-
Die
Erfindung betrifft ein Steuergerät,
insbesondere für
ein Kraftfahrzeug, mit einer innerhalb eines Steuergerätegehäuses fixierten
Leiterplatte, die an einem Randabschnitt elektrische Anschlüsse aufweist,
die über
eine Gehäuseausnehmung
von einem Leiterplattenrandverbinder kontaktierbar sind.
-
Steuergeräte, insbesondere
solche für
Kraftfahrzeuganwendungen, werden im allgemeinen mittels Steckverbindern
kontaktiert, wobei entweder stift- oder buchsenförmige Steckverbinderteile durch eine
Wand oder eine Ausnehmung eines Steuergerätegehäuses hindurchgeführt sind.
-
Zur
elektrischen Anbindung einer Schaltungsanordnung, die auf einer
Leiterplatte angeordnet ist, ist es bekannt, die bis zum Rand der
Leiterplatte geführten
Leiterbahnen direkt über
einen auf den Leiterplattenrand aufsteckbaren Verbinder zu kontaktieren.
Solche sogenannten Leiterplattenrandverbinder sind einfach und kostengünstig aufgebaut; es
hat sich allerdings als problematisch erwiesen, unter schwierigen
Umweltbedingungen, insbesondere unter starken Vibrationsbelastungen,
wie sie in Kraftfahrzeugen vorkommen, eine zuverlässige Kontaktgabe über einen
längeren
Zeitraum zu gewährleisten.
-
Aus
der
DE 44 39 673 C2 ist
ein Leiterplattensteckverbinder bekannt, der mittels ineinanderfügbarer Kragen
und Führungsstifte
eine sichere Anbindung von Kontakten an einer Leiterplatte vorsieht.
-
Die
DE 36 31 115 A1 zeigt
eine elektrische Steckverbindung für Leiterplatten, bei der ein
Litzenstecker mit einer Leiterplatte verbindbar ist. An der Leiterplatte
ist ein deren Leiterbahnen überdeckender
Kunststoffkragen bzw. überdeckendes
Anschlußsteckgehäuse angebracht,
in das der Litzenstecker einschiebbar ist. Dabei greifen Kodierstege
des Litzensteckers in Kodiernuten des Anschlußsteckgehäuses ein, wodurch die Anbindung
des Litzensteckers mechanisch stabilisiert wird. Derartige Mittel zur
Stabilisierung sind relativ aufwendig.
-
Es
stellte sich daher die Aufgabe, ein Steuergerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
zu schaffen, das auf besonders einfache und kostengünstige Weise
eine stabile und toleranzarme Anordnung eines Steckverbinders an
einer in einem Steuergerätegehäuse angeordneten
Leiterplatte mit einer besonders guten und langzeitstabilen Kontaktgabe
ermöglicht.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß das
Steuergerätegehäuse Anformungen
aufweist, die den Leiterplattenrandverbinder auf seinen beiden zur
Leiterplatte parallelen Außenseiten
abstützen.
-
Hierdurch
wird auf einfache Weise eine sichere und toleranzarme Befestigung
des Leiterplattenrandverbinders innerhalb des Steuergerätegehäuses sowie
eine exakte Positionierung des Leiterplattenrandverbinders relativ
zur Leiterplatte erzielt, wodurch sich eine Vielzahl von Vorteilen
hinsichtlich einer Verringerung des Fertigungsaufwands und einer
Verbesserung der elektrischen Eigenschaften des Leiterplattenrandverbinders
ergeben.
-
So
können
die am Steuergerätegehäuse vorgesehenen
Anformungen durch einfache Gehäuserippen
ausgebildet sein, die an Wänden
des Steuergerätegehäuses angeordnet
sind und die miteinander eine schubladenartige Aufnahme für den Leiterplattenrandverbinder
ausbilden.
-
Durch
diese Anformungen wird der Leiterplattenrandverbinder auf einfache
Weise am Steuergerätegehäuse abgestützt und
fixiert. Besonders vorteilhaft ist, wenn die die Aufnahme ausbildenden
Anformungen an einem einzigen Gehäuseteil ausgebildet sind, so
daß Montagetoleranzen,
die beim Zusammenfügen
mehrerer Gehäuseteile
zu berücksichtigen
wären,
hier ohne Einfluß bleiben.
Die Toleranzkette zur Befestigung des Leiterplattenrandverbinders
wird somit minimal, da lediglich die Abstandsmaße zwischen den Anformungen
an einem Gehäuseteil,
sowie die Maße
des Leiterplattenrandverbinders selber in die Verbindung eingehen.
-
Über die
Festlegung des Leiterplattenrandverbinders am Steuergerätegehäuse kann
zudem eine besonders genaue Positionierung der Kontakte des Leiterplattenrandverbinders
an den Kontaktflächen
der Leiterplatte erzielt werden. Der Leiterplattenrandverbinder
wird, positioniert über
die Anformungen, mittig und symmetrisch auf der Leiterplatte gehalten.
Hierdurch können
die Kontaktelemente des Leiterplattenrandverbinders auf alle Leiterplattenkontakte
mit gleicher Kontaktkraft und mit jeweils gleicher und symmetrischer
Vorspannung einwirken. Insbesondere wird durch die gleichmäßige Verbindung eine
mechanische Überlastung
einzelner Kontakte vermieden.
-
Die
durch die Anformungen gebildete Aufnahme bildet zudem eine Montagehilfe
beim Anfügen des
Leiterplattenrandverbinders an das Steuergerät, da die Aufnahme den Leiterplattenrandverbinder
exakt führt.
-
Gleichzeitig
wird der Kontaktaufnahmebereich des Leiterplattenrandverbinders exakt
auf den Rand der Leiterplatte ausgerichtet, so daß ein Zusammenfügen von
Leiterplattenrandverbinder und Leiterplatte ohne eine besondere
mechanische Belastung von der beiden Komponenten möglich ist.
Die Anformungen dienen hier somit als Führungselemente, durch die eine
Beschädigung
von Kontakten durch ein mögliches
Verkanten beim Aufstecken des Leiterplattenrandverbinders auf die
Leiterplatte vermieden wird.
-
Die
Fixierung des Leiterplattenrandverbinders ist auch bei einem fertig
montierten Steuergerätegehäuse vorteilhaft,
wenn das Steuergerät
und damit die durch den Leiterplattenrandverbinder geschaffene Kontaktierung
besonderen Vibrationsbelastungen ausgesetzt ist, was in Kraftfahrzeugen
regelmäßig der
Fall ist.
-
Die
stabilere Kontaktierung verhindert hierbei das Auftreten von Makroschwingungen,
welche zur Reibkorrosion an den Kontakten der Leiterplatte und des
Leiterplattenrandverbinders führen,
indem Relativbewegungen zwischen den Kontakten des Leiterplattenrandverbinders
und Leiterplatte unterbunden werden. Eine zur Abnutzung führende mechanische
Beanspruchung der Kontakte wird hierdurch wirkungsvoll vermieden.
-
Außerdem wird
eine Geräuschentwicklung durch
eine Bewegung des Leiterplattenrandverbinder gegen Gehäuseteile
wirkungsvoll vermieden.
-
Vorteilhaft
ist außerdem,
daß die
Anformungen den Leiterplattenrandverbinder gegenüber der Leiterplatte mechanisch
spannungsfrei positionieren.
-
In
einer vorteilhaften Weiterbildung kann überdies vorgesehen werden,
daß der
Leiterplattenrandverbinder zusätzlich
an seinen Schmalseiten durch weitere Anformungen an einem Gehäuseteil, beispielsweise
durch Führungsnuten,
gehalten und positioniert wird.
-
Besonders
vorteilhaft ist, wenn der Leiterplattenrandverbinder mit dem Steuergerätegehäuse oder
mit einem Steuergerätegehäuseteil,
insbesondere durch ein Rastelement, formschlüssig verriegelbar ist. Neben
der mechanischen Sicherung der elektrischen Verbindung ist hierdurch
zusätzlich
gewährleistet,
daß der
Leiterplattenrandverbinder weit genug auf die Leiterplatte aufgeschoben
ist und die Kontaktflächen
auf der Leiterplatte sicher getroffen sind.
-
Diesbezüglich vorteilhaft
ist es weiterhin, an einem Gehäuseteil
angeformte Endanschläge
vorzusehen, die den Schiebeweg des Leiterplattenrandverbinders beim
Aufstecken auf den Leiterplattenrand begrenzen.
-
Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden
anhand der Zeichnung näher
erläutert.
-
Es
zeigen
-
1 ein
Steuergerät
in einer Explosionsdarstellung,
-
2 bis 4 jeweils
eine Schnittansicht durch die Verbindung zwischen Steuergerätegehäuse und
Leiterplattenrandverbinder.
-
Die 1 zeigt
den Grundaufbau eines Steuergerätes
in einer Explosionsdarstellung. Das Steuergerät weist ein mehrteilig ausgebildetes
Steuergerätegehäuse (1, 2)
auf, bestehend zumindest aus einem Gehäuseoberteil (1) und
einem Gehäuseunterteil
(2), zwischen denen eine Leiterplatte (3) angeordnet
ist, die in der Figur nicht dargestellte elektrische Bauelemente
trägt.
Der Begriff Leiterplatte steht hierbei stellvertretend für jede Art
von zumindest abschnittsweise ebenen Schaltungsträgern und umfaßt damit
beispielsweise auch keramische Schaltungsträger und Stanzgitter aus Metall.
-
Die
Leiterplatte (3) weist wenigstens einen Randabschnitt (15)
auf, der durch einen aufsteckbaren Leiterplattenrandverbinder (4)
kontaktiert werden kann. Hierzu besitzt das Gehäuseunterteil (2) eine Gehäuseausnehmung
(14), über
die der Leiterplattenrandverbinder (4) von außerhalb
des Steuergerätegehäuses (1, 2)
auf den in die Gehäuseausnehmung
(14) hineinragenden Randabschnitt (15) der Leiterplatte
(3) aufgesteckt werden kann.
-
Zur
Führung
des Leiterplattenrandverbinders (4) beim Aufstecken auf
den Leiterplattenrandabschnitt (15), sowie zur Stabilisierung
des mit der Leiterplatte (3) verbundenen Leiterplattenrandverbinders
(4) sind an dem Gehäuseunterteil
(2) im Bereich der Gehäuseausnehmung
(14) Anformungen in Form von angespritzten Gehäuserippen
(5, 6) angeordnet.
-
Die
Anformungen sind ausschließlich
an einem Gehäuseteil,
und zwar am Gehäuseunterteil
(2) angebracht, da sich hierdurch Montagetoleranzen zwischen
dem Gehäuseoberteil
(1) und dem Gehäuseunterteil
(2) nicht negativ auf die Führung des Leiterplattenrandverbinders
(4) auswirken können.
-
An
das Gehäuseoberteil
(1) angeformt ist lediglich ein Rastelement (13),
welches den mit der Leiterplatte (3) verbundenen Leiterplattenrandverbinder (4)
zusätzlich über eine
Rastverbindung sichern kann. Das Einrasten des Rastelements (13)
an dem Leiterplattenrandverbinder (4) gewährleistet
zugleich das Erreichen einer optimalen Aufstecktiefe des Leiterplattenrandverbinders
(4) auf die Leiterplatte (3).
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen solcher Anformungen sind in den 2, 3 und 4 näher dargestellt.
Dabei zeigt die 3 einen Schnitt durch das Steuergerätegehäuse (1, 2)
im Bereich des mit dem Leiterplattenrandabschnitt (15)
verbundenen Leiterplattenrandverbinders (4).
-
Die
zum Gehäuseunterteil
(2) gehörenden Teile
des Steuergerätegehäuses (1, 2)
sind hier dunkel markiert. An die inneren Wände des Gehäuseunterteils (2)
sind im Bereich der Gehäuseausnehmung (14)
ein erstes Paar von Gehäuserippen
(5) angeformt, die in Form schmaler Stege parallel zur
Einschubrichtung des Leiterplattenrandverbinders (4) verlaufen.
An einen, ebenfalls als Teil des Gehäuseunterteils (2)
ausgebildeten Halteabschnitt (10) sind ein zweites Paar
von stegförmigen
Gehäuserippen
(6) angeformt.
-
Der
Leiterplattenrandverbinder (4) ist zwischen dem ersten
und dem zweiten Paar von Gehäuserippen
(5, 6) angeordnet und liegt an allen Gehäuserippen
(5, 6) berührend
oder mit einer geringen Klemmkraft an. Dabei stützt das erste Gehäuserippenpaar
(5) den Leiterplattenrandverbinder (4) auf einer
seiner zur Leiterplattenebene parallelen Außenseite (7) ab, während das
zweite Gehäuserippenpaar (6)
an der dazu gegenüberliegenden
Außenseite
(8) des Leiterplattenrandverbinders (4) anliegt.
-
Wie
die 3 weiter zeigt, greift das sich vom Halteabschnitt
(10) erstreckende zweite Gehäuserippenpaar (6)
in Führungsnuten
(9) in einer Außenseite
(8) des Leiterplattenrandverbinders (4) ein. Hierdurch
ist bei der Montages des Steuergeräts ein geführtes Aufstecken des Leiterplattenrandverbinders
(4) auf den Randabschnitt (15) möglich. Die Führungsnuten
(9) sind geringfügig
breiter ausgeführt
als die Breite der zweiten Gehäuserippen
(6), so daß die
Montage des Leiterplattenrandverbinders (4) klemmfrei erfolgen
kann. Außerdem
ergibt sich ein sehr geringfügiges
seitliches Spiel, welches für
das Aufstecken des Leiterplattenrandverbinders (4) auf den
Leiterplattenrandabschnitt (15) erforderlich ist.
-
Die
untere Außenseite
(8) des Leiterplattenrandverbinders (4) wird außerdem durch
den das zweite Gehäuserippenpaar
(6) verbindenden Halteabschnitt (10) abgestützt. Vorteilhaft
ist es, wenn der Halteabschnitt (10) gegenüber dem
Gehäuseunterteil
(2) nicht vollkommen starr, sondern leicht federnd ausgebildet
ist.
-
Eine
Schnittansicht durch die Mittelebene der Leiterplatte (3)
ist in der 4 dargestellt. Die 4 zeigt
den den Randabschnitt (15) der Leiterplatte (3)
umfassenden Leiterplattenrandverbinder (4). Des weiteren
zeigt die 4, daß das untere Gehäuseteil
(2) neben den beschriebenen rippenförmigen Anformungen vorteilhafterweise
noch weitere, Endanschläge
(12) ausbildende Anformungen aufweisen kann, welche die
Einstecktiefe des Leiterplattenrandverbinders (4) begrenzen.
-
Ein
Detailausschnitt D aus der 3 ist in der 2 vergrößert dargestellt.
Zusätzlich
erkennbar sind hier Kontakte (11) des Leiterplattenrandverbinders
(4), welche den Randbereich (15) der Leiterplatte
(3) beidseitig kontaktieren. Die Kontakte (11) sind
jeweils durch c-förmig
ausgebildete Kontaktfedern gebildet, deren in der 3 erkennbaren
Querschnittsflächen
eine bikonvexe Form aufweisen. Diese linsenförmige Querschnittsform begünstigt ein
besonders leichtes Aufstecken des Leiterplattenrandverbinders auf
die Leiterplatte (3), sowie eine besonders sichere elektrische
Verbindung zu den Leiterplattenkontakten.
-
- 1
- Gehäuseoberteil
- 2
- Gehäuseunterteil
- 3
- Leiterplatte
- 4
- Leiterplattenrandverbinder
- 5
- erstes
Paar von Gehäuserippen
- 6
- zweites
Paar von Gehäuserippen
- 7
- erste
Außenseite
des Leiterplattenrandverbinders
- 8
- zweite
Außenseite
des Leiterplattenrandverbinders
- 9
- Führungsnuten
- 10
- Halteabschnitt
- 11
- Kontakte
- 12
- Endanschläge
- 13
- Rastelement
- 14
- Gehäuseausnehmung
- 15
- (Leiterplatten-)Randabschnitt
- (1,
2)
- Steuergerätegehäuse