DE10134380B4

DE10134380B4 - Gehäuse mit darin untergebrachter elektrischer Schaltung

Info

Publication number: DE10134380B4
Application number: DE10134380.9A
Authority: DE
Inventors: Ralf Schulze; André Körner
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2001-07-14
Filing date: 2001-07-14
Publication date: 2020-11-12
Anticipated expiration: 2021-07-15
Also published as: DE10134380A1; US20030013329A1; US6719571B2

Abstract

Gehäuse mit darin untergebrachter elektrischer Schaltung, umfassend ein Gehäuseoberteil (5) und ein Gehäuseunterteil (1), mindestens eine zumindest abschnittsweise von dem Gehäuseunterteil (1) beabstandete Leiterplatte (3) mit mindestens einem elektrischen Bauteil (4) sowie mindestens ein Steckerelement (2), das durch das Gehäuseunterteil (1) hindurchragt und ein Steckerende (7) aufweist, das im Bereich der Leiterplatte (3) elektrisch kontaktiert wird, wobei das mindestens eine Steckerelement (2) mindestens ein Abstützelement (8) aufweist, das sich in dem Raum zwischen Gehäuseunterteil (1) und Leiterplatte (3) derart von dem Steckerelement (2) weg erstreckt, das es mit einem Abschnitt an der der Leiterplatte (3) zugewandten Seite des Gehäuseunterteils (1) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstützelement (8) mit einem Abschnitt an der dem Gehäuseunterteil (1) zugewandten Seite der Leiterplatte (3) anliegt, und dass das Steckerende (7) von der dem Gehäuseunterteil (1) zugekehrten Seite der Leiterplatte (2) in diese hineinragt und/oder durch diese hindurchragt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse mit darin untergebrachter elektrischer Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Dabei betrifft die Erfindung ein Gehäuse mit darin untergebrachter Schaltung insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug.
Bei Gehäusen der vorgenannten Art besteht in der Regel das Problem, eine mechanische Beanspruchung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem mindestens einen Steckerende und der Leiterplatte beziehungsweise auf dieser Leiterplatte angeordneten Leiterbahnen oder Bauelementen zu verhindern. Aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen sehen hier aufwendige mechanische Verbindungen zwischen Steckerelemente tragenden Steckerleisten und der Leiterplatte vor. Derartige mechanische Verbindungen bedingen einen relativ hohen Fertigungsaufwand und damit vergleichsweise hohe Herstellungskosten eines derartigen Gehäuses.
Ein Gehäuse mit darin untergebrachter elektrischer Schaltung der eingangs genannten Art ist aus der DE 195 34 019 A1 bekannt. Das darin offenbarte Steckerelement weist einen durch eine Gehäusewand hindurch ragenden Abschnitt und zwei sich daran anschließende, durch Abwinklungen gebildete Abstützabschnitte auf. Die Abstützabschnitte liegen zur mechanischen Zugentlastung an der Innenseite der Gehäusewand an. Weiterhin wird das Steckerelement nach der Einbringung in die Gehäusewand benachbart zur Außenseite der Gehäusewand eingeschnitten und teilweise an die Außenseite der Gehäusewand angelegt, um eine mechanische Druckentlastung zu gewährleisten. An der von der Innenseite der Gehäusewand abgewandten Seite sind an den Abstützabschnitten Steckerenden vorgesehen, die Leiterbahnen auf einer Leiterbahnenanordnung kontaktieren, ohne in diese hineinzuragen.
Aus der DE 37 16 102 A1 ist ein weiteres Gehäuse mit darin untergebrachter elektrischer Schaltung bekannt. Die darin offenbarten Steckerelemente liegen mit einem Abschnitt an einer Leiterplatte an, um eine bessere Wärmeabfuhr zu gewährleisten. Die Steckerenden dieser Steckerelemente sind mit Anschlusspins einer Leiterplatte verbunden. Die in der DE 37 16 102 A1 offenbarte Anordnung umfasst weiterhin einen aus Kunststoff bestehenden Stecksockel, der teilweise um die Steckerelemente herumgespritzt ist und sich an den Innenseiten des Gehäuses sowie an der Leiterplatte abstützt.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Schaffung eines Gehäuses der eingangs genannten Art, das eine mechanische Beanspruchung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem mindestens einen Steckerende und der Leiterplatte weitestgehend vermeidet und dabei kostengünstig herstellbar ist.
Dies wird erfindungsgemäß durch ein Gehäuse der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass das mindestens eine Abstützelement mit einem Abschnitt an der dem Gehäuseunterteil zugewandten Seite der Leiterplatte anliegt, und dass das Steckerende von der dem Gehäuseunterteil zugekehrten Seite der Leiterplatte in diese hineinragt und/oder durch diese hindurchragt. Das mindestens eine Abstützelement ist somit integraler Bestandteil des Steckerelementes und kann bei Fertigung des Steckerelementes mit einfachen Mitteln, beispielsweise durch Stanzen gefertigt werden. Das Abstützelement kann beispielsweise bei Zug an dem Steckerelement von der Leiterplatte weg die auf das Steckerelement wirkende Kraft auf das Gehäuseunterteil übertragen, so dass die elektrisch leitende Verbindung zwischen Steckerende und Leiterplatte mechanisch nicht beansprucht wird. Weiterhin wird auf diese Weise auch bei Druck auf das Steckerelement in Richtung Leiterplatte die auf das Steckerelement wirkende Kraft über das Abstützelement auf die Leiterplatte übertragen, so dass auch hierbei die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Steckerende und der Leiterplatte mechanisch nicht beansprucht wird.
Dabei kann das mindestens eine Abstützelement hinsichtlich der Verbindungsrichtung zwischen Gehäuseunterteil und Leiterplatte von dem Steckerelement im wesentlichen senkrecht wegragen. Das Abstützelement könnte dabei beispielsweise im wesentlichen fahnenförmige oder nasenförmig ausgebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Gehäuseoberteil mindestens ein Andrückelement auf, das auf der von dem Gehäuseunterteil abgewandten Seite der Leiterplatte mit einem Abschnitt anliegt. Durch dieses Andrückelement wird somit eine auf die Leiterplatte ausgeübte Kraft, beispielsweise aufgrund des vorgenannten Druckes auf das Steckerelement, über das Andrückelement auf das Gehäuseoberteil übertragen. Auf diese Weise wird die Leiterplatte im Gehäuse fixiert, wobei auch mechanische Bestätigungen der Leiterplatte durch die Kraftübertragung auf das mindestens eine Andrückelement vermieden werden.
Hierbei kann das Gehäuseoberteil mindestens eine Gehäuserippe aufweisen, an der das mindestens eine Andrückelement angeordnet ist. Eine derartige beispielsweise quer durch das Gehäuse verlaufende Gehäuserippe stellt eine sehr einfache Anbringungsmöglichkeit der Andrückelemente an dem Gehäuse dar. Beispielsweise kann dabei das mindestens eine Andrückelement nasenförmig ausgebildet sein. Durch eine derartige Ausbildung werden die Fertigungskosten für die Andrückelemente minimiert.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Gehäuseunterteil im wesentlichen plattenförmig ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil mittels einer Rastverbindung aneinander festgelegt, wobei vorzugsweise an dem Gehäuseoberteil angeordnete Rastnasen hinter an dem Gehäuseunterteil angeordnete Rastvorsprünge greifen können. Durch diese Rastverbindung wird zum einen das Gehäuseoberteil gegen Abziehen gesichert. Zum anderen besteht aufgrund der Rastverbindung und der vorgenannten Andrück- und Abstützelemente die Möglichkeit, das Gehäuse lediglich durch Fügeprozesse zu montieren. Dadurch kann die Montage des Gehäuses ausgesprochen kostengünstig gestaltet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen

1a-1e in einer perspektivischen Ansicht den schrittweisen Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Gehäuses mit darin untergebrachter elektrischer Schaltung;
2a-2e den schrittweisen Zusammenbau gemäß 1 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht;
3a eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines zusammengebauten erfindungsgemäßen Gehäuses;
3b eine Ansicht gemäß dem Pfeil IIIb in 3a.

Ein in den 1 bis 3 abgebildetes erfindungsgemäßes Gehäuse umfasst im wesentlichen ein Gehäuseunterteil 1, Steckerelemente 2, eine Leiterplatte 3, elektrische Bauelemente 4, die als SMD-Bauelemente ausgeführt sein können, sowie ein Gehäuseoberteil 5.
Aus 1 und 2 ist ersichtlich, dass das Gehäuseunterteil 1 als Grundplatte ausgeführt sein kann, die schlitzförmige Öffnungen 6 aufweist, durch die sich hindurch die Steckerelemente 2 erstrecken können. Der Übergang von 1a zu 1b verdeutlicht den Einbau der Steckerelemente 2 in die Grundplatte 1. Die Steckerelemente 2 werden dabei in 1 beziehungsweise in 2 von oben durch die schlitzförmigen Öffnungen hindurch gesteckt.
Wie insbesondere aus 2a ersichtlicht ist, weisen die Steckerelemente 2 jeweils ein Steckerende 7 und mindestens ein Abstützelement 8 auf. Das Steckerende 7 kann, wie im nachfolgenden noch verdeutlicht wird, in Öffnungen 9 der Leiterplatte 3 hineinragen und dort elektrisch kontaktiert werden. Die Abstützelemente 8 sind fahnenförmig oder nasenförmig ausgebildet und ragen von der Längserstreckung der Steckerelemente 2 seitlich im wesentlichen senkrecht weg, wie dies aus 2a ersichtlich ist. Nach der Einbringung der Steckerelemente 2 in das Gehäuseunterteil 1 liegen die Abstützelemente 8 auf der in 1 und 2 Oberseite des Gehäuseunterteils 1 auf (siehe dazu 2b).
In dem bei dem Übergang von 1b zu 1c beziehungsweise von 2b zu 2c vollzogenen Verfahrensschritt wird die Leiterplatte 3 von oben auf die Steckerelemente 2 so aufgesetzt, dass die Steckerenden 7 in die Öffnungen 9 der Leiterplatte hineinragen beziehungsweise gegebenenfalls auch durch diese hindurchragen. Dies ist beispielsweise in der geschnittenen Seitenansicht in 2c deutlich ersichtlich.
In einem nächsten Verfahrensschritt werden elektrische Bauelemente 4 von oben auf die Leiterplatte 3 aufgebracht. Hierbei wird es sich in der Regel um SMD-Bauelemente handeln. Die elektrischen Bauelemente 4 und die Steckerenden 7 der Steckerelemente 2 werden anschließend an der Leiterplatte verlötet.
In dem durch den Übergang von 1d zu 1e beziehungsweise von 2d zu 2e dargestellten Verfahrensschritt wird das Gehäuseoberteil 5 von oben auf die verlötete Schaltung aufgebracht, bis es, wie im nachfolgenden noch deutlicher erläutert wird, an dem Gehäuseunterteil 1 verrastet. Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, umfasst das Gehäuse 5 mindestens eine Gehäuserippe 10, die sich in 2 von links nach rechts durch das Gehäuseoberteil 5 erstreckt. An der Unterseite dieser Gehäuserippe 10 sind in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel drei sich nach unten erstreckende Andrückelemente 11 ersichtlich, die nasenförmig ausgeführt sind. Der Detailansicht zu 2e ist entnehmbar, dass nach der Aufbringung des Gehäuseoberteils 5 die Nasen 11 der Gehäuserippen 10 von oben auf der Leiterplatte 3 aufliegen.
3 und hierbei insbesondere 3b ist entnehmbar, dass an dem Gehäuseoberteil 5 Rastnasen 12 angebracht sind, die von unten unter entsprechende Rastvorsprünge 13 an dem Gehäuseunterteil 1 greifen können. Auf diese Weise ergibt sich eine feste mechanische Verbindung zwischen dem Gehäuseoberteil 5 und dem Gehäuseunterteil 1.
Durch die Abstützelemente 8 wird erreicht, dass bei Zug an den Steckerelementen 2 nach unten in 3 die Lötverbindung zwischen den Steckerelementen 7 und der Leiterplatte 3 nicht mechanisch beansprucht wird. Vielmehr wird der Zug von den Abstützelementen 8 auf das Gehäuseunterteil 1 übertragen.
Weiterhin wird bei Druck auf die Steckerelemente 2 von unten in 3 die Lötverbindung zwischen den Steckerenden 7 und der Leiterplatte 3 ebenfalls nicht mechanisch belastet, weil zum einen die Abstützelemente 8 von unten an der Leiterplatte 3 anliegen und den Druck auf diese übertragen. Zum anderen liegen von oben auf der Leiterplatte 3 die Andrückelemente 11 des Gehäuseoberteils 5 auf, so dass die von unten auf die Leiterelemente 2 wirkenden Kräfte auf das Gehäuseoberteil 5 übertragen werden.

Claims

Gehäuse mit darin untergebrachter elektrischer Schaltung, umfassend ein Gehäuseoberteil (5) und ein Gehäuseunterteil (1), mindestens eine zumindest abschnittsweise von dem Gehäuseunterteil (1) beabstandete Leiterplatte (3) mit mindestens einem elektrischen Bauteil (4) sowie mindestens ein Steckerelement (2), das durch das Gehäuseunterteil (1) hindurchragt und ein Steckerende (7) aufweist, das im Bereich der Leiterplatte (3) elektrisch kontaktiert wird, wobei das mindestens eine Steckerelement (2) mindestens ein Abstützelement (8) aufweist, das sich in dem Raum zwischen Gehäuseunterteil (1) und Leiterplatte (3) derart von dem Steckerelement (2) weg erstreckt, das es mit einem Abschnitt an der der Leiterplatte (3) zugewandten Seite des Gehäuseunterteils (1) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstützelement (8) mit einem Abschnitt an der dem Gehäuseunterteil (1) zugewandten Seite der Leiterplatte (3) anliegt, und dass das Steckerende (7) von der dem Gehäuseunterteil (1) zugekehrten Seite der Leiterplatte (2) in diese hineinragt und/oder durch diese hindurchragt.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstützelement (8) hinsichtlich der Verbindungsrichtung zwischen Gehäuseunterteil (1) und Leiterplatte (3) von dem Steckerelement (2) im wesentlichen senkrecht wegragt.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (8) im wesentlichen fahnenförmig oder nasenförmig ausgebildet ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil (5) mindestens ein Andrückelement (11) aufweist, das auf der von dem Gehäuseunterteil (1) abgewandten Seite der Leiterplatte (3) mit einem Abschnitt anliegt.
Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil (5) mindestens eine Gehäuserippe (10) aufweist, an der das mindestens eine Andrückelement (11) angeordnet ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Andrückelement (11) nasenförmig ausgebildet ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseunterteil (1) im wesentlichen plattenförmig ausgebildet ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil (5) und das Gehäuseunterteil (1) mittels einer Rastverbindung aneinander festgelegt sind, wobei vorzugsweise an dem Gehäuseoberteil (5) angeordnete Rastnasen (12) hinter an dem Gehäuseunterteil (1) angeordnete Rastvorsprünge (13) greifen können.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrische Bauteil (4) als SMD-Bauteil ausgeführt ist.