Es ist eine Vielzahl von Relais bekannt, deren Spulen gewickelt sind. Aus der EP, A1 0 373 109 sind zum Beispiel Leiterplattenrelais bekannt, wobei eine gewickelte Spule über einen Permanentmagneten einen Anker über einen induzierten Magnetfluss zu einer Kippbewegung veranlasst, wodurch Umschaltekontaktfedern betätigt werden. Nachteilig ist hier noch immer die resultierende nach unten begrenzte Bauhöhe, insbesondere durch den Platzbedarf der gewickelten Spule, was die Anwendbarkeit solcher Relais einschränkt. Zudem erweisen sich die relativ hohen Herstellkosten der gewickelten Spule und die Kompliziertheit ebenfalls als nachteilig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mikrorelais der einleitend beschriebenen Art vorzusehen, das eine minimale Bauhöhe aufweist, nur wenige Komponenten enthält und sich kostengünstig in einer automatisierten Fertigung herstellen lässt.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Magnetspulsystem als Flachspul-System in Form einer auf einer Flussplatte ausgeführten Mikrostruktur ausgebildet ist und mindestens aus einer Mikroflachspule gebildet ist. Vorteilhafte und weiterbildende Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.

Das Flachspul-System weist vorzugsweise zwei einzeln angeordnete Mikroflach- spulen auf. Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungs- beispielen, welche auch Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen sind, näher erläutert.

Es zeigen schematisch : Fig. 1 eine Ansicht der einzelnen Teile des Relais in Explosionsdarstellung, Fig. 2 eine Innenansicht der Längsseite der Hauptelemente des Relais bei enfferntem Kontaktträgerkörper, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel analog jenem von Fig. 2, Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel analog jenem von Fig. 3, Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel analog jenem von Fig. 2, Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel analog jenem von Fig. 5, Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel analog jenem von Fig. 6, Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel des Antriebs des Mikrorelais mit einer zentral angeordneten Flachspule, und Fig. 9 die Uebertragung der Kippbewegung des Ankers auf die Umschaltfedern.

Die vielfältigen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstands-wie in Fig. 1 bis Fig. 8 angedeutet-können mit anderen bisher bekannten Verfahren nicht in der gleich einfachen Weise realisiert werden.

Fig 1. zeigt die einzelnen Baugruppen des Mikrorelais in Explosionsdarstellung, nämlich ein Flachspul-System 1, einen Kontaktträgerkörper 2 und einen Anker-und Umschaltfeder-Halter 3.

Das Flachspul-System 1 besteht aus einer Flussplatte 11 und zwei darauf aufgebrachten Mikroflachspulen 12 und 13, die mittels eines geeigneten Aetzverfahrens aus dem Fachgebiet der Mikrostrukturtechnik in an sich bekannter Art und Weise erzeugt und über die Anschlussfahnen 26,26'gespeist werden. Das als Mikrostruktur ausgeführte Flachspul-System 1 dient als Antrieb für die Kippbewegung des Ankers 31 zur Betätigung der Umschaltfedern 33 und 34. Der Kontaktträgerkörper 2 ist ein rahmenförmiger Kunststoffspritzteil, in welchem sechs Anschlussfahnen durch Umspritzen gehaltert sind. An jeder der Längsseiten des Kontaktträgerkörpers 2 sind die Anschlussfahnen 27,28,29, beziehungsweise 27', 28', 29'für die Umschaltkontakte vorgesehen.

Im Anker-und Umschaltfeder-Halter 3 ist ein als prismatischer Stab ausgebildeter Anker 31 angeordnet, der gleichzeitig als Permanentmagnet 32 ausgebildet sein kann. Die Anschlüsse 35 und 36 sind mit den Stellen 40 und 41 verschweisst. Wie aus Fig. 9 hervorgeht, betätigt der Anker 31 infolge seiner Kippbewegung die Umschaltfedern 33 und 34, die ihrerseits in entsprechender Stellung die Arbeitskontakte 37,37', respektive die Ruhekontakte 38,38' schliessen.

Fig. 2 zeigt eine Innenansicht der Längsseite des erfindungsgemässen Relais, wobei die entsprechenden Seitenwände des Kontaktträgerkörpers weggeschnitten sind. Der durch die erregte Mikroflachspule 12 induzierte Magnetfluss IEI wirkt dem durch den Permanentmagneten 32'bewirkten Magneffluss I., entgegen. Der durch die erregte Mikroflachspule 13 induzierte Magneffluss iEz hingegen unterstützt den durch den Permanentmagneten 32'bewirkten Magnetfluss iMx, wodurch die Anzugskraft des Teilmagneten auf der Seite des Luftspalts 14 grösser wird als die Haltekraft des Teilmagneten auf der anderen Seite, so dass der als Anker 31' ausgebildete Permanentmagnet 32'über seine Kante 18 oder seine bogenförmige Kontur 18'in die Arbeitsstellung kippt. Die Bewegung wird in bekannter Art und Weise auf die Umschalffedern 33,34 übertragen, wodurch der Schaltvorgang des Mikrorelais ausgelöst wird. Um den Permanentmagnet wieder in die andere Stellung zu bringen, müssen die resultierenden Flüsse derart eingestellt werden, dass mit Hilfe der unterstützenden Federwirkung der Umschalffedern 33,34 die Kippbewegung ausgelöst wird. Dies kann durch Vertauschen der Polarität der Stromquelle geschehen.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, worin der Permanentmagnet 32 im Anker 31 die Magnefflüsse i und} mit unterschiedlicher Flussrichtung induziert. Der durch die Mikroflachspulen 12 und 13 über die Kerne 15 und 16 im Permanentmagnet 32 induzierte Magnetfluss ? r unterstützt den Magnetfluss T M2 und wirkt dem Magneffluss imi entgegen, so dass der Anker 31 in die Arbeitsstellung kippt. Um den Anker wieder in die andere Stellung zu bringen, muss die Flussrichtung des Mikrospulenflusses JE umgekehrt werden, zum Beispiel in entsprechender Weise, wie in obigem Abschnitt beschrieben.

Die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 4 geschieht analog zum vorherigen Abschnitt, wobei die in den Mitten der Mikroflachspulen 12 und 13 angeordneten Kerne 15'und 16'eine Höhe aufweisen, die nur geringfügig über der Dicke der Mikrospulen liegt.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches im Unterschied zu Fig. 2 einen Anker 31'aufweist, der als 2-poliger Permanentmagnet 32"ausgeführt ist. Der magnetisch leitende Zentralkern 17 bewirkt eine Verstärkung des Magnefflusses #E1 . Der Magneffuss lm hat etwa den doppelten Betrag des Magnetflusses {p,.Deshalbist der Fluss im als Doppellinie dargestellt. #E1 subtrahiert sich zu #M , #E2 addiert sich zu wodurchinentsprechenderWeisewieobenerläutert,eineKippbewegu ng, des als Permanentmagnet ausgebildeten Ankers 31'ausgelöst wird.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel in Anlehnung an Fig. 5 mit einer magnetisch nicht leitenden Drehauflage 17'anstelle eines magnetisch leitenden Zentralkems.

Infolge des sich ergebenden grösseren Widerstands bedingt durch den Luftspalt, resultiert ein kleinerer Magnetfluss iEt. Das Verhäitnis E, 1 zu #E2 ist kleiner als im Falle des unter Fig. 5 beschriebenen Ausführungsbeispiels, da sich über den Luftspalt bei der Drehauflage ein grösserer Widerstand ergibt. Das Funktionsprinzip bleibt gleich.

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 dargestellt, mit dem Unterschied, dass sich die Drehachse 18"'in grösserem Abstand von der Flussplatte 11 befindet.

Die Lagerung 19 der Drehachse 18''' kann am Kontaktträgerkörper 2 vorgesehen werden.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer einzigen, um einen magnetisch leitenden Zentralkern 17 angeordneten Mikroflachspule 12'. Die Magnetflüsse JE4 und IN subtrahieren sich, die Magnetflüsse JEZ und It, addieren sich, wodurch wiederum eine Kippbewegung des als Permanentmagnet 32"ausgebildeten Ankers 31'in bereits beschriebener Weise ermöglicht wird.

Anhand der Fig. 1 wird die Funktionsweise des Mikrorelais kurz erklärt : Das als Mikrostruktur ausgeführte Flachspul-System dient als Antrieb für die Kippbewegung des Ankers 31. Die Kippbewegung wird durch entsprechendes Zusammenwirken der Magnetflüsse #E1 ,#M1 , #E2 ,#M2 ,#E ,#M , wie oben im Detail erläutert, ausgelöst. Der Anker betätigt infolge seiner Kippbewegung die Umschaltfedern 33 und 34, die ihrerseits in entsprechender Stellung die Arbeitskontakte 37,37', respektive die Ruhekontakte 38,38', schliessen.

Die Vorteile des Erfindungsgegenstandes bestehen darin, dass damit niedrige Bauhöhen erreicht werden können. Wesentlich ist, dass das erfindungsgemäss ausgebildete Flachspul-System eine Miniaturisierung des Relais erlaubt. Durch die Schichtbauweise kann eine Entflechtung der Spule von den Kontakten optimal gestaltet werden. Ausserdem ist die Herstellung der flachen Mikrospulen infolge der Anwendung moderner galvanischer Prozesse in für den Fachmann bekannter Weise besonders kostengünstig. Dabei kann durch eine Reduktion der Leiterisolation ein sehr hoher Nutzungsgrad erzielt werden. Gegenüber herkömmlichen gewickelten Spulen lässt sich eine massive Reduktion der Prozessschritte bei der Herstellung vornehmen. So entfällt beispielsweise auch ein Löten der Spulenenden und auch die damit zusammenhängende Verwendung von Flussmitteln, welche für das Mikroklima des Relais kontaktschädigend sein können. Zudem wird der Eisatz von kostengünstigen Anschlusstechnologien, zB. das Bonden, möglich. Das Isolationsmaterial der herkömmlichen Isolation der Wickeldrähte hat ebenfalls eine negative Auswirkung auf das Mikroklima. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist demzufolge das Wegfallen dieses kontaktschädigenden Isolationsmaterials. Durch die Verwendung einer Flussplatte aus Eisen als Systemträger wird eine ausserordentlich stabile Voraussetzung für die SMD- Tauglichkeit geschaffen. Hinsichtlich der SMD-Lötprozesse ist somit eine hohe Temperaturstabilität gegeben.