CN103096621A - 机动车用的电控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机动车用的电控制设备。电控制设备（2）具有带有至少一个连接引脚（22）的电器件（20）、定心板（12）和印制电路板（6）。定心板（12）布置在电器件（20）和印制电路板（6）之间。至少一个连接引脚（22）通过定心板（12）中的第一开口（26）和印制电路板（6）中的第二开口（30）被引导。至少一个连接引脚（22）固定地并且导电地连接到印制电路板（6）上。根据本发明，定心板（12）具有至少一个技术弹簧（38）。通过至少一个技术弹簧（38）将定心板（12）这样压向印制电路板（6），使得没有颗粒在印制电路板（6）和定心板（12）之间通过而到达连接引脚（22）。

Description

机动车用的电控制设备

技术领域

本发明涉及机动车用的电控制设备。

背景技术

为了在机动车制造中控制不同的应用需要电子控制设备。电子控制设备包含用于操控执行器、传感器的诸如控制模块的电子器件以及至少一个用于连接到车辆线缆树上的插接连接。为了控制现代自动控制传动装置需要电子控制模块，其在很多情况下布置在传动装置壳体的内部。在此情况下，控制模块如此被装入，使得所述控制模块完全地或者部分地由传动装置油覆盖并且遭受在这种传动装置中可能出现的从-40℃至+150℃的温度。为了保护敏感的电子装置免受自动控制传动装置油或者其他包围控制设备的流体影响，一般将电子电路安置在相对于流体密封的壳体中。因为自动控制传动装置油不导电，所以在此期间已知以下控制设备，在所述控制设备情况下，电器件的连接引脚至少部分地不受保护地由自动控制传动装置油接触。不过已经表明，在传动装置油中出现的导电污物例如金属屑同时地接触相邻的连接引脚并且从而可能引起短路。

发明内容

因此可能存在提供机动车用的控制设备的需求，在所述控制设备情况下，保护电器件的连接引脚相对于导电颗粒免受短路。

该需求可以通过独立权利要求的主题来满足。本发明的其他有利的扩展方案通过从属权利要求的主题得出。

根据本发明的第一扩展例，提供机动车用的电控制设备。电控制设备具有带有至少一个连接引脚的电器件、定心板和印制电路板。定心板设置在电部件和印制电路板之间。至少一个连接引脚通过定心板中的第一开口和印制电路板中的第二开口引导。至少一个连接引脚固定地并且导电地连接到印制电路板上。定心板具有至少一个技术弹簧。通过至少一个技术弹簧将定心板这样压向印制电路板，使得没有颗粒在印制电路板和定心板之间通过而到达连接引脚。

可以将颗粒理解为固体。颗粒例如可以是金属磨损或金属屑，其可通过在自动控制传动装置内的切换过程以及与此有关的齿轮的滚切运动产生。由于导电颗粒不再能够在印制电路板和定心板之间通过而到达两个相邻的连接引脚和不再能够桥接连接引脚，因此十分有效地防止短路。以有利的方式将定心板压向印制电路板的技术弹簧例如可以是压力弹簧、张力弹簧、板式弹簧、螺旋弹簧或者也可以是蝶形弹簧。技术弹簧可以被构造为单独的部件。技术弹簧也可以固定地连接到定心板上。定心板中的第一开口在其表面处一般具有引入漏斗，通过所述引入漏斗可以将连接引脚引入到一般被构造为钻孔的第一开口中。当然可以给每个连接引脚分配自己的第一开口。第一开口在其横截面方面一般小于印制电路板中的第二开口，使得在将电器件插入到安装在印制电路板处的定心板中时，第二开口中的连接引脚可以全面地与第二开口的壁相间隔，以便产生最佳的焊接。当然也可以如此设计电控制设备，使得在将电部件插入到印制电路板中之前将定心板安装在电器件的连接引脚上。此外，一般至少将定心板的部分区域构造为平坦的，该部分区域在安装状态下放置在印制电路板处。该部分区域也可以包括定心板的朝向印制电路板的整个下侧。部分区域也可以被构造为环绕的边缘，所述边缘被压向印制电路板。边缘可以被构造为固定地连接在定心板上的弹性密封部。在此情况下，弹性密封部可以被构造为热塑性塑料，其被喷射到定心板的下侧。

根据本发明的另一扩展例，定心板无缝地施加在印制电路板上。

恰好将定心板无缝地施加到印制电路板上可以保证，没有颗粒、尤其是导电固体可以在定心板和印制电路板之间通过而到达器件的至少一个连接引脚。

根据本发明的另一扩展例，至少一个技术弹簧支撑在电器件上。

支撑在此情况下可以间接地或直接地在电器件处进行。该扩展方案以有利地方式允许，当电部件连接到印制电路板上时，同时地也将定心板压向印制电路板。因此，不需要其他元件来将定心板压向印制电路板。

根据本发明的另一扩展例，至少一个技术弹簧和定心板由不导电的塑料构造。

通过这种扩展方案，可以十分有效地避免，通过定心板和/或至少一个技术弹簧实现在一个或两个电器件的两个或更多连接引脚之间的导电连接。通过选择塑料作为用于制造技术弹簧和定心板的材料，可以价格合适地制造技术弹簧和定心板。尤其是在将技术弹簧和定心板构造为压铸件的扩展方案中，可以大批量地非常便宜地制造这两种零件。

根据本发明的另一扩展例，至少一个技术弹簧和定心板被构造为单件的。

通过单件地构造，一方面这样使安装过程变得容易，使得在定心板和电器件之间的技术弹簧的安装取消。此外，通过单件地构造减少要安装的部件的数量。因此，也减少用于电控制设备的在仓库中要维持的单零件的数量。因此可以减少电控制设备的制造成本。

根据本发明的另一扩展例，至少一个技术弹簧被构造为基本上半弓形的。

在此情况下，技术弹簧具有第一端部和与第一端部相对的第二端部，其中第一和第二端部通过半弓连接。当然，第一端部与第二端部也可以通过例如扁材料连接。第一端部可以固定地与定心板连接。因此，第二端部可以在第一位置自由地位于空间中。在安装电器件时，可以将第二端部从第一位置相对于第一端部转移到第二位置。由此可以产生作用于定心板的力，其中该力通过压缩弹簧的尺寸和塑料的弹性预先确定。压缩弹簧例如可以这样布置在定心板处，使得横向于压紧方向出现的力基本上互相消除。在此情况下，压紧方向是将电器件安装到印制电路板上的方向。一般，压紧方向与印制电路板中的第二开口的纵向延伸方向平行。当例如定心板在俯视图中基本上被设计为矩形时，则例如可以在每个角中布置一压缩弹簧，以便确保均匀地将定心板压紧到印制电路板上。

根据本发明的另一扩展例，定心板具有第一定心元件并且印制电路板具有与该第一定心元件对应的第二定心元件。第一定心元件和第二定心元件这样协作，使得定心板在预先确定的位置连接到印制电路板上。

为了确保印制电路板处的预先确定的位置，例如可以在定心板处将两个圆柱形栓构造为第一定心元件，其与第二定心元件这样协作，使得每个圆柱状栓伸入到印制电路板中的可以被构造为要简单制造的钻孔的相对应的开口中。为了栓更好地达到相对应的开口中，朝向印制电路板的栓可以被构造为锥形的或喇叭形的。也可以通过以下方式进行在印制电路板处对定心板的预先确定的定位，使得为了容差均衡，印制电路板中的与栓相对应的开口被构造为钻孔并且另一与栓相对应的开口被构造为长孔。此外，为了容差均衡，可以在印制电路板中例如设置两个钻孔，而定心板仅仅具有带有例如椭圆形横截面的剑形销（Schwertstift）和栓。第一定心元件也可以与相对应的第二定心元件这样协作，使得第一和第二定心元件彼此具有间隙配合或无间隙配合。

根据本发明的另一扩展例，定心板具有朝向印制电路板的下侧。下侧具有至少一个凹处，其中第一开口延伸至所述凹处。

在将至少一个连接引脚焊接到印制电路板的与装配侧相对的下侧或焊接侧时，由于毛细作用，焊料通过第二钻孔在电器件的方向上上升并且在冷却状态下不仅在焊接侧而且在印制电路板的装配侧处在理想情况下构造静液压新月面。尤其是在印制电路板的装配侧构造静液压新月面附加地改善坚固性和从而改善焊接或焊接点的负荷能力。以有利的方式，凹处能够实现在印制电路板的装配侧构成这种静液压新月面。

根据本发明的另一扩展例，印制电路板具有朝向电器件的装配侧。定心板具有背离装配侧的上侧。在定心板中布置至少两个彼此相间隔的第一开口。分离肋在各两个相互相邻的第一开口之间延伸。分离肋在定心板的上侧被构造。分离肋基本上垂直地远离装配侧延伸。

一般，分离肋这样被设计，使得分离肋接触电器件的壳体或者仅最小地与该壳体相间隔。分离肋也可以这样被设计，使得分离肋平行于从电器件的壳体伸出的连接引脚地布置。分离肋可以被设计得比所安装的连接引脚的最高点突出超过定心板上侧要更高。另外，分离肋可以被设计得比连接到印制电路板上的连接引脚远离电器件延伸要更长。通过这种分离肋可以确保，例如金属屑不再能够同时地作为在定心板的上侧处延伸的连接引脚接触。当然，彼此相邻的分离肋可以在与电器件的壳体相对的侧借助于分离壁相互连接。

根据本发明的另一扩展例，分离肋这样被构造，使得两个相邻的连接引脚在定心板的上侧不能通过导电屑连接。

根据本发明的另一扩展例，电控制设备具有定心板装置。定心板装置具有至少两个定心板和至少一个可弹性变形的元件，其中至少两个定心板通过至少一个可弹性变形的元件彼此无焊接地连接。

借助于在每个定心板处成形的定心元件可以在预先确定的位置上在印制电路板处固定地连接每个定心板。基于印制电路板和定心板装置的不同的热膨胀系数，各个定心板相对彼此地被移动。弹性的可逆地可变形的元件可以以有利的方式确保，由于各个定心板彼此间的相对移动通过连接其的弹性可变形的元件基本上不将力施加到定心板上，其中所述力可以传递到焊接在印制电路板上的连接引脚上。这种作用于连接引脚的力可以消极地影响焊接点的耐久性。例如，弹性的、可逆地可变形的元件可以被构造为弓形的或S形的。

根据本发明的另一扩展例，定心板装置被构造为单件的。

从而可能的是，为每个印制电路板仅仅设置唯一的定心板装置。定心板装置可以这样被设计，使得任意多个电器件可以被布置在定心板装置处。

根据本发明的另一扩展例，定心板装置由不导电的塑料被构造为压铸件。

因此以有利的方式可以成本低地制造这种定心板装置。

根据本发明的另一扩展例，定心板具有用于定心地接纳至少一个器件的第三定心元件。

这样构造的第三定心元件结合至少一个电器件能够在运行期间接纳作用于电器件的横向力并且导入到印制电路板中。尤其是在实施为压配合时，可能有利的是，将例如作为栓构造的第三定心元件构造为内部空心的。这种栓也可以例如沿着其纵向延伸方向具有空隙，使得栓仅在各个部分圆柱面上负重。当然也可能的是，不仅相对于电器件而且相对于印制电路板产生压配合。尤其是将所有定心元件均构造为压配合的扩展方案可以导致，作用于电器件的横向力不能被带入到连接引脚到印制电路板上的焊接点中。更确切地，在这种扩展方案的情况下，横向力从电部件经由第三定心元件被带入到定心板中并且从那里借助于第一和第二定心元件被带入到印制电路板中。

说明的是，本发明的思想这里与电控制单元关联地被描述。在此情况下，技术人员清楚的是，各个所述特征可以以不同的方式相互组合，以便如此也达到本发明的其他扩展方案。

附图说明

本发明的实施方式下面参照附图来描述。图仅仅是示意性的并且不是合乎比例的。

图1以分解图示出控制设备；

图2以3D视图示出定心板装置的下侧；和

图3以3D视图示出从图2中已知的定心板装置的上侧。

具体实施方式

图1以分解图示出控制设备2。印制电路板6固定地连接在载体板4上。定心板装置8可以可焊接地连接到印制电路板6上。定心板装置8基本上由定心框架10以及两个定心板12组成。两个定心板12借助于弹性的、可逆地可变形的元件14连接在定心框架10上。具有大约七十个第一连接引脚18的第一电器件16可以连接到定心框架10上。具有总共八个第二连接引脚22的第二电器件20可以连接到两个定心板12上。为了安装，定心板装置8被布置在印制电路板6处并且第一电器件16的第一连接引脚18通过定性框架10中的第一开口24以及印制电路板6中的第二开口28被引入。此外，第二电器件20的第二连接引脚22通过定心板12中的第一开口26以及印制电路板6中的第二开口30被引入。一般，第一开口24、26的第一横截面小于第二开口28、30的第二横截面。两个电器件16、20被压向定心框架10或定心板12并且以在例如可以通过焊接框架产生的该被压状态下在印制电路板6的这里未示出的焊接侧与印制电路板6焊接。在此情况下，定心板装置8施加在印制电路板6的装配侧34上。

图2以3D视图示出定心板装置8的与装配侧34相邻的下侧32。在安装状态下，下侧32这样施加在印制电路板6的装配侧34上，使得当电控制设备与自动控制传动装置油连接时，在装配侧34和下侧32之间的以导电污物或金属屑形式的颗粒不能到达第一18或第二连接引脚22。在这里所选择的图示中明显可见的是，弹性的、可逆地可变形的元件14这样被设计，使得可以几乎在无力的情况下相对于定心框架10移动定心板12。为此，弹性的、可逆地可变形的元件14基本上被构造为S形的。该下侧32另外具有基本上锥形的凹处36，其中每个第一开口24、26延伸到其所属的凹处36中。下侧32处的凹处36确保，在印制电路板6的朝向电器件16、20的装配侧34上在连接引脚18、22处可以构造各一个静液压新月面。尤其是在印制电路板6的装配侧34上构造静液压新月面确保耐久的和在质量上高质量的焊接点。在本实施例中基本上被构造为矩形的每个定心板12处，基本上在每个角处构造一技术弹簧。技术弹簧34具有第一端部40和与第一端部40相对的第二端部42。第一端部40借助于半弓44与第二端部42连接。在此情况下，在定心板12的每个窄侧布置两个相互镜像式地构造的技术弹簧38。第一端部40与定心板12可焊接地连接，而第二端部42在空间中是自由的。如果第二电器件20被安装在连接到印制电路板6上的定心板12处，则第二电器件将第二端部42在印制电路板6的装配侧34的方向上按压。由此，半弓44被弹性变形或预压。通过半弓44的预应力产生的力通过第一端部40被导入到定心板12中。该力导致，定心板12的下侧32上无间隙地被压向印制电路板6的装配侧34。此外，在图2中可以看出，在定心框架10的下侧32以及在定心板12的下侧32上分别成形作为栓所构造的第一定心元件46。第一定心元件46在朝向装配侧34的侧分别具有锥形变细部48。该锥形变细部48允许将第一定心元件46简单地引入到与第一定心元件46相对应的第二定心元件50中，其中第二定心元件50被构造为印制电路板6中的钻孔。当将定心板装置8安装到印制电路板上时，定心元件46、50这样协作，使得定心框架10以及定心板12在印制电路板处预先确定地被定位。弹性的、可逆地可变形的元件14在此情况下能够实现：定心板12和定心框架10可以相对彼此移动。因此定心板12和定心框架10可以相对彼此移动，如这例如由于对于印制电路板6和定心板装置8所使用的材料的不同的热膨胀系数可能情况如此一样。以有利的方式能够实现，对于每个印制电路板6仅仅需要一个定心板装置8来在印制电路板6处在预先确定的位置中布置任何多个电器件16、20。

图3同样以3D视图示出从图2中已知的定心板装置8的与下侧32相对的上侧52。在此情况下，第一开口24、26中的每一个均与引入锥54连接。引入锥54确保，当电器件16、20被安装到定心板装置8上时，其连接引脚18、22通过引入锥54被指引到第一开口24、26中，以便从第一开口24、26到达印制电路板6的第二开口28、30中。各一个分离肋56在每个定心板12的两个彼此相邻的第一开口26之间延伸。分离肋56关于上侧52比在安装状态下第二连接引脚22的最高点高地延伸。此外，分离肋56从在安装状态下的第二电器件20比第二连接引脚22更远地延伸。因此，金属屑在电控制设备2的安装状态下不能同时接触两个第二连接引脚22并且从而不能产生短路。此外，每个第二连接引脚22由两个彼此相对的分离肋56置于两侧。此外，定心板12的所有分离肋56在背离第二电器件20的侧上借助于分离壁58彼此不可分地连接。定心板装置8在本扩展例中由不导电的塑料制造。此外，定心板装置8特别价格低地以压铸方法来制造。

布置到印制电路板6上的定心板装置8确保，电器件16、20可以自动化地与印制电路板导电连接。以有利的方式，通过技术弹簧38导致，在安装电器件16、20之后，定心板12的下侧32这样无间隙地被压紧到印制电路板6的装配侧34上，使得可靠地避免自动控制传动装置油中的以导电污物或屑形式的颗粒在定心板12和印制电路板之间通过而侵入到连接引脚22。

Claims (10)

1.机动车用的电控制设备，其中该电控制设备（2）具有带有至少一个连接引脚（22）的电器件（20）、定心板（12）和印制电路板（6），其中定心板（12）布置在电器件（20）和印制电路板（6）之间，

其中所述至少一个连接引脚（22）通过定心板（12）中的第一开口（26）和印制电路板（6）中的第二开口（30）被引导，

其中所述至少一个连接引脚（22）固定地并且导电地连接到印制电路板（6）上，其特征在于，

定心板（12）具有至少一个技术弹簧（38），其中通过所述至少一个技术弹簧（38）将定心板（12）压向印制电路板（6），使得没有颗粒在印制电路板（6）和定心板（12）之间通过而到达连接引脚（22）。

2.根据权利要求1所述的电控制设备，其特征在于，所述至少一个技术弹簧（38）支撑在电器件（20）处。

3.根据权利要求2所述的电控制设备，其特征在于，所述至少一个技术弹簧（38）和定心板（12）由不导电的塑料构造。

4.根据权利要求2或3所述的电控制设备，其特征在于，所述至少一个技术弹簧（38）和定心板（12）被构造为单件的。

5.根据前述权利要求之一所述的电控制设备，其特征在于，所述定心板（12）具有第一定心元件（46）并且所述印制电路板（6）具有与第一定心元件（46）相对应的第二定心元件（50），其中第一定心元件（46）和第二定心元件（50）协作，使得定心板（12）在预先确定的位置连接到印制电路板（6）上。

6.根据前述权利要求之一所述的电控制设备，其特征在于，所述定心板（12）具有朝向印制电路板（6）的下侧（32），其中下侧（32）具有至少一个凹处（36），其中所述第一开口（26）延伸直至凹处（36）。

7.根据前述权利要求之一所述的电控制设备，其特征在于，所述印制电路板（6）具有朝向电器件（16,20）的装配侧（34），

其中定心板（12）具有背离装配侧（34）的上侧（52），

其中在定心板（12）中布置至少两个彼此相间隔的第一开口（26），

其中分离肋（56）在各两个彼此相邻的第一开口（26）之间延伸，

其中分离肋（56）被构造在定心板（12）的上侧（52）上，

其中分离肋（56）基本上垂直地远离装配侧（34）延伸。

8.根据权利要求7所述的电控制设备，其特征在于，所述分离肋（56）被构造为使得两个相邻的连接引脚（22）在定心板（12）的上侧（52）不能通过导电屑连接。

9.根据前述权利要求之一所述的电控制设备，其特征在于，所述电控制设备（2）具有定心板装置（8），其中定心板装置（8）具有至少两个定心板（12）和至少一个弹性可变形的元件（14），其中至少两个定心板（12）通过所述至少一个弹性可变形的元件（14）彼此不可分地连接。

10.根据权利要求9所述的电控制设备，其特征在于，所述定心板装置（8）被构造为单件的。

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