CN204697405U - 尤其用于机动车的控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型介绍一种尤其用于机动车的控制设备(1)。根据本实用新型的控制设备(1)包括壳体(30)以及一体的多层的第一印刷电路板(10)，该印刷电路板具有第一部分(11)、第二部分(12)和第三部分(13)。所述第一部分(11)配备有电的和/或电子的部件，所述第二部分(12)与第一插塞连接器(40)的至少一个触针(41)电连接且机械连接，并且所述第三部分(13)连接第一印刷电路板(10)的第一和第二部分(11、12)，其中，所述第一印刷电路板(10)在所述第三部分(13)内是柔性的或者至少是可弯曲的。根据本实用新型的控制设备(1)的特征在于，所述控制设备还包括一体的多层的第二印刷电路板(20)，该印刷电路板具有第一部分(21)、第二部分(22)和第三部分(23)。所述第一部分(21)配备有电的和/或电子的部件，所述第二部分(22)与第二插塞连接器(50)的触针(51)电连接且机械连接，并且所述第三部分(23)连接所述第二印刷电路板(20)的第一和第二部分(21、22)，其中，所述第二印刷电路板(20)在所述第三部分(23)内是柔性的或者至少是可弯曲的。最后，根据本实用新型的控制设备(1)具有至少一个连接件(60)，该连接件通过插塞连接将第一和第二印刷电路板(19、20)的第一部分(11、21)彼此电连接。

Description

尤其用于机动车的控制设备

本实用新型涉及一种控制设备，尤其是涉及一种用于机动车的控制设备，其具有壳体，在壳体中安置了多层印刷电路板。

本专利申请要求申请号为10 2012 207 599.2的德国专利申请的优先权，其公开内容在此被援引加入。

具有平行的插头引出端的控制设备的结构形式是公知的，可是它们由于其结构形式而具有并非不显著的位置需求。就平行的插头引出端而言，接插件被布置在控制设备的壳体的端面上，从而使得插塞连接器的接合方向平行于壳体的底板延伸。该结构形式由于降低的结构高度而表明是有利的。

已知采用如下插塞连接器，其插接触头是弯曲的，从而这些插接触头一方面垂直于印刷电路板平面，并且由于触针的弯曲使得插头的接合方向平行于该印刷电路板平面延伸。已表明，这种公知的结构形式的缺点是，接插件与印刷电路板之间的插接触头所在的区域不能装备有电的或电子的部件，进而不能使用印刷电路板的该部分。此外存在下述问题：随着插接触头排的数量增加，沿着插塞连接器的接合方向印刷电路板日益增大的部分无法再用于电的和/或电子的部件。

由于控制设备能占用的结构空间越来越小，所以必须把必要的部件布置在印刷电路板的因插塞连接器而减小的部分上。由此产生了对印刷电路板和对电路装置的布局的很高的要求。

为了解决该问题，由EP 1 575 344 A1已知，，在控制设备内在多层的弯曲区域上面设置一种多层的印刷电路板，其带有用于插塞连接器的同样为多层的的接线区。插塞连接器的触点垂直于印刷电路板的与插塞连接器相连接的部分。通过这种布置方式，增大了印刷电路板的基本面份额，在该份额的基本面上可以布置电的和/或电子的部件。作为印刷电路板，在这种控制设备内采用所谓的刚柔性的(starrflexible)印刷电路板，其弯曲区域是柔性的或可弯曲的。

刚柔性的印刷电路板至少在印刷电路板的柔性部分中具有柔性的、例如由聚酰亚胺制成的芯部作为承载材料。该芯部在两侧均配置有金属包覆层(Kaschierung)，而在刚性区域(这里即印刷电路板的第一和第二部分)中配置有由刚性的承载材料(基础材料)例如玻璃纤维和环氧树脂(FR4)制成的其它层，并同样配置有金属包覆层。这些层均可以通过粘接层(半固化片(Prepreg))来连接。因此，可以使得如此构造的印刷电路板在由具有柔性中间层、聚酰亚胺芯部的层所组成的柔性部分中适当弯曲，从而插塞连接器的接触件在弯曲状态下平行于印刷电路板的主要部分的印刷电路板平面延伸。

本实用新型的目的是，在功能和/或结构上改善上述类型的控制设备。

根据本实用新型，该目的通过具有权利要求1所述特征的控制设备来实现。有利的设计方案在从属权利要求中给出。

根据本实用新型的、尤其是被设置用在机动车内的控制设备具有壳体。此外，该控制设备具有一体的多层的第一印刷电路板，该印刷电路板具有第一部分、第二部分和第三部分。第一部分配备有电的和/或电子的部件。第二部分与第一插塞连接器的至少一个触针电连接且机械连接。第三部分连接第一印刷电路板的第一和第二部分，其中，第一印刷电路板在第三部分内是柔性的或者至少是可弯曲的。此外，控制设备具有一体的多层的第二印刷电路板，该印刷电路板同样具有第一部分、第二部分和第三部分。第一部分配备有电的和/或电子的部件。第二部分与第二插塞连接器的触针电连接且机械连接。第三部分连接第二印刷电路板的第一和第二部分，其中，第二印刷电路板在第三部分内是柔性的或者至少是可弯曲的。至少一个连接件通过插塞连接使得第一和第二印刷电路板的第一部分彼此电连接。

这种结构带来了下述优点：控制设备在不同的壳体表面上具有两个插塞连接器。由此，具有相比于常规的控制设备未改变的尺寸大小的控制设备可以向外具有明显增多的插塞连接件。相比于常规的且近乎同样大小的控制设备，由于还在壳体的内部设有两个通过连接件彼此电连接的印刷电路板，可以实现明显强大的功能。

因此，如在EP 1 575 344 A1中所述的那样，在根据本实用新型的控制设备中安置两个通过连接件彼此电连接的一体的、多层的印刷电路板。这里可以将涂敷在承载材料上的金属覆层理解为印刷电路板的层(Lage)。承载材料既可单侧地又可双侧地被覆层。印刷电路板的层可以包含有印制导线和/或接地面和供电面。就相应的多层印刷电路板而言，通过多层的弯曲区域使得具有电子部件的主印刷电路板与用于插塞连接器的同样多层的连接区相连接。在该种情况下，相应的插塞连接器的触头垂直于配设给第二部分的印刷电路板。通过这种布置方式不仅增大了印刷电路板(既第一部分)的基本面份额，电的和/或电子的部件可以布置在该份额的基本面上。而且，通过设置两个印刷电路板，在极端情况下甚至使得可供部件使用的空间翻倍。

在印刷电路板的第三部分中，印刷电路板是柔性的或者是可弯曲的。“柔性的”意味着印刷电路板在弯曲之后在无止挡的情况下近乎恢复到其初始形状。“可弯曲的”意味着印刷电路板可以无损伤地弯曲，并且在弯曲之后在很大程度上保持其被弯曲成的形状。

相比于这些具有多重弯曲区域的印刷电路板，具有一个唯一的弯曲区域的印刷电路板可以十分简单地制造。尽管在根据本实用新型的控制设备中必须操纵多个独立的组件，但是这在实际中相比于提供一个唯一的具有多重弯曲区域的印刷电路板更容易实现。另一好处在于，由于模块化设计原理，具有两个一体的、多层的印刷电路板的控制设备在提供不同的控制设备变型方面可以实现更大的灵活性。

在一个有利的设计方案中，第一和第二印刷电路板的第一部分通过连接件彼此机械连接，第一印刷电路板的第一部分被机械地固定在壳体上，而第二印刷电路板的第一部分并没有固定在壳体上。采用该种方式可以实现对控制设备的十分简单的装配。

在一个有利的设计方案中，第一和第二印刷电路板的第一部分彼此平行地布置在壳体内，其中，第一和第二插塞连接器被布置在壳体的不同的主要表面上。例如可以将这两个插塞连接器布置在壳体的对置的主要表面上。这会使得第一和第二印刷电路板的第二部分彼此平行地布置。换而言之，两个插塞连接器的接合方向沿着共同的轴线平行于壳体的底板。

在另一个设计方案中，插塞连接器也可以布置在彼此邻接的主要表面上。由此使得第一和第二印刷电路板的第二部分彼此垂直地布置。在这里，两个插塞连接器的接合方向还平行于壳体的底板，但是，两个插塞连接器的接合方向的轴线相互垂直。

在控制设备的壳体的哪个主要表面上构造插塞连接器，这主要视控制设备的安装情况而定。

有利的是，第一和第二印刷电路板布置在壳体的相对侧。这可以实现壳体紧凑，因为两个印刷电路板均可以彼此双重镜像地布置成“L”形地安放在壳体内。由此可以提供具有最小高度的壳体。

在另一有利的设计方案中，连接件的触针通过相应的压入连接与第一和第二印刷电路板的第一部分的印制导线彼此电连接。在该种情况下，可以有利地适当设计连接件，使得第二印刷电路板的第一部分在没有其它紧固机构的情况下支承在壳体内。

根据另一有利的设计方案，仅仅将一个第一或第二印刷电路板热连接到壳体上。两个印刷电路板中的另一个通过连接件来散热。由此可以简化控制设备的装配。

另一有利的设计方案规定，在与壳体热连接的印刷电路板上设置具有相对较高的损耗功率的部件，而在没有热学地布置在壳体上的印刷电路板上设置具有相对较低的损耗功率的部件。可以在两个印刷电路板之一上布置不同损耗功率的部件，这种可行方案可以采用十分简单的方式提供热学上优化的装置。

此外有利的是，第一和/或第二印刷电路板的第一部分均至少部分地在两侧配备有电的和/或电子的部件。由此可以在控制设备内安置非常多的部件，由此可以在不改变安装空间的情况下提供大量的功能。

以下借助于附图中的实施例对本实用新型进行详述。在附图中：

图1为根据本实用新型的控制装置的示意性横剖视图；

图2至图4为具有不同布置的插塞连接器的根据本实用新型的控制设备的示意图。

图1示出了一种控制设备1、例如用于机动车的发动机控制设备或者变速箱控制设备。也可以设想用于机动车的发动机和变速箱或者其它控制功能和调节功能的组合的控制设备。控制设备1具有由壳体底部31和壳体顶部32组成的壳体30。由壳体底部31和壳体顶部32构成的壳体30具有可以将第一插塞连接器40插入其中的端侧的开口35。壳体30还具有可以将第二插塞连接器50插入其中的端侧的第二开口36。所插入的插塞连接器40、50对壳体30进行封闭。

在壳体底部31和壳体顶部32之间，在未示出的槽内插入也未示出的密封件。该密封件可以是由塑料材料预制的密封件，或者是固化的或非固化的液态密封件。在壳体30和插塞连接器40、50之间同样插入相应的密封件42、52。

在安装状态下被布置在壳体30的内部的第一印刷电路板10与插塞连接器40电连接且机械连接。在安装状态下同样被布置在壳体30的内部的第二印刷电路板20采用相应的方式与插塞连接器50电连接且机械连接。

第一和第二印刷电路板的结构原则上是相同的。多层的印刷电路板10、20均具有刚性的第一部分11、21，该第一部分可选地至少部分地在两侧装备有器件(未示出)。印刷电路板10、20的同样为刚性的第二部分12、22与配设的插塞连接器40、50电连接且机械连接。印刷电路板10、20的第三部分13、23被布置在印刷电路板10、20的第一部分11、21和第二部分12、22之间，并且电连接且机械连接该第一部分和第二部分。

相应的第三部分13、23是可弯曲的。这意味着，具有插塞连接器40、50的第二部分12、22可以至少弯曲一次，以便在该第三部分13、23中将印刷电路板10、20装配到壳体30内，从而可以将插塞连接器40、50插入到端侧的开口35、36中。

第一插塞连接器40的触针41以及第二插塞连接器50的触针51和在第一与第二印刷电路板10、20的相应的第二部分12、22内的配设的凹槽经过优选构造，从而触针41、51可以简单地被压入到配设的印刷电路板10、20的凹槽中。由此在触针41、51和印刷电路板10、20之间产生电连接和机械连接。

优选地，将印刷电路板10、20设计为四层印刷电路板。关于具体的设计方案和可能的变型方案要参阅EP 1 575 344  A1，其内容援引加入到本申请中。

如由图1的横剖视图可直截了当地看出，第一和第二印刷电路板10、20的第一部分11、21在壳体30内部布置在壳体的相对侧。第一部分11、21彼此的电连接和机械连接通过连接件60来进行。在该种情况下，连接件60的触针61与第一和第二印刷电路板10、20的第一部分11、21的未示出的印制导线通过相应的压入连接彼此电连接。

尽管在根据图1的实施例中仅示出了一个唯一的连接件60，但是在印刷电路板10、20的第一部分11、21之间的电连接和/或机械连接也可以通过多个这种连接件60来进行。

连接件60经过优选设计，从而第二印刷电路板20的第一部分21不需要额外地固定在壳体30上。相比之下，第一印刷电路板10的第一部分11被机械地固定在壳体的壳体底部32上。为此，第一部分11位于壳体底部32的、构成支承部(Auflagen)33的多个凸起部上。通过紧固件34例如螺钉或铆钉将第一印刷电路板10的第一部分11机械地紧固在壳体下部32上。

在该实施例中，插塞连接器40、50位于壳体30的对置的表面侧。因此，插塞连接的接合方向平行于印刷电路板10、20的第一部分11、21延伸。此外，两个插塞连接件的接合方向沿着共同的轴线方向延伸。

由于第一印刷电路板10的第一部分11机械连接，有利的是，将具有高损耗功率的部件布置在第一印刷电路板10的该第一部分11上。因为第二印刷电路板20的第一部分21只能通过连接件60、第一印刷电路板10和壳体底部32散热，进一步有利的是，将具有较低损耗功率的部件布置在第二印刷电路板20上。

因为通过连接件60的触针61可以在第一印刷电路板上的组件和第二印刷电路板20上的组件之间进行数据交换，有利的是，将在连接件60近旁的交换数据的组件放置在第一和第二印刷电路板10、20的第一部分11、21上。

此外，设置两个从壳体伸出的插塞连接器具有下述优点：相比于具有相同功能且仅仅具有一个唯一的插塞连接器的控制设备，随着触针数量的相应增加，这种控制设备占有减小了的空间体积。在这种仅具有一个唯一的插塞连接器的常规控制设备中，为了实现相应数量的触针，必须要么加宽插塞连接器，要么增加高度。这两种方式都会导致增大壳体的侧边缘进而增大空间体积。

相比于具有带两个柔性部分的一个唯一的印刷电路板的控制设备，所述柔性部分用于构造两个在不同的表面侧从壳体伸出的插塞连接件，所提出的设计方案具有制造更简便且不易出错的优点。

通过设置另一个被第一印刷电路板“背负式”地承载的第二印刷电路板，可以在控制设备内实现数量明显增多的部件。此外，这些部件可以根据其损耗功率被分布到一个或另一个印刷电路板上。

当第一和第二印刷电路板10、20的第一部分11、21的表面彼此平行地布置时，就十分简单地实现了这种控制设备。由此，连接件60(或这些连接件)可以构造有笔直的触针。此外，插塞连接器40、50可以根据印刷电路板10、20的相对取向在壳体的不同的表面侧实现。这例如在图2至4中示出。

图2所示为根据本实用新型的控制设备1的俯视图。在纸张平面内可看到的表面侧标记为A。第一插塞连接器40在表面侧B形成，第二插塞连接器50在对置的表面侧C形成。因此，该布局与在图1中示出的布局相对应。

在图3中，第一和第二印刷电路板相对于在图1中示出的变型旋转了90°，从而第一插塞连接器40仍然位于表面侧B，而第二插塞连接器50则旋转90°位于表面侧E。

图4示出另一种设计变型，在该设计变型中，第二印刷电路板20的第三部分23不弯曲。这意味着第一部分21和第二部分22位于一个平面内。由此，第一插塞连接器又位于表面侧B，而第二插塞连接器50则位于表面侧A。

在另一未示出的设计变型中，也可以用两个以上的印刷电路板来实现控制设备。于是，印刷电路板的第一部分彼此平行地布置在壳体内，并且通过相应数量的连接件彼此机械连接和电连接。

本实用新型不因借助于实施例进行的说明而受限于该说明。确切地说，本实用新型包括任何新的特征以及这些特征的任意组合，这尤其包括在实施例和权利要求中所述特征的任意组合。

Claims (7)

1.一种用于机动车的控制设备（1），具有：

－ 壳体（30）；

－ 一体的多层的第一印刷电路板（10），该印刷电路板具有第一部分（11）、第二部分（12）和第三部分（13），其中，所述第一部分（11）配备有电的和/或电子的部件，所述第二部分（12）与第一插塞连接器（40）的至少一个触针（41）电连接且机械连接，并且所述第三部分（13）连接第一印刷电路板（10）的第一和第二部分（11、12），其中，所述第一印刷电路板（10）在所述第三部分（13）内是柔性的或者至少是可弯曲的，

其中，

－ 所述控制设备还具有一体的多层的第二印刷电路板（20），该印刷电路板具有第一部分（21）、第二部分（22）和第三部分（23），其中，所述第一部分（21）配备有电的和/或电子的部件，所述第二部分（22）与第二插塞连接器（50）的触针（51）电连接且机械连接，并且所述第三部分（23）连接所述第二印刷电路板（20）的第一和第二部分（21、22），其中，所述第二印刷电路板（20）在所述第三部分（23）内是柔性的或者至少是可弯曲的，以及

－ 所述控制设备具有至少一个连接件（60），该连接件通过插塞连接将第一和第二印刷电路板（10、20）的第一部分（11、21）彼此电连接，并且

－ 所述第一印刷电路板（10）和所述第二印刷电路板（20）的第一部分（11、21）通过所述连接件（60）彼此机械连接，所述第一印刷电路板（10）的第一部分（11）被机械地固定在所述壳体（30）上，而所述第二印刷电路板（20）的第一部分（21）并没有固定在所述壳体上。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述第一和第二印刷电路板（10、20）的第一部分（11、21）彼此平行地布置在所述壳体内，其中，第一和第二插塞连接器（40、50）被布置在所述壳体（30）的不同的主要表面（31、32、33、34）上。

3.根据权利要求1或2所述的控制设备，其特征在于，所述第一和第二印刷电路板（10、20）布置在所述壳体的相对侧。

4.根据权利要求1或2所述的控制设备，其特征在于，所述连接件（60）的触针（61）通过相应的压入连接与所述第一和第二印刷电路板（10、20）的第一部分（11、21）的印制导线电连接。

5.根据权利要求1或2所述的控制设备，其特征在于，仅仅将一个第一或第二印刷电路板（10、20）热连接到所述壳体（30）上，而两个印刷电路板（10、20）中的另一个通过所述连接件（60）来散热。

6.根据权利要求1或2所述的控制设备，其特征在于，在与所述壳体（30）热连接的印刷电路板（10、20）上，设置具有相对较高的损耗功率的部件，而在没有热学地布置在所述壳体（30）上的印刷电路板（10、20）上，设置具有相对较低的损耗功率的部件。

7.根据权利要求1或2所述的控制设备，其特征在于，第一和/或第二印刷电路板（10、20）的第一部分分别至少部分地在两侧配备有电的和/或电子的部件。