DE102013209367A1 - Kontaktvorrichtung zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen einer Leiterplatinen und einem Elektromotor - Google Patents
Kontaktvorrichtung zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen einer Leiterplatinen und einem Elektromotor Download PDFInfo
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Abstract
Vorrichtung (1) zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen zwei elektrischen Einheiten, insbesondere zwischen einer Leiterplatine (2) und einem Elektromotor, mit mindestens einem elektrischen Leiter (3) und einem Steckkörper (4) zum aufnehmen des Leiters (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkörper (4) mehrere Positionierungsglieder (5) zum Ausrichten des Steckkörpers (4) zu einer Ausnehmung (111) in einem Aufnahmekörper (110) aufweist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen zwei elektrischen Einheiten, insbesondere zwischen einer Leiterplatine und einem Elektromotor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Steuergerät für eine Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Leiterplatine und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- In heutigen Kraftfahrzeugen werden eine Vielzahl von Leiterplatinen verbaut, die mittels eines Gehäuses von äußeren Einflüssen geschützt werden müssen. Um den elektrischen Kontakt zwischen den Leiterplatinen und elektrischen Maschinen oder dergl. herzustellen, bedarf es zusätzlicher Kontaktvorrichtungen, die einerseits den elektrischen Kontakt zwischen den zwei Einheiten durch das Gehäuse hindurch herstellen und zum anderen das Gehäuse weiterhin vor äußeren Einflüssen abdichten.
- Im vorliegenden Fall einer Leiterplatine für eine Servolenkungseinheit bestand darüber hinaus das Problem, dass die Leiterplatinen zwei unterschiedlich positionierte Kontakte aufwies und die Leiterplatinen daher in der Montage sehr präzise positioniert werden mussten, damit beide Kontakte korrekt in den Gegenkontakt eingreifen. Darüber hinaus ergaben sich Probleme beim Verschrauben des Gehäuses der Leiterplatine an die Lenkvorrichtung durch nicht exakt fluchtende Bohrungen.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektrische Kontaktvorrichtung aufzuzeigen, die eine genaue Positionierung der Leiterplatine ermöglicht.
- Die Aufgabe wird gelöst gemäß einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, wobei der Steckkörper mehrere Positionierungsglieder zum Ausrichten des Steckkörpers zu einer Ausnehmung in einem Aufnahmekörper aufweist, insbesondere in Bezug auf einen in einer senkrecht zur Längsachse der Ausnehmung angeordneten Ebene liegenden Drehwinkel des Stützkörpers zur Ausnehmung.
- Der Erfindung liegt der Grundgedanke zu Grunde den Steckkörper mit zusätzlichen Positionierungsgliedern auszustatten, so dass der Steckkörper sich automatisch zur Ausnehmung in einem Aufnahmekörper ausrichtet, während es in dieser Ausnehmung eingeführt wird.
- Unter elektrischen Einheiten sind im Sinne der Erfindung für sich abgeschlossene elektrische Baueinheiten zu verstehen. Darunter fallen elektronische Steuereinheiten, insbesondere Leiterplatinen, Elektromotoren oder sonstige elektrische Antriebsvorrichtungen, die in Kraftfahrzeugen verwendet werden.
- Vorteilhafter Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der einem der elektrischen Einheiten verbunden, bspw. der Leiterplatine. Die Leiterplatine kann auf einfache Weise korrekt zur zweiten Einheit, z. B. dem Elektromotor, ausgerichtet bzw. positioniert werden, sobald der Steckkörper in die hierfür vorgesehene Ausnehmung eingeführt wird. Die Positionierungsglieder ermöglichen den Steckkörper bzw. die Leiterplatine in einem vorgesehenen Drehwinkel zum Aufnahmekörper bzw. Gegenkontakt auszurichten, so dass die Leiterplatine automatisch in die richtige Drehwinkelposition ausgerichtet wird und unterschiedliche elektrische Kontakte auf der Leiterplatine präzise zu den jeweiligen Gegenkontakten positioniert sind. Das gleiche ist auch im Falle eines Steuergerätes mit einer Leiterplatine und einem Gehäuse anwendbar, bei der die Bohrungen für die Schraubverbindungen am Gehäuse fluchtend zu den Bohrungen am Gegenkörper ausgerichtet sein müssen, um die Schrauben durchzuführen.
- Vorteilhafterweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch weitergebildet, dass der Steckkörper eine erste Kontaktfläche aufweist, auf welcher der Leiter angeordnet ist, wobei die Positionierungsglieder auf der ersten Kontaktfläche angeordnet sind. Die Kontaktfläche stellt diejenige Fläche dar, die zuerst in die Ausnehmung eingeführt wird und auf der daher der elektrische Leiter für den Gegenkontakt angeordnet ist. Mit der Anordnung der Positionierungsglieder auf der Kontaktfläche wird sichergestellt, dass die Positionierungsglieder mit der Ausnehmung zuerst in Kontakt kommen und die Ausrichtung des Steckkörpers vornehmen.
- Vorteilhafterweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch weitergebildet, dass die Positionierungsglieder rotationssymmetrisch um die senkrecht durch den Mittelpunkt der Kontaktfläche verlaufende Achse angeordnet sind.
- Vorteilhafterweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch weitergebildet, dass die Positionierungsglieder auf der Kontaktfläche jeweils paarweise diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Mittels der vorgenannten Ausführungsformen kann eine richtige Ausrichtung des Steckkörpers hinsichtlich des Drehwinkels in der Ebene besonders einfach und wirksam erreicht werden.
- Ferner wird die erfindungsgemäße Vorrichtung weitergebildet durch vier Positionierungsglieder, die jeweils auf einer der Mittelachsen der Kontaktfläche und am äußeren Rand der Kontaktfläche angeordnet sind. Mit dieser Anzahl an Positionierungsgliedern ist eine Ausrichtung des Steckkörpers besonders wirksam erreichbar.
- Des Weiteren wird die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch weitergebildet, dass die Positionierungsglieder rippenförmig ausgebildet sind.
- Bevorzugterweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch weitergebildet, dass die Positionierungsglieder eine zum Rand der Kontaktfläche hin sich verjüngende Grundform aufweisen. Vorteilhafterweise weisen die Positionierungsglieder eine im Wesentlichen dreieckige oder halbkreisförmige Grundform auf. Ferner ist es bevorzugt, dass die Spitzen der Grundform abgerundet ausgebildet sind. Auf diese Weise ist eine Verdrehung des Steckkörpers zur Ausnehmung um den Mittelpunkt der Kontaktfläche im kleinen Umfang weiterhin möglich, so dass in der Montage eine geringfügige Anpassung der Drehposition des Steckkörpers bzw. der Leiterplatinen vorgenommen werden kann.
- Vorteilhafterweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch weitergebildet, dass der Steckkörper zylinderförmig ausgebildet ist und eine ovale, rechteckige Grundform aufweist. Mittels dieser Ausführungsform ist eine besonders kompakte Ausführung des Steckkörpers realisierbar.
- Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Dichtungslippe, die um die Mantelfläche des Steckkörpers angeordnet ist. Die Dichtungslippe dichtet den Zwischenraum zwischen dem Steckkörper und der Ausnehmung ab und verhindert das durchdringen von Flüssigkeiten durch die Ausnehmung.
- Vorteilhafterweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch weitergebildet, dass die Positionierungsglieder im Wesentlichen bündig zur Außenfläche der Dichtungslippe angeordnet sind. Die Dichtungslippe ist derart bemessen, dass sie im nicht verbauten Zustand leicht über die Positionierungsglieder übersteht. Im verbauten Zustand wird die Dichtungslippe verformt und liegt bündig im Bereich von ±0,1 mm zu den Positionierungsgliedern an.
- Darüber hinaus ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft, bei dem der Steckkörper aus einem Grundkörper und einem auf dem Grundkörper aufsteckbaren zweiten Körper ausgebildet ist, wobei die Positionierungsglieder auf dem zweiten Körper angeordnet sind. Gemäß dieser Ausführungsform wird der Steckkörper modular aus zwei Teilen bzw. Körpern aufgebaut. Auf diese Weise ist eine besonders leichte Montage der Dichtungslippe auf den Grundkörper möglich. Der Grundkörper kann nach dieser Ausführungsform in einer einfacheren Geometrie gestaltet werden, so dass die hierzu notwendigen Spritzgusswerkzeuge kostengünstiger herstellbar sind.
- Vorteilhafterweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch weitergebildet, dass der Steckkörper mit einem Rahmen zum Anbringen des Steckkörpers auf einer Leiterplatine einstückig ausgebildet ist.
- Darüber hinaus wird die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch weitergebildet, dass der Rahmen Leiterbahnen aufweist.
- In besonders vorteilhafter Weise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch weitergebildet, dass die Positionierungsglieder mit einem Spiel von 0,01 bis 0,13mm zur Ausnehmung gefertigt sind. Mittels dieser Toleranzen konnte in der Serienmontage eine besonders präzise Positionierung des Steckkörpers bzw. der Steuervorrichtung realisiert werden.
- Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Steuergerät für eine Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Leiterplatine und einer Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ausführungsformen.
- Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren.
- Es zeigen
-
1 eine Explosionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, -
2 eine perspektivische Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, -
3 eine Draufsicht auf das erste Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und -
4 eine perspektivische Ansicht eines Steuergeräts für eine Servolenkungsvorrichtung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. -
1 zeigt eine Vorrichtung1 zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen zwei elektrischen Einheiten, nämlich zwischen einer Leiterplatine2 und einem Elektromotor (nicht in den Figuren gezeigt), mit mehreren elektrischen Leitern3 und einem Steckkörper4 zum Aufnehmen des Leiters3 . Der Steckkörper4 weist mehrere Positionierungsglieder5 zum Ausrichten des Steckkörpers4 zu einer Ausnehmung111 in einem Aufnahmekörper110 auf. - Der Steckkörper
4 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Grundkörper40 und einem auf dem Grundkörper40 aufsteckbaren zweiten Körper50 ausgebildet. Es ist aber auch denkbar den Steckkörper4 einstückig auszubilden. Der Grundkörper40 des Steckkörpers4 ist zylinderförmig ausgebildet und weist eine ovale Grundform auf. Alternativ könnte die Grundform rechteckig oder kreisförmig geformt sein. Der Grundkörper40 weist mehrere vertikal entlang der Längsachse des Grundkörpers40 verlaufende Durchgänge41 auf, durch welche die Leiter3 durchsteckbar sind. Auf einer Stirnfläche43 des Grundkörpers40 befinden sich4 kreisförmige Ausnehmungen, die mit Einsteckpins51 am zweiten Körper50 korrespondieren. Der zweite Körper50 wird mittels der Einsteckpins51 auf dem Grundkörper40 befestigt. - Darüber hinaus ist ein Abschnitt
42 des Grundkörpers40 verjüngt ausgebildet und dient dazu eine Dichtungslippe60 aufzunehmen. Die Dichtungslippe60 ist an der Mantelfläche des verjüngten Abschnitts44 des Grundkörpers40 angeordnet und dient dazu die Ausnehmung111 zum Aufnahmekörper110 und zur Mantelfläche des verjüngten Abschnitts44 hin abzudichten. Die Dichtungslippe60 kann direkt an den Grundkörper40 angespritzt werden oder als einzelnes Bauteil auf den Grundkörper40 montiert werden. Die Dichtungslippe60 ist ein optionales Element und kann auch weggelassen werden. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Dichtungslippe würde der verjüngte Abschnitt42 wegfallen. - Am nicht verjüngten Abschnitt
44 des Grundkörpers40 befinden sich Teile eines Rahmens45 zum Anbringen des Steckkörpers4 auf einer Leiterplatine2 , s.4 . Der Grundkörper40 ist einstückig mit dem Rahmen45 ausgebildet. Der Rahmen45 ist mit Leiterbahnen46 ausgestattet, wobei die Leiterbahnen46 mit den Leitern3 elektrisch verbunden sind. Hierzu weist der Grundkörper40 horizontal verlaufende Ausnehmungen auf (nicht in den Figuren gezeigt) durch welche die Leiterbahnen46 durchführbar sind und abschnittsweise in die Durchgänge41 hineinragen, um mit den Leitern3 einen elektrischen Kontakt aufzubauen. - Ferner weist der Steckkörper
4 eine Abdeckung47 auf, womit das untere Ende des Grundkörpers40 abdeckbar ist und welches die elektrischen Leiter3 abstützt. Die Abdeckung47 kann derart gestaltet werden, dass sie auf dem Grundkörper40 aufsteckbar ist. - Der zweite Körper
50 ist plattenförmig ausgebildet und weist an den Randbereichen mehrere Positionierungsglieder5 zum Ausrichten des Steckkörpers4 zur Ausnehmung111 auf. Der zweite Körper50 weist eine Kontaktfläche52 auf, auf welcher die Kontaktabschnitte der Leiter3 angeordnet ist, wobei die Positionierungsglieder5 auf der ersten Kontaktfläche52 angeordnet sind. Die Positionierungsglieder5 sind rotationssymmetrisch um die senkrecht durch den Mittelpunkt (M) der Kontaktfläche (52 ) verlaufende Achse angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Mittelpunkt M dem Schnittpunkt der Mittelachsen A1, A2 der Kontaktfläche52 , vgl.3 . Die vier Positionierungsglieder5 sind jeweils auf einer der Mittelachsen A1, A2 am äußeren Rand der Kontaktfläche52 und paarweise diametral gegenüberliegend angeordnet. Ferner sind die Positionierungsglieder5 so angeordnet, dass sie im eingebauten Zustand im Wesentlichen bündig zur Außenfläche der Dichtungslippe60 abschließen, wie in3 zu dargestellt. - Die Positionierungsglieder
5 sind rippenförmig ausgebildet und weisen eine zum Rand der Kontaktfläche52 hin sich verjüngende Grundfläche auf, die im Wesentlichen dreieckförmlich geformt ist. Auf diese Weise ergibt sich ein abgerundeter Kontaktbereich55 zwischen den Positionierungsgliedern5 und der Innenwand der Ausnehmung111 , um eine leichte Verdrehung des Steckkörpers4 innerhalb der Ausnehmung111 zu ermöglichen. Ferner ist der Kontaktbereich53 , wie in2 zu sehen, zur freien Stirnfläche der Positionierungsglieder5 leicht verjüngt ausgebildet, um das Einführen des Steckkörpers4 in die Ausnehmung111 zu vereinfachen. Hierfür ist weiterhin vorgesehen, dass die Positionierungsglieder5 mit einem Spiel von 0,01 bis 0,13mm zur Ausnehmung111 gefertigt sind. Die Höhe der Positionierungsglieder5 entspricht in etwa der doppelten Dicke des zweiten Körpers50 . - Auf der Kontaktfläche
52 des zweiten Körpers50 finden sich des Weiteren Stützwände54 , um die Stifte30 des Leiters3 abzustützen, wenn zwischen den Stiften30 der Gegenkontakt eingeführt wird und damit die Stifte30 auseinander spreizt. Die an den kürzeren Seiten angeordneten Positionierungsglieder5 gehen dabei bündig in die jeweils benachbarten Stützwände54 über. - Der Steckkörper
4 bzw. der Grundkörper40 und der zweite Körper50 sind aus einem thermoplastischen Material gefertigt. Besonders bevorzugt ist Polybutylenterephthalat. -
4 zeigt ein Steuergerät100 für eine Servolenkungsvorrichtung einer Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Leiterplatine2 und der Vorrichtung1 zum Herstellen des elektrischen Kontaktes zwischen der Leiterplatine2 und dem Elektromotor- - Die Leiterplatine
2 weist eine Trägerplatine20 auf, auf der eine Vielzahl von elektronischen Bausteinen21 und elektrischen Bauteile22 aufgebracht sind. Diese umfassen unter anderem Chipbausteine, Kondensatoren, Spulen, usw. Die Vorrichtung1 ist auf einer Hälfte der Trägerplatine102 angeordnet. Die Vorrichtung1 über den Rahmen45 mit der Trägerplatine102 verbunden. Beabstandet dazu befinden sich am anderen Ende der Trägerplatine20 weitere elektrische Kontakte23 , über welche u. a. die Drehwinkelsignale des Elektromotors an die Leiterplatinen2 übermittelt werden. - Die Leiterplatine
2 ist innerhalb eines Metallgehäuses101 angeordnet. Das Gehäuse weist mehrere Bohrungen102 auf, um das Gehäuse101 auf ein hier nicht gezeigtes Lenkgetriebegehäuse aufzuschrauben. Die Kontaktfläche103 des Gehäuses101 zum Lenkgetriebegehäuse ist mit einer Dichtungslippe107 versehen, um das Gehäuse103 wasserdicht abzudichten. Des Weiteren weist das Gehäuse103 an seiner Stirnfläche mehrere Anschlüsse104 auf, über die die Leiterplatine2 beispielsweise mit einer Batterie verbunden werden kann. - Bei der Montage der Lenkvorrichtung wird das Steuergerät
100 an das Lenkgetriebegehäuse herangefahren und anschließend auf das Lenkgetriebegehäuse abgesetzt, so dass die Vorrichtung1 in die Ausnehmung111 (siehe2 ) des Lenkgetriebegehäuses eingeführt wird und die Leiterplatine in die vorgesehene Position, insbesondere Drehwinkelposition, zum Lenkgetriebegehäuse bringt. Es handelt sich hierbei um die Drehung in der zur Längsachse der Ausdehnung111 senkrecht stehenden Ebene um den Mittelpunkt M. Die erfindungsgemäße Vorrichtung1 ermöglicht eine korrekte Positionierung des Steuergerätes100 zum Lenkgetriebegehäuse, auch wenn das Steuergerät100 mit einem Drehwinkelversatz von wenigen Graden zur vorgesehenen Drehwinkelposition herangefahren wird. Hierzu weist die Vorrichtung1 mehrere Positionierungsglieder5 auf, die mit der Ausnehmung111 derart zusammenwirken, so dass das Steuergerät100 in die vorgesehene Position ausgerichtet wird. Dadurch ergeben sich auch keine Probleme bei der Herstellung des elektrischen Kontaktes zwischen den elektrischen Kontakten23 und den dazu korrespondierenden Gegenkontakten.
Claims (15)
- Vorrichtung (
1 ) zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen zwei elektrischen Einheiten, insbesondere zwischen einer Leiterplatine (2 ) und einem Elektromotor, mit mindestens einem elektrischen Leiter (3 ) und einem Steckkörper (4 ) zum aufnehmen des Leiters (3 ), dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkörper (4 ) mehrere Positionierungsglieder (5 ) zum Ausrichten des Steckkörpers (4 ) zu einer Ausnehmung (111 ) in einem Aufnahmekörper (110 ) aufweist. - Vorrichtung (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkörper (4 ) eine erste Kontaktfläche (52 ) aufweist, auf welcher der Leiter (3 ) angeordnet ist, wobei die Positionierungsglieder (5 ) auf der ersten Kontaktfläche (52 ) angeordnet sind. - Vorrichtung (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsglieder (5 ) rotationssymmetrisch um die senkrecht durch den Mittelpunkt (M) der Kontaktfläche (52 ) verlaufende Achse angeordnet sind. - Vorrichtung (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsglieder (5 ) auf der Kontaktfläche (52 ) jeweils paarweise diametral gegenüberliegend angeordnet sind. - Vorrichtung (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch vier Positionierungsglieder (5 ), die jeweils auf einer der Mittelachsen (A1, A2) der Kontaktfläche (52 ) und am äußeren Rand der Kontaktfläche (52 ) angeordnet sind. - Vorrichtung (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsglieder (5 ) rippenförmig ausgebildet sind. - Vorrichtung (
1 ) nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsglieder (5 ) eine zum Rand der Kontaktfläche (52 ) hin sich verjüngende Grundform aufweisen. - Vorrichtung (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, der Steckkörper (4 ) zylinderförmig ausgebildet ist und eine ovale oder rechteckige Grundform aufweist. - Vorrichtung (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Dichtungslippe (60 ), die um die Mantelfläche des Steckkörpers (4 ) angeordnet ist. - Vorrichtung (
1 ) nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsglieder (5 ) im Wesentlichen bündig zur Außenfläche der Dichtungslippe (60 ) angeordnet sind. - Vorrichtung (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkörper (4 ) aus einem Grundkörper (40 ) und einem auf dem Grundkörper (40 ) aufsteckbaren zweiten Körper (50 ) ausgebildet ist, wobei die Positionierungsglieder (5 ) auf dem zweiten Körper (5 ) angeordnet sind. - Vorrichtung (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkörper (4 ) mit einem Rahmen (45 ) zum Anbringen des Steckkörpers (4 ) auf einer Leiterplatine (2 ) einstückig ausgebildet ist. - Vorrichtung (
1 ) nach dem vorstehend Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (45 ) Leiterbahnen (46 ) aufweist. - Vorrichtung (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsglieder (5 ) mit einer Spiel von 0,01 bis 0,03mm zur Ausnehmung (111 ) gefertigt sind. - Steuergerät (
100 ) für eine Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Leiterplatine (2 ) und einer Vorrichtung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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