DE10141400A1

DE10141400A1 - Steuergerät

Info

Publication number: DE10141400A1
Application number: DE10141400A
Authority: DE
Inventors: Jayesh Jayantilal Modi
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2003-03-13
Also published as: US6590780B2; JP2003134640A; US20030039107A1; ITMI20021835A1; FR2828985A1; FR2828985B1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Steuergerät (1) mit einem Gehäuse und mit einer darin angeordneten mit einem elektronischen Schaltungsteil versehenen Leiterplatte (6) und einem Stanzgitter (7) mit wenigstens einer parallel zur Leiterplatte (6) angeordneten Stanzgitterebene (8), welches Stanzgitter mittels aus der Stanzgitterebene (8) angebogenen ersten Kontaktabschnitten (18) mit der Leiterplatte (6) elektrisch verbunden ist, sowie mit der Leiterplatte und/oder dem Stanzgitter verbindbare elektrische Bauelemente (10, 11), wobei das Gehäuse ein erstes Gehäuseteil (2) mit einer parallel zur Leiterplatte (6) und zu der Stanzgitterebene (8) verlaufenden Gehäusewand (21) aufweist, an deren Außenseite (22) wenigstens ein erstes elektrisches Bauelement (10) festlegbar ist, wobei erste Anschlußelemente (12) und zweite Anschlußelemente (13) des ersten Bauelementes (10) durch Aussparungen (23, 24) der Gehäusewand (20) hindurchführbar sind und die ersten Anschlußelemente (12) mit zweiten Kontaktabschnitten (19) des Stanzgitters (7) und die zweiten Anschlußelemente (13) mit auf der Leiterplatte (6) angeordneten und zur Gehäusewand (21) hin abstehenden diskreten Kontaktelementen (14) elektrisch verbindbar sind.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein solches Steuergerät ist beispielsweise aus der DE 199 53 191 A1 bekannt. Derartige Steuergeräte weisen eine mit einer elektronischen Schaltung versehene Leiterplatte auf und zusätzlich ein mit der Leiterplatte elektrisch verbundenes Stanzgitter zur Leitung starker Ströme. Elektrische Bauelemente, welche mit starken Strömen betrieben werden, sind im Gehäuse des Steuergerätes mit dem Stanzgitter kontaktiert, während andere Bauelemente direkt mit Leiterbahnen der Leiterplatte elektrisch verbunden sind.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Steuergerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ermöglicht es, elektrische Bauelemente, welche erste Anschlußelemente für Hochstrom und zweite Anschlußelemente für Steuersignale aufweisen, simultan mit dem Stanzgitter und der Leiterplatte zu kontaktieren, bei gleichzeitig einfacher und preisgünstiger Konstruktion des Steuergerätes. Vorteilhaft können elektrische Bauelemente, wie beispielsweise Relais, von außen auf eine Gehäusewand des Steuergerätes aufgesteckt werden, wobei ihre Anschlußelemente durch Aussparungen in der Gehäusewand dringen und wobei erste Anschlußelemente für Hochstrom mit Kontaktabschnitten des Stanzgitters elektrisch verbunden werden und zweite Anschlußelemente für Signalströme mit diskreten Kontaktelementen, die auf der Leiterplatte angeordnet sind und dort mit der elektronischen Schaltung verbunden sind, elektrisch verbunden werden. Da Signalströme, beispielsweise elektrische Steuersignale zur Ansteuerung einer Relaisspule, dem wenigstens einen elektrischen Bauelement über die Leiterplatte zugeführt werden, kann das Stanzgitter erheblich einfacher aufgebaut werden. Die einzelnen Leiterbahnen des Stanzgitters können vorteilhaft enger angeordnet werden, ohne daß die Breite der Leiterbahnen verringert werden müßte. Das Stanzgitter ist daher besser zur Hochstromführung geeignet und ermöglicht eine effizientere Wärmeableitung der von den elektrischen Bauelementen erzeugten Wärme.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale ermöglicht.

Vorteilhaft sind die auf der Leiterplatte angeordneten diskreten Kontaktelemente und die zweiten Kontaktelemente des Stanzgitters als Klemmkontakte ausgebildet, so daß die elektrischen Bauelemente durch Aufstecken auf die Gehäusewand lösbar an der Gehäusewand des Steuergerätes befestigt werden können.

Vorteilhaft ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuergerätes, welches eine weitere Stanzgitterebene aufweist, die in einem zweiten Gehäuseteil angeordnet ist, welches mit dem ersten Gehäuseteil ein L-förmiges Gehäuse bildet. Die räumliche Gestalt des Steuergerätes ermöglicht es, zweite Bauelemente im rechten Winkel zu den ersten Bauelementen von außen auf das Gehäuse aufzustecken, wobei die Hochstromanschlüsse der zweiten Bauelemente durch Aussparungen in dem Gehäuse mit dem Stanzgitter kontaktiert werden.

Vorteilhaft ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des Steuergerätes bei dem das Stanzgitter zunächst in ein Gehäuseteil eingebracht wird, anschließend die Leiterplatte auf das Stanzgitter aufgesetzt wird und mit diesem verlötet wird. Die Verlötung erfolgt in einem einzigen Lötverfahren, welches auf der Leiterplatte durchgeführt wird, wobei abgebogene erste Kontaktabschnitte des Stanzgitters zusammen mit Anschlüssen von auf der Leiterplatte bestückten Bauelementen verlötet werden.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuergerätes,
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuergerätes.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuergerätes, insbesondere eines Steuergerätes für ein Kraftfahrzeug, welches eine Leiterplatte 6 umfaßt, die mit elektrischen und elektronischen Bauelementen versehen ist, welche eine elektronische Steuerschaltung bilden. Das Steuergerät weist ein erstes Gehäuseteil 2 auf und ein zweitens Gehäuseteil 4, das mit dem ersten Gehäuseteil 2 derart verbunden ist, das ein L-förmiges Gehäuse entsteht. Auf das erste Gehäuseteil 2 ist ein erstes Deckelteil 3aufgesetzt, auf das zweite Gehäuseteil 4 ein zweites Deckelteil 5. Das erste Gehäuseteil 2, das zweite Gehäuseteil 4 und die beiden Deckelteile 3, 4, bilden zusammen ein geschlossenes Gesamtgehäuse. Die Leiterplatte 6 ist in dem ersten Gehäuseteil 2 auf von einer Gehäusewand 21 nach innen vorspringenden Podesten 31 und Zapfen 32 aufgelegt und mittels Schrauben 33 an den Zapfen 32 festgeschraubt. Weiterhin ist ein Stanzgitter 7 vorgesehen, das durch Stanzen aus einem Metallblech hergestellt ist. Die über Querstege miteinander verbundenen Leiterbahnen des Stanzgitters werden nach der Montage aufgetrennt, so daß die einzelnen Leiterbahnen voneinander elektrisch getrennt sind. Das Stanzgitter 7 weist eine erste Stanzgitterebene 8 auf, welche parallel zur Leiterplatte 6 angeordnet ist. Aus der Stanzgitterebene 8 abgebogene erste Kontaktabschnitte 18 sind mit der Leiterplatte 6 elektrisch verbunden. Hierzu sind die Kontaktabschnitte 18 durch Metallisierungslöcher der Leiterplatte hindurchgeführt und auf der Rückseite mit der Leiterplatte verlötet. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, sind zweite Kontaktabschnitte 19 aus der Stanzgitterebene 8 derart abgebogen, daß sie auf der von der Leiterplatte 6 abgewandten Seite des Stanzgitters 7 zu der Gehäusewand 21 des Gehäuseteils 2 abstehen. Die Gehäusewand 21 ist mit ersten Aussparungen 23 und zweiten Aussparungen 24 versehen. Weiterhin sind auf der Leiterplatte 6 diskrete Kontaktelemente 14 angeordnet, welche beispielsweise mit daran angeordneten Kontaktstiften 38 durch Öffnungen in der Leiterplatte hindurchgeführt und auf der Rückseite mit der Leiterplatte 6 verlötet sind oder aber in die Leiterplatte eingepreßt sind. Die Kontaktelemente 14 bestehen aus Metall und sind mit der Steuerschaltung auf der Leiterplatte 6 elektrisch verbunden. Die zur Gehäusewand 21 hin abstehenden Enden der diskreten Kontaktelemente 14 und der zweiten Kontaktabschnitte 19 des Stanzgitters 7 sind mit Klemmkontakten versehen. Die Klemmkontakte können beispielsweise zangenförmig mit zwei Klemmschenkeln ausgebildet sein und befinden sich in der Nähe der ersten Aussparungen 23 und den zweiten Aussparungen 24. Ein auf die Außenseite 22 der Gehäusewand 21 aufgesetztes erstes elektrischen Bauelement 10 greift mit ersten Anschlußelementen 12 durch die ersten Aussparungen 23 der Gehäusewand 21 hindurch in die Klemmkontakte 19 des Stanzgitters 7 ein und mit zweiten Anschlußelementen 13 durch die zweiten Aussparungen 24 hindurch in die Klemmkontakte der Kontaktelemente 14. Bei dem ersten elektrischen Bauelement 10 handelt es sich vorzugsweise um ein Relais, dessen zweite Anschlußelemente 13 mit der Spule des Relais verbunden sind und über dessen erste Anschlußelemente 12 Leistungsströme geführt werden. Wie in Fig. 1 gut zu erkennen ist, dienen die diskreten Kontaktelemente 14 auf der Leiterplatte 6 zur Signalzuführung, während die Kontaktabschnitte 19 des Stanzgitters zur Führung der Leistungsströme verwandt werden. Dadurch, daß die Signalströme nicht über das Stanzgitter geführt werden, kann der Aufbau des Stanzgitters erheblich vereinfacht werden.
Wie in Fig. 1 weiterhin zu erkennen ist, ist eine zweite Stanzgitterebene 9 rechtwinklig zu der Leiterplatte 6 aus der ersten Stanzgitterebene 8 abgebogen und innerhalb des zweiten Gehäuseteils 4 angeordnet. Ein zweites elektrisches Bauelement 11, beispielsweise eine Sicherung, ist von außen auf das Deckelteil 5 aufgesetzt und greift mit seinen Anschlußelementen 26 durch Aussparungen 25 in dem Deckelteil 5 hindurch in Klemmkontakte des Stanzgitters 7 ein, welche aus der zweiten Stanzgitterebene 9 abgebogen sind.
Dritte Kontaktabschnitte 17, welche in Fig. 1 aus der zweiten Stanzgitterebene 9 abgebogen sind, sind in diesem Ausführungsbeispiel durch das Deckelteil 5 und/oder das zweite Gehäuseteil 4 nach außen geführt. Die Kontaktabschnitte 17 bilden Verbinder für den Anschluß von Leistungsströmen. Auf der Leiterplatte angeordnete Steckerstifte 16 sind durch die Gehäusewand 21 nach außen geführt und bilden einen Verbinder für den Anschluß von Signalströmen. Das erste Deckelteil 3 ist mittels Nieten 34 an den Podesten 31 des ersten Gehäuseteils 2 befestigt, so daß die Leiterplatte 6 eingespannt zwischen dem ersten Gehäuseteil 2 und dem ersten Deckelteil 3 festgelegt ist.
Ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuergerätes ist in Fig. 2 dargestellt. Gleiche Teile tragen gleiche Bezugsziffern. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist das Gehäuse flach ausgebildet und umfaßt zwei Gehäuseteile 2 und 3. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind mehrere Relais 10 und Sicherungen 11 an einer gemeinsamen Gehäusewand 21 des Steuergerätes angeordnet, während die Steckerstifte 16 des Verbinders für den Steuerschaltungsteil und die Kontaktabschnitte 17 des Verbinders für den Leistungsteil an einer Gehäusewand, welche der Gehäusewand 21 gegenüberliegt, angeordnet sind.
Bei der Herstellung des Steuergerätes wird wie folgt verfahren: Das Stanzgitter 7 wird durch Stanzen aus Metallblech und anschließendes Umbiegen der ersten Kontaktabschnitte 18 und der zweiten Kontaktabschnitten 19 aus einer ersten Stanzgitterebene 8 hergestellt. Während der Herstellung werden die Enden der zweiten Kontaktabschnitte 19 mit Kontaktzangen versehen. Das so hergestellt Stanzgitter 7 wird in ein erstes Gehäuseteil 2 eingesetzt, wobei die erste Stanzgitterebene 8 parallel zu einer Gehäusewand 22 des Gehäuseteils 2 verläuft und die ersten Kontaktabschnitte 18 von der Gehäusewand 21 abgewandt sind und die zweiten Kontaktabschnitte 19 der Gehäusewand 21 zugewandt sind. Danach wird die mit dem elektronischen Schaltungsteil versehene Leiterplatte 6 in das Gehäuseteil 2 eingesetzt und die ersten Kontaktabschnitte 18 mit Kontaktflächen der Leiterplatte 6 verlötet. Dieser Lötprozeß kann vorteilhaft mit der Verlötung anderer elektrischer Bauelemente auf der Leiterplatte 6 durchgeführt werden, wie beispielsweise der diskreten Kontaktelemente 14, die mit ihren Kontaktstiften 38 auf der Leiterplatte 6 verlötet werden. Nach dem Löten wird das erste Gehäuseteil 2 mit dem ersten Deckelteils 3 verschlossen. Erste Bauelemente 10, beispielsweise Relais, und zweite Bauelemente 11, beispielsweise elektrische Sicherungen, können nun von außen am Gehäuse des Steuergerätes befestigt werden, ohne daß das Steuergerät hierzu geöffnet werden muß.

Claims

1. Steuergerät (1) mit einem Gehäuse und mit einer darin angeordneten mit einem elektronischen Schaltungsteil versehenen Leiterplatte (6) und einem Stanzgitter (7) mit wenigstens einer parallel zur Leiterplatte (6) angeordneten Stanzgitterebene (8), welches Stanzgitter mittels aus der Stanzgitterebene (8) abgebogenen ersten Kontaktabschnitten (18) mit der Leiterplatte (6) elektrisch verbunden ist, sowie mit der Leiterplatte und/oder dem Stanzgitter verbindbare elektrische Bauelemente (10,11), dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein erstes Gehäuseteil (2) mit einer parallel zur Leiterplatte (6) und zu der Stanzgitterebene (8) verlaufenden Gehäusewand (21) aufweist, an deren Außenseite (22) wenigstens ein erstes elektrisches Bauelement (10) festlegbar ist, wobei erste Anschlußelemente (12) und zweite Anschlußelemente (13) des ersten Bauelementes (10) durch Aussparungen (23, 24) der Gehäusewand (20) hindurchführbar sind und die ersten Anschlußelemente (12) mit zweiten Kontaktabschnitten (19) des Stanzgitters (7) und die zweiten Anschlußelemente (13) mit auf der Leiterplatte (6) angeordneten und zur Gehäusewand (21) hin abstehenden diskreten Kontaktelementen (14) elektrisch verbindbar sind.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kontaktabschnitte (19) des Stanzgitters (7) Hochstromanschlüsse und die auf der Leiterplatte angeordneten diskreten Kontaktelemente (14) Niederstromanschlüsse sind.

3. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kontaktabschnitte (19) des Stanzgitters (7) zur Gehäusewand (21) hin abgebogen sind und als Klemmkontakte ausgebildet sind und daß die auf der Leiterplatte (6) angeordneten Kontaktelemente (14) ebenfalls als Klemmkontakte (14) ausgebildet sind.

4. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der parallel zur Leiterplatte (6) verlaufenden Stanzgitterebene (8) eine weitere Stanzgitterebene (9) rechtwinklig zur Leiterplatte (6) abgewinkelt ist.

5. Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Stanzgitterebene (9) in einem zweiten Gehäuseteil (4) angeordnet ist, welches mit dem ersten Gehäuseteil (2) ein L-förmiges Gehäuse bildet.

6. Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußelemente (26) wenigstens eines zweiten Bauelementes (11) durch weitere Aussparungen (25) in dem Gehäuse hindurchführbar sind und mit vierten Kontaktabschnitten (26) des Stanzgitters (7) durch Klemmkontaktierung verbindbar sind.

7. Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (2) mit einem ersten Deckelteil (3) und das zweite Gehäuseteil (4) mit einem zweiten Deckelteil (5) verschlossen ist.

8. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine erste elektrische Bauelement ein Relais ist.

9. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine zweite elektrische Bauelement eine Sicherung ist.

10. Steuergerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dritte Kontaktabschnitte (17) des Stanzgitters (7) von der Stanzgitterebene (8) und/oder der weiteren Stanzgitterebene (9) abgebogen und durch das Gehäuse nach außen geführt sind.

11. Steuergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Kontaktabschnitte (17) einen ersten Verbinder für den Anschluß von Leistungsströmen bilden.

12. Steuergerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Leiterplatte (6) verbundene Steckerstifte (16) durch die Gehäusewand (21) und/oder das erste Deckelteil (3) nach außen geführt sind.

13. Steuergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerstifte (16) einen zweiten Verbinder für den Anschluß von Signalströmen bilden.

14. Verfahren zur Herstellung eines Steuergerätes nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Herstellen eines Stanzgitters (7) durch Stanzen aus Metallblech und anschließendes Umbiegen von ersten Kontaktabschnitten (18) und zweiten Kontaktabschnitten (19) aus einer ersten Stanzgitterebene (8),

- Einsetzen des Stanzgitters in ein erstes Gehäuseteil (2) derart, das die erste Stanzgitterebene (8) parallel zu einer Gehäusewand (22) des Gehäuseteils (2) verläuft und die ersten Kontaktabschnitte (18) von der Gehäusewand (21) abgewandt sind und die zweiten Kontaktabschnitte (19) der Gehäusewand (21) zugewandt sind,

- Einsetzen einer mit einem elektronischen Schaltungsteil versehenen Leiterplatte (6) in das Gehäuseteil (2),

- Verlöten der ersten Kontaktabschnitte (18) und gegebenenfalls weiterer elektrischer Bauelemente (14) mit Kontaktflächen der Leiterplatte (6),

- Aufsetzen eines Deckelteils (3) auf das erste Gehäuseteil (2).