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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät, insbesondere Steuergerät, Sensor oder Aktor,
- • mit einem Gehäuse,
- • in einer Umgebung welche einen elektrischen Masseanschluß darstellen kann,
- • mit einer in dem Gehäuse angeordneten Schaltungsanordnung, und
- • mit
- ◯ einem in einer Wand des Gehäuses angeordnetem Gerätestecker,
- ◯ einer in einer Wand des Gehäuses angeordneten Buchse oder
- ◯ einem durch das Gehäuse geführten Kabel,
wobei der Gerätestecker, die Buchse oder das Kabel wenigstens einen elektrischen Leiter aufweisen, der mit der Schaltungsanordnung verbunden ist.
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Derartige elektrische Geräte, insbesondere Steuergeräte, Sensoren oder Aktoren werden in großer Zahl in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Die Geräte sind über den Gerätestecker, die Buchse oder das Kabel mit einem Bordnetz und/oder einem Bus verbunden. Über das Bordnetz oder den Bus können die Geräte mit elektrischer Energie versorgt werden. Über den Bus kann das Gerät Informationen mit anderen Komponenten des Kraftfahrzeugs austauschen.
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Bei manchen Geräten ist es sinnvoll oder auch vorgeschrieben, dass das Gerät neben einer eventuell vorhandenen Masseverbindung zwischen der Schaltungsanordnung des Gerätes mit dem Bordnetz oder dem Bus über einen Leiter des Gerätesteckers, der Buchse oder des Kabels eine weitere Masseverbindung möglichst unmittelbar mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs hergestellt haben. Diese kann zum Beispiel über eine externe Masseleitung hergestellt sein, die an einem Masseanschluss des Geräts angeschlossen werden kann. Dazu muss das Gerät einen Masseanschluss aufweisen, der auch innerhalb des Geräts mit der Masse verbunden sein muss. Die Masseleitung kann dann auch mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden werden.
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Das Herstellen der Masseverbindung über eine externe Masseleitung ist aufwändig, da dazu der Masseanschluss im Gerät vorgesehen sein muss, dieser im Gerät verbunden sein muss und die externe Masseleitung dann auch noch mit der Karosserie verbunden werden muss.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät so zu gestalten, dass ohne großen Aufwand eine Masseverbindung zwischen Gerät und einem externen Massepunkt, zum Beispiel einer Fahrzeugkarosserie hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gerät einen aus dem Gehäuse herausragenden Leiter, insbesondere einen Leiter aufweist, der mittelbar oder unmittelbar mit der Schaltungsanordnung verbunden ist.
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Dieser aus dem Gehäuse herausragende Leiter ist vorzugsweise so steif, dass er außerhalb des Gehäuses bei einer Montage des Gerätes in seiner Einsatzumgebung gegen einen Massepunkt gedrückt wird, wodurch ohne zusätzliche Mittel die Masseverbindung zwischen dem Gerät und dem Massepunkt hergestellt werden kann. Innerhalb des Gehäuses ist der Leiter auf möglichst ebenso einfache Weise mittelbar oder unmittelbar mit der Schaltungsanordnung verbunden.
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Gemäß der Erfindung kann der Leiter ein Stöpsel aus einem Elastomer sein oder der Leiter kann einen Stöpsel aus einem Elastomer umfassen, wobei der Stöpsel mit einem ersten Ende aus dem Gehäuse herausragt. Dieses erste Ende kann dann bei der Montage des Gerätes zum Herstellen der externen Masseverbindung gegen den Massepunkt gedrückt werden.
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Es ist möglich, dass der Stöpsel aus einem elektrisch leitenden Material oder Materialgemisch hergestellt ist oder dass der Stöpsel mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet ist.
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Der Stöpsel kann auf eine einfache Art in einer Wand des Gehäuses angeordnet sein, in dem das Gehäuse ein Durchgangsloch mit einem äußeren Ende und einem inneren Ende aufweist, in dem der Stöpsel im Presssitz angeordnet ist. Das Durchgangsloch kann einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Es kann zum Beispiel durch Bohren hergestellt werden oder durch Anformen durch beispielsweise einen Spritzgussprozess. Der Stöpsel kann ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
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Der Stöpsel kann ein zweites Ende haben, das in dem Bereich des inneren Endes des Durchgangslochs endet oder das aus dem inneren Ende des Durchgangsloch herausragt. Über dieses zweite Ende kann die innere Masseverbindung hergestellt werden. Dazu kann das innere Ende mittelbar oder unmittelbar mit der Schaltungsanordnung verbunden sein.
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Die wesentlichen Eigenschaften des Stöpsels könne sein:
- - elektrisch leitfähig (wobei die Leitfähigkeit nicht so hoch wie bei metallischen Leitern liegen muss) entweder intrinsisch oder durch eine permanent anhaftende Beschichtung,
- - elastisch um eine Vorspannung der Kontaktflächen zu erreichen, über die der Stöpsel in elektrischem Kontakt mit einer Gegenfläche innerhalb oder außerhalb des Gehäuses kommt,
- - geeignete Kontaktflächen (flach oder z..B. konisch ausgeformt)
- - versehen mit mindestens ein besser zwei vielleicht sogar mehr Wulsten für die folgenden Ziele:
- ◯ Abdichten des Innenraumes (Verpressung in dem Duchgangsloch mit dem Gehäuse erforderlich)
- ◯ Halten des Stöpsels (ausreichend damit der Stöpsel nicht aus dem Duchgangsloch herausfallen kann)
- - Beständig gegen die Umgebungsbedingungen ( Lebensdauer, Temperatur, chemische Belastungen,...)
- - Symmetrischer Aufbau für die einfache Montage
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Mit oder ohne Abstand zu einer Innenseite einer Wand des Gehäuses, in dem das Durchgangsloch vorgesehen ist, kann quer vor dem inneren Ende des Durchgangslochs,
- • ein Leiter des Gerätesteckers, der Buchse oder des Kabels vorbeigeführt sein, oder
- • ein Leiter vorbeigeführt sein, der die Schaltungsanordnung mit dem Gerätestecker, der Buchse oder dem Kabel verbindet, oder
- • ein Schaltungsträger angeordnet sein, der eine Leiterbahn oder eine leitende Fläche hat.
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Der Stöpsel oder ggf. die leitende Schicht auf dem Stöpsel kann dann an dem Leiter, der Leiterbahn oder der leitenden Fläche des Schaltungsträgers anliegen. Dadurch kann der elektrische Kontakt des Stöpsels mit der Schaltungsanordnung hergestellt sein.
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Es ist möglich, dass das Gehäuse eine Stütze aufweist, welche dem inneren Ende des Durchgangslochs gegenüberliegt und an der der Leiter oder der Schaltungsträger anliegen. Die Stütze kann verhindern, dass der Leiter oder der Schaltungsträger ohne elektrischen Kontakt mit dem Stöpsel vor dem zweiten Ende des Stöpsels angeordnet ist oder sich der Kontakt zwischen dem zweiten Ende des Stöpsels und dem Leiter oder dem Schaltungsträger löst. Durch die Stütze kann der Leiter oder der Schaltungsträger abgestützt werden, so dass er in seiner Position gehalten wird, auch wenn der Stöpsel eine Kraft auf den Leiter oder den Schaltungsträger ausübt. Diese Stütze ist nützlich, um mechanische Spannungen auf der Leiterplatte - verursacht durch den Stöpsel - zu minimieren, was wiederum dem Risiko eines Kondensatorbruches entgegenwirkt.
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Erfindungsgemäß kann der Stöpsel eine oder mehrere umlaufende Wulste aufweisen. Diese Wulste können in dem Durchgangsloch angeordnet sein. Die Wulste können eine Abdichtung zwischen dem Durchgangsloch und dem Stöpsel verbessern oder ermöglichen, so dass kein Schmutz oder Feuchtigkeit in das Gehäuse eindringen kann.
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Durch die Wulste kann auch beim Einführen des Stöpsels in das Durchgangsloch die Führung des Stöpsels erleichtert werden. Weiterhin kann der Stöpsel durch diese Wulste zumindest vorläufig gehalten werden, sodass er nach der Herstellung und vor dem Einbau in die Kundengeometrie sicher gehalten werden kann. In dem finalen Einsatzfall sollte der Stöpsel vorgespannt sein, um eine sichere Kontaktierung zwischen Umgebung und Leiterbahn oder Leiterplatte zu ermöglichen. Das ist durch einen Toleranzrechnung sicherstellbar.
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Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Variante und
- 2 eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Variante der Erfindung.
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In den Figuren sind Teile von erfindungsgemäßen Geräten dargestellt, die in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden könnten. Die Figuren zeigen einen Teil eines Gehäuses 1 aus nicht elektrisch leitendem Kunststoff und einen Teil einer Leiterplatte 2 und darauf angeordnete Bauelemente 3. Die Leiterplatte 2 und die Bauelemente 3 bilden eine Schaltungsanordnung, die in dem Gehäuse 1 angeordnet ist. In einer Wand des Gehäuses ist ein Durchgangsloch vorgesehen. In diesem Durchgangsloch ist ein Stöpsel 4 angeordnet. Der Stöpsel 4 sitzt im Presssitz in dem Durchgangsloch des Gehäuses 1. Zwei Wulste des Stöpsels liegen dichtend an der Wand des Durchgangslochs an.
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Ein erstes Ende dieses Stöpsels ragt nach außen über eine äußere Mündung des Durchgangslochs hinaus. Dieses erste Ende ist gegen ein Karosserieteil gedrückt. Der Stöpsel 4 ist aus einem elektrisch leitenden Elastomer hergestellt.
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Ein zweites Ende dieses Stöpsels endet im Bereich einer inneren Mündung des Durchgangslochs (1) bzw. ragt über die innere Mündung des Durchgangslochs hinaus und in das Innere des Gehäuses 1 hinein (2).
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Bei der in der 1 dargestellten Variante eines erfindungsgemäßen Gerätes ist durch die Wand des Gehäuses ein Steckerpin 6 geführt, über den eine elektrische Masseverbindung zwischen der Leiterplatte 2 im Inneren des Gehäuses 1 und einem Bordnetz außerhalb des Gerätes 1 hergestellt werden kann. Der Steckerpin ist neben anderen, nicht dargestellten Steckerpins ein Teil eines Gerätesteckers, über den das Gerät 1 mit dem Bordnetz elektrisch verbunden werden kann. Das Gerät wird über diesen Gerätestecker mit elektrischer Energie sowie Signalen versorgt, bzw gibt solche weiter.
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Dieser, für die Masseverbindung vorgesehene Steckerpin 6 ist unmittelbar an der inneren Mündung des Durchgangslochs vorbeigeführt. Der Stöpsel 4 ist mit seinem zweiten Ende gegen den Steckerpin 6 gedrückt, so dass zwischen dem Steckerpin 6 und dem Stöpsel 4 eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt ist. Der Stöpsel 4 ist über den Steckerpin dann mit der Masse der elektrischen Schaltung im Inneren des Gehäuses verbunden.
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Bei der in der 2 dargestellten Variante ist in Nachbarschaft zu der inneren Mündung des Durchgangslochs die Leiterplatte 2 angeordnet, die auf in einem zum Durchgangsloch gewandten Bereich eine elektrisch leitende Fläche (Lötpad) hat, die auf dem gewünschten elektrischen Potential der Schaltungsanordnung liegt. Die Leiterplatte 2 hat einen geringen Abstand zu der Wand des Gehäuses, in dem das Durchgangsloch vorgesehen ist. Daher ragt der Stöpsel 4 über die innere Mündung des Durchgangslochs hinaus und ist dadurch in einem elektrisch leitenden Kontakt mit der leitenden Fläche der Leiterplatte 2. Auf der dem Stöpsel 4 gegenüberliegenden Seite weist das Gehäuse eine Stütze 11 auf, an der die Leiterplatte anliegt. Dadurch ist erreicht, dass sich die leitende Fläche der Leiterplatte 2 nicht von dem zweiten Ende des Stöpsels 4 lösen kann. Auch für diese Variante soll der Stöpsel derart eingeklemmt sein, dass er, auch unter extremen Randbedingungen, die elektrische Verbindung sicher erzeugt wird (Toleranzrechnung erforderlich)
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 11
- Stütze
- 2
- Leiterplatte
- 21
- elektrisch leitende Fläche der Leiterplatte
- 3
- Bauelemente
- 4
- Stöpsel
- 5
- Karosserie/Fahrzeugmasse
- 6
- Steckerpin
