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Die Erfindung betrifft eine Elektronikeinrichtung, umfassend ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Elektronikbauteil mit einem Stecker mit einem Steckergehäuse, der in einer Durchbrechung einer Gehäusewand, diese durchgreifend, angeordnet ist, sowie einem das Steckergehäuse zur Gehäusewand hin abdichtenden Dichtelement.
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In einer Vielzahl von Elektronikeinrichtungen mit einem Gehäuse sind eine oder mehrere Elektronikbauteile, zumeist komplette Elektronikmodule in Form von bestückten Leiterplatten und dergleichen aufgenommen, die mit Steckern versehen sind, an die Zuleitungen anzuschließen sind. Das Elektronikbauteil ist so im Gehäuse angeordnet, dass der Stecker eine entsprechende Durchbrechung in einer Gehäusewand durchgreift, sodass das von außen kommende Gegenstück angeschlossen werden kann. Zur Fixierung des Elektronikbauteils werden üblicherweise eine gewisse Anzahl an Schraubverbindungen oder Klebeverbindungen genutzt, um den Steckern mit einem geeigneten Dichtelement dicht an der Gehäusewand zu befestigen, sodass das Eindringen von Feuchtigkeit verhindert wird. Dies ist jedoch sehr aufwendig, da entweder die separaten Schraubverbindungen zu setzen sind, oder die Verklebung vorzunehmen ist.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Elektronikeinrichtung anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist es bei Elektronikeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass am Steckergehäuse wenigstens zwei seitliche, längliche nut- oder schlitzartige und zumindest einseitig offene Aufnahmen vorgesehen sind, dass an der Gehäusewand ein Fixierabschnitt mit zwei in der Montagestellung parallel zu den Aufnahmen verlaufenden, zumindest einseitig offenen Führungsnuten vorgesehen sind, und dass ein U-förmiges Fixierelement mit zwei Seitenschenkeln vorgesehen ist, das zum Fixieren des Steckers mit den Seitenschenkeln in die offenen Aufnahmen und Führungsnuten bis in eine den Stecker gegen ein Herausziehen aus der Durchbrechung sichernde Endposition einschiebbar ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Elektronikeinrichtung ist eine einfache Klemm- oder Rastfixierung des Elektronikbauteils respektive des Steckers in der Durchbrechung vorgesehen. Das Steckergehäuse weist entsprechend seitliche Schiebeaufnahmen und die Gehäusewand entsprechende, parallel laufende Führungsnuten auf, wobei zur Fixierung ein U-förmiges Fixierelement genutzt wird, das zwei Seitenschenkeln aufweist, die in die zur gleichen Seite hin offenen Aufnahmen und Führungsnuten eingeschoben werden. Das heißt, dass für das Fixieren lediglich das Fixierelement einzustecken ist, worüber beide Bauteile fest aneinander fixiert sind und das Elektronikbauteil und damit auch der Stecker gegen eine Bewegung gesichert ist. Diese Integration ist sehr effizient, robust und platzsparend in axialer Richtung, verglichen mit insbesondere der alternativen Integrationsvariante mit Schraubverbindungen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steckergehäuse im Bereich der Aufnahmen derart ausgeführt ist, dass die federnden Seitenschenkel in die Führungsnuten gespannt werden. Das Fixierelement, bevorzugt ein Kunststoffbauteil, weist leicht zur Seite oder nach vorne oder hinten federnde Seitenschenkel auf. Beim Einschieben in die Aufnahmen werden die Seitenschenkel geringfügig gespreizt, sodass sie in die Führungsnuten gespannt werden, was der Verbesserung der Press- oder Klemmverbindung dient.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Seitenschenkel Formschlussstrukturen aufweisen, die in der Montagestellung in eine formkompatible Formschlussstruktur in den Führungsnuten oder den Aufnahmen eingreifen. Diese Formschlussstrukturen können an den Seitenkanten und/oder der Vorder- und/oder der Hinterseite der Seitenschenkel vorgesehen sein. Sie sorgen für einen festen Sitz in der Einschubstellung und verspannen den Stecker und damit auch das das Steckergehäuse umgebende Dichtelement gegen die Gehäusewand, sodass auch das Dichtelement in einer festen und sicheren Dichtanlage an der Gehäusewand ist.
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Eine solche Formschlussstruktur an den Seitenkanten kann beispielsweise nach Art einer „Tannenbaum“- Struktur ausgeführt sein, also seitliche Erhebungen, die gewellt oder gezackt oder dergleichen sein können, zeigen. Eine nach vorne oder hinten vorspringende Formstruktur kann beispielsweise in Form von rundlichen Vorsprüngen oder dergleichen ausgeführt sein. Verwendet werden kann jede beliebige Formschlussstruktur, die einerseits ein leichtes Verspannen, andererseits auch quasi eine Art Verrastung ermöglicht.
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Schließlich kann vorgesehen sein, dass außenseitig auf die Gehäusewand ein U-förmiger Fixierrahmen aufgesetzt ist, der einen Querschenkel und zwei Seitenschenkel aufweist, an welchen Seitenschenkeln, gegebenenfalls in Verbindung mit der Gehäusewand, die Führungsnuten ausgebildet sind. Durch Aufsetzen dieses U-förmigen Fixierrahmens kann auf einfache Weise die Führungsnutstruktur ausgebildet werden. Entweder weist der Fixierrahmen selbst die kompleten Führungsnuten auf, alternativ kann der Fixierrahmen auch quasi Falze aufweisen, die in Verbindung mit der benachbarten Gehäusewand sodann die Führungsnuten definieren.
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Denkbar ist es des Weiteren, dass an der Berandung der Durchbrechung oder dem Querschenkel des Führungsrahmens sowie dem Steckergehäuse beim Reinschieben ineinandergreifende Formschlussstruktur ausgebildet sind. Hierüber wird einerseits das Einschieben des Steckers erleichtert, da dieser quasi über diese ineinandergreifenden Formschlussstrukturen exakt geführt wird, zum anderen kann hierüber auch eine Einsetzcodierung erreicht werden, die verhindert, dass der Stecker falsch eingesetzt wird. Eine solche Einsetzcodierung können auch die bereits beschriebenen Formschlussstrukturen an dem Fixierelement und im Bereich der Führungsnuten oder Aufnahmen darstellen. Diese können derart ausgelegt werden, dass das U-förmige Führungselement nur in einer bestimmten Stellung eingesetzt werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Elektronikeinrichtung mit Elektronikbauteil in einer Teilansicht,
- 2 die Anordnung aus 1 mit eingesetztem Elektronikbauteil und positioniertem Stecker,
- 3 eine Vorderseitenansicht, geschnitten, der Anordnung des Fixierelements in den Führungsnuten,
- 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV - IV in 3,
- 5 eine Perspektivansicht des Fixierelements,
- 6 - 7 zwei Perspektivansichten des Steckergehäuses, und
- 8 eine Perspektivansicht eines Ausschnitts der Gehäusewand mit einem daran eingesetzten Führungsrahmen.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Elektronikeinrichtung 1, umfassend ein Gehäuse 2 mit einer Gehäusewand 3, in der eine Durchbrechung 4 vorgesehen ist, in die respektive durch diese greifend ein Steckergehäuse 5 eines Steckers 6, der Teil eines Elektronikbauteils 7 ist, einzusetzen ist. Bei dem Elektronikbauteil 7 handelt es sich beispielsweise um eine Platine aus PCB mit daran nicht näher gezeigten Komponenten. Bei der Elektronikeinrichtung 1 kann es sich um eine beliebige Elektronikeinrichtung handeln, beispielsweise eine solche wie sie in einem Kraftfahrzeug (z.B. ein Steuergerät) verbaut wird.
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Zur Fixierung des Elektronikbauteils 7 respektive insbesondere des Steckers 6 in der Einsetzposition mit dem die Durchbrechung 4 durchgreifenden Steckergehäuse 5 dient ein Fixierelement 8, das U-förmig ist und einen Querschenkel 9 sowie zwei Seitenschenkel 10 aufweist.
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Der Fixierung dient ferner ein von außen auf die Gehäusewand 3 aufgesetzte Führungsrahmen 23, der zusammen mit der Gehäusewand 3 zwei nach oben offene Führungsnuten 11 ausbildet, in die die Seitenschenkel 10 beim Einschieben von oben eingeführt werden.
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Der Fixierung dienen des Weiteren am Steckergehäuse 5 seitlich ausgebildete Aufnahmen 12 in Form von Nuten. In 1 ist nur eine dieser Aufnahmen 12 gezeigt, die andere liegt auf der anderen Seite des Steckergehäuses. Bei eingesetztem Steckergehäuse verlaufen die Aufnahmen 12 parallel zu den Führungsnuten 11.
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Zur Fixierung wird nun das Fixierelement 8 mit den beiden Seitenschenkeln 10 von oben kommen einerseits in die Führungsnuten 11, andererseits damit aber auch in die Aufnahmen 12 eingeschoben, sodass es zu einem beidseitigen Nuteneingriff und damit einer sicheren Fixierung kommt.
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Die Aufnahmen 12 können so ausgeführt sein, dass die leicht federnden Seitenschenkel 10 des beispielsweise aus Kunststoff gefertigten Fixierelements 8 leicht zur Seite aufgebogen werden, sodass sich eine feste Presspassung der Seitenschenkel 10 in den Aufnahmen 12 von den Führungsnuten 11 ergibt. Auch kann die Ausgestaltung so sein, sowohl was die Geometrie der Aufnahmen 12 und der Führungsnuten 11 wie aber auch der Seitenschenkel 10 angeht, dass diese den Stecker quasi gegen die Gehäusewand 3 verspannen, also eine gewisse axiale Bewegungskomponente gegeben ist, sodass ein Dichtelement 13, das das Steckergehäuse 5 umlaufend abdichtet und als Feststoffdichtung montiert oder als 2K-Spritzgussdichtung angespritzt werden kann, fest gegen die Innenseite der Gehäusewand 3 gedrückt wird.
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2 zeigt die Montagestellung. Ersichtlich durchgreift das Steckergehäuse 5 die Durchbrechung, das Fixierelement 8 ist positioniert und greift mit den beiden Seitenschekeln 10 in die Führungsnuten 11 wie auch, nicht ersichtlich, in die Aufnahmen 12 ein.
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3 zeigt eine geschnittene Vorderseitenansicht eines Teils der Elektronikeinrichtung 1 mit Blick auf die Gehäusewand 3, wobei in der Ebene der Führungsnuten 11 geschnitten ist. Gezeigt ist, geschnitten, das Fixierelement 8 mit dem geschnittenen Querschenkel 9 sowie den beiden Seitenschenkeln 10, die in die Führungsnuten 11 eingreifen. Das Fixierelement 8 wird an respektive in den Aufnahmen 12 des Steckergehäuses 5 über geeignete Formschlussstrukturen 14 am Fixierelement 8, siehe hierzu 3, und 15 am Steckergehäuse 5 nach Art einer plastischen Pressverbindung formschlüssig fixiert, es findet also ein formschlüssiger Eingriff statt.
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Des Weiteren sind, siehe 5, an den Außenseiten der Seitenschenkel 10 weitere Formschlussstrukturen 16 ausgebildet, die in geeignete Formschlussstrukturen 17 an respektive in den Führungsnuten 11 verrastend eingreifen, das heißt, dass auch in diesem Bereich eine plastische formschlüssige Pressverbindung, nicht zuletzt aufgrund des nach außen Drückens der flexiblen, federnden Seitenschenkel 10, gegeben ist. Somit erreicht man eine sichere formschlüssige Fixierung, um die Befestigung in Montagerichtung zu stabilisieren.
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Des Weiteren sind an den Seitenschenkeln 10, siehe wiederum 5, nach vorne und hinten vorspringende Formschlussstrukturen 18 vorgesehen, die in den jeweiligen Führungsnuten 11 zu liegen kommen, siehe die Schnittansicht gemäß 4. Diese Formschlussstrukturen drücken gegen die seitlichen Nutschenkel, einerseits gegen die Gehäusewand 3, andererseits gegen den Führungsrahmen 23. Hierüber wird sichergestellt, dass der Stecker 6 axial mit seiner Dichteinrichtung 13 gegen die Gehäusewand 3 gedrückt wird.
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Die 6 und 7 zeigen Perspektivansichten des Steckergehäuses 5 sowie der dort vorgesehenen Aufnahmen 12, die sich ersichtlich von oben nach unten verschmälern, also in Einsteckrichtung schmaler werden, sodass eine exakte Führung der Seitenschenkel 10 möglich ist.
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Bei dieser in 6 und 7 gezeigten Ausgestaltung sind die Aufnahmen 12 nicht konturiert, das heißt, sie weisen keine Formschlussstruktur 15 auf. Dies ist auch nicht zwingend erforderlich, als für einen festen Pressverband bereits die Formschlussstrukturen 14 am Fixierelement 8 ausreichend sind.
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8 zeigt schließlich die offene Durchbrechung 4, die an ihrem unteren und oberen Ende jeweils eine Formschlussstruktur19, 20 in Form geeigneter Vorsprünge oder dergleichen aufweist. Auch das Steckergehäuse, siehe die 6 und 7, weist ober- und unterseitige entsprechende Formschlussstrukturen 21, 22 auf, die den Formschlussstrukturen 19, 20 angepasst sind und so eine einfache Führung des Steckers durch die Durchbrechung 4 ermöglichen. An der Innenseite, von wo aus der Stecker 6 eingeschoben wird, können an den Formschlussstrukturen 19, 20 entsprechende Fasen für ein erleichterndes Einführen vorgesehen sein.
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Die erfindungsgemäße Elektronikeinrichtung ermöglicht ein einfaches Fixieren des Steckers über die elastischen federnden Bereiche des Fixierelements und die entsprechenden Aufnahmen und Führungsnuten. Die Federbereiche erlauben eine Vorspannung in den Aufnahmen und Führungsnuten, die entsprechenden Formschlussstrukturen, seitlich sowie vorne und hinten, erlauben einen festen Pressverband, mitunter bevorzugt auch eine formschlüssige Verbindung, wie auch ein axiales Verspannen. Diese Formschlussstrukturen können nach Art eines Tannenbaums, also gezackt oder verzahnt sein, als Wölbungen ausgeführt sein oder Ähnliches. Sie können optional an den äußeren und/oder an den inneren Kontaktflächen zwischen dem Fixierelement 8 sowie dem Stecker 6 und dem Führungsrahmen 23 ausgebildet sein. Der auf diese Weise fixierte Stecker 6 kann entsprechende Montage- und Demontagekräfte aufnehmen, Belastungen und Kabelvibrationen abstützen etc. Durch entsprechende Fasen/ Rampen/ Schrägen in den schlitzförmigen seitlichen Geometrien des Steckers 6 wird mit der Montage des Fixierelements 8, wie beschrieben, die axiale Verschiebung des Steckers und damit das Einpressen der Dichteinrichtung 13 erreicht. Die elastischen Federbereiche der Seitenschenkel 10 des Fixierelements des Steckers sind wie beschrieben zentrale Elemente, die die Verspannungen ermöglichen. Diese konkreten Geometrien können geprägt oder gestanzt oder gebogen sein. Die Einschlagbegrenzung erfolgt entweder dadurch, dass die Seitenschenkel 10 am Ende der Führungsnuten 11 anlaufen, oder dass der Querschenkel 9 am Steckergehäuse anliegt.
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An Stelle der Formschlussstrukturen ist es auch denkbar, das Fixierelement 8 mit einem gewissen Übermaß zu realisieren, sodass dieses quasi in die Aufnahmen 12 und Führungsnuten 11 eingepresst wird respektive dort reibschlüssig aufgenommen ist.
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Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Elektronikeinrichtung eine kostengünstige, platzsparende und robuste Integration eines Elektronikbauteils in einem Gehäuse und insbesondere eine einfache und dichte Fixierung des Steckers in der Durchbrechung. Bei der Elektronikeinrichtung kann es sich um eine beliebige Elektronikeinrichtung handeln, vorzugsweise um eine solche für ein Kraftfahrzeug wie beispielsweise ein Steuergerät oder einen Aktor oder Ähnliches, also eine Elektronikeinrichtung, die eine hohe Anforderung an Kompaktheit, Vibrationsrobustheit und Kosteneffizienz zeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektronikeinrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Gehäusewand
- 4
- Durchbrechung
- 5
- Steckergehäuse
- 6
- Stecker
- 7
- Elektronikbauteil
- 8
- Fixierelement
- 9
- Querschenkel
- 10
- Seitenschenkel
- 11
- Führungsnut
- 12
- Aufnahmen
- 13
- Dichtelement
- 14
- Formschlussstruktur
- 15
- Formschlussstruktur
- 16
- Formschlussstruktur
- 17
- Formschlussstruktur
- 18
- Formschlussstruktur
- 19
- Formschlussstruktur
- 20
- Formschlussstruktur
- 21
- Formschlussstruktur
- 22
- Formschlussstruktur
- 23
- Führungsrahmen
