relais (2) mit einem Steckanschluß (10) leitend verbindet.

5. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (12) Ausnehmungen (14) für die Anschlüsse des Relais (2) aufweist.

6. Elektrisches Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (14) in Bestückungsrichtung des Relais (2) offen sind.

7. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (12) als Stanzteil oder als Stanzbiegeteil ausgebildet ist.

8. Elektrisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (12) gemeinsam mit dem Steckanschluß (11) einstückig ausgebildet ist.

9. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (12) Trennstellen (12 c, 12 e) aufweist.