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Die Erfindung betrifft eine kraftfahrzeug-technische elektrische Bauelementanordnung, mit einem elektrischen Bauelement, und mit einem Komponententräger mit Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung des Bauelementes, wobei das Bauelement in einer Aufnahme des Komponententrägers vergussmassefrei aufgenommen wird.
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Kraftfahrzeug-technische elektrische Bauelementanordnungen bezeichnen Anordnungen von Bauelementen, die in und an einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen. Als Folge hiervon müssen spezifische Anforderungen für den Einsatzzweck erfüllt werden. Hierzu gehört typischerweise nicht nur, dass ein großer Temperaturbereich von ca. -60 °C bis +100 °C abgedeckt wird, und zwar ohne dass Funktionsbeeinträchtigungen der Bauelemente beobachtet werden. Sondern zusätzlich müssen solche elektrischen Bauelementanordnungen meistens noch feuchtigkeits- und staubdicht versiegelt werden, um die Funktionssicherheit auf langen Zeitskalen zu gewährleisten. Zu diesem Zweck kommen in der Regel sogenannte Komponententräger zum Einsatz, auf oder mit deren Hilfe die elektrischen Bauelemente positioniert und gehalten werden. Die Komponententräger sind zu diesem Zweck mit Leiterbahnen ausgerüstet, mit deren Hilfe die Bauelemente elektrisch kontaktiert werden. Meistens ist zusätzlich eine Versiegelung mit Vergussmasse vorgesehen.
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Bei den an dieser Stelle angesprochenen Bauelementen handelt es sich beispielhaft und nicht einschränkend um Schalter oder allgemein Sensoren ebenso wie Elektromotoren, LEDs usw. Die Leiterbahnen können dabei auf den Komponententräger (aus Kunststoff) aufgeklebt oder in den Komponententräger eingebettet werden.
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Typischerweise kommen solche Bauelementanordnungen im Zusammenhang mit elektromotorischen Antriebseinheiten zum Einsatz, mit deren Hilfe Stellelemente bewegt werden. Hierbei kann es sich um Fensterheberantriebe, Spindelantriebe, Sitzverstellungen usw. handeln. Ganz besonders bevorzugt geht es um kraftfahrzeug-technische elektrische Bauelementanordnungen, die i.V.m. Kraftfahrzeug-Schließeinrichtungen Anwendung finden. An dieser Stelle trägt der Komponententräger beispielhaft Antriebe zum elektrischen Öffnen oder Verriegeln der Schließeinrichtung sowie ein oder mehrere Sensoren, mit deren Hilfe die jeweilige Funktionsstellung der Kraftfahrzeug-Schließeinrichtung abgefragt werden kann.
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Im gattungsbildenden Stand der Technik nach der
DE 10 2014 222 428 A1 geht es um eine Komponententräger-Schalter-Baugruppe. Dazu ist unter anderem eine Schnittstelle zwischen einem Schalter und dem Komponententräger realisiert. Nach dem dortigen Anspruch 2 besteht auch die Möglichkeit, dass der Schalter nicht mit dem Komponententräger vergossen wird. Zu diesem Zweck ist im Zusammenhang mit der fraglichen Schnittstelle zwischen dem Komponententräger und dem Schalter eine Ringdichtung vorgesehen.
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Eine solche Ringdichtung lässt sich jedoch nur mit erheblichem konstruktiven Aufwand realisieren und umsetzen. Denn hierzu muss die Ringdichtung in der Regel separat vom Komponententräger gefertigt und dann mit diesem vereinigt werden. Außerdem besteht die Gefahr, dass bei der Montage des Schalters die Ringdichtung unter Umständen Schaden nimmt und damit die im Innern befindlichen Kontakte nicht oder nicht ausreichend schützen kann. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige kraftfahrzeug-technische elektrische Bauelementanordnung so weiter zu entwickeln, dass unter Verzicht auf eingebrachte Vergussmasse zugleich der konstruktive und montagetechnische Aufwand verringert sind.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße kraftfahrzeug-technische elektrische Bauelementanordnung im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass ein die Aufnahme verschließender Dichtvorsprung an einem Deckel des Komponententrägers vorgesehen ist, wobei der Deckel bei seiner Vereinigung mit dem Komponententräger in Montagerichtung mit dem Dichtvorsprung dichtend in die Aufnahme eingreift.
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Die Erfindung geht zunächst einmal von der Erkenntnis aus, dass die Anbringung des Bauelementes auf dem Komponententräger eine Platzierung des Bauelementes in der Aufnahme des Komponententrägers erfordert. Bei diesem Vorgang wird das Bauelement nicht nur mechanisch in der Aufnahme aufgenommen. Sondern typischerweise erfolgt an dieser Stelle zugleich auch eine elektrische Kontaktierung des Bauelementes mit der einen oder den mehreren Leiterbahnen. Dazu kann das fragliche Bauelement mit beispielsweise Steckkontakten, Lötkontakten oder Klemmkontakten ausgerüstet werden, die mit entsprechenden Gegenkontakten der zugehörigen Leiterbahn die gewünschte elektrische Verbindung eingehen. Meistens wird man an dieser Stelle versuchen, eine lotfreie elektrische Verbindung herzustellen, beispielsweise dergestalt, dass der Schalter mit Steckkontakten ausgerüstet ist, die auf oder in entsprechende Gegensteckkontakte endseitig der zugehörigen Leiterbahn auf- oder eingesteckt werden.
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Damit nun der an dieser Stelle zwangsläufig vorhandene und beobachtete Freibereich innerhalb der Aufnahme mit der hergestellten elektrischen Verbindung zwischen dem betreffenden Bauelement und der Leiterbahn vor Korrosionen geschützt ist, wird im bisherigen Stand der Technik mit einer Vergussmasse gearbeitet, welche die hergestellte elektrische Verbindung in diesem Bereich versiegelt. Das ist zeit- und kostenaufwendig.
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Zu diesem Zweck arbeitet der gattungsbildende Stand der Technik nach der
DE 10 2014 222 428 A1 mit einer zusätzlich eingebrachten Dichtung. Erfindungsgemäß sind nun jedoch weder die Vergussmasse noch die Dichtung erforderlich. Vielmehr wird der zuvor beschriebene Freibereich durch den Dichtvorsprung am Deckel verschlossen, sobald der Deckel mit dem Komponententräger in Montagerichtung vereinigt wird.
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Hierbei geht die Erfindung von der weiteren Erkenntnis aus, dass der Komponententräger zusammen mit dem einen oder den mehreren hierauf angebrachten und elektrisch kontaktierten Bauelementen im Allgemeinen mithilfe eines zusätzlich anzubringenden Deckels abgedeckt wird. Dazu kann der Komponententräger beispielsweise im Innern eines Gehäuses angeordnet werden oder selbst einen Bestandteil des Gehäuses darstellen. Jedenfalls sorgt die Anbringung des Deckels als in der Regel weiterer Bestandteil des Gehäuses erfindungsgemäß dafür, dass mithilfe des Dichtvorsprunges am Deckel die Aufnahme im Bereich der elektrischen Verbindungen zwischen dem Bauelement und der zugehörigen Leiterbahn einwandfrei verschlossen wird. Denn der Dichtvorsprung greift bei der Vereinigung zwischen dem Deckel und dem Komponententräger in der Montagerichtung dichtend in die Aufnahme ein.
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Auf diese Weise sorgt der Dichtvorsprung insgesamt dafür, dass etwaige innerhalb der das Bauelement umschließenden Aufnahme verbleibenden Freibereiche mithilfe des Dichtvorsprunges verschlossen werden. Dadurch ist das zusätzliche Einbringen von Vergussmasse ebenso wie die vorgeschaltete Montage einer Dichtung entbehrlich, sodass Vorteile bei der Herstellung und Montage beobachtet werden. Hinzu kommt, dass der Deckel grundsätzlich von dem Komponententräger auch wieder entfernt werden kann, sodass im Bedarfsfall und für Reparaturzwecke das Bauelement und insbesondere sein elektrischer Verbindungs- oder Kontaktbereich mit der zugehörigen Leiterbahn zugänglich wird. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Dabei versteht es sich insgesamt, dass der Deckel für den Komponententräger den Komponententräger nicht notwendigerweise vollflächig abdecken muss. D. h., im Rahmen der Erfindung liegen genauso gut Varianten derart, dass der Deckel den Komponententräger nur teilflächig abdeckt, beispielsweise im Bereich des Bauelementes oder der mehreren Bauelemente. So oder so sorgt die Montage des Deckels gegenüber dem Komponententräger in der Montagerichtung nicht nur für die gewünschte Abdeckung des Komponententrägers, sondern zugleich dafür, dass die Aufnahme mit dem darin platzierten Bauelement durch den Dichtvorsprung verschlossen wird.
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Nach vorteilhafter Ausgestaltung ist der Dichtvorsprung zur Abdichtung mit wenigstens einer Dichtlippe ausgerüstet. Die Dichtlippe kann dabei an den Dichtvorsprung angeformt sein. Hier hat sich eine Ausführungsform als besonders günstig erwiesen, bei welcher die Dichtlippe an den Dichtvorsprung angespritzt ist. Das gelingt vorteilhaft besonders dadurch, dass der Deckel und damit der Dichtvorsprung in der Regel als Kunststoffformteile und insbesondere Kunststoffspritzgussteile ausgebildet sind. Die Dichtlippe beispielsweise aus einem elastomeren Kunststoff kann folglich in einem beispielsweise ZweiKomponenten-Spritzvorgang unmittelbar an den Dichtvorsprung auf diese Weise angespritzt werden. Bei dem Komponententräger handelt es sich meistens ebenfalls um ein Kunststoffformteil und insbesondere Kunststoffspritzgussteil. Dabei kann die betreffende Leiterbahn respektive ein Leiterbahngebilde von dem Kunststoff umschlossen werden, indem beispielsweise ein Stanzgitter in ein Kunststoffspritzgusswerkzeug zur Herstellung des Komponententrägers eingelegt und mit dem Kunststoff des Komponententrägers umspritzt wird. Grundsätzlich sind natürlich auch andere Herstellungsarten denkbar, beispielsweise dergestalt, dass die Leiterbahnen als Leiterbahnfolie auf den Komponententräger (ebenfalls aus Kunststoff) aufgeklebt werden.
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Um die Dichtwirkung der am Dichtvorsprung vorgesehenen Dichtlippe zu optimieren, kann die Dichtlippe quer zur Montagerichtung an den Dichtvorsprung angeschlossen werden. Es ist aber auch alternativ oder zusätzlich möglich, dass die Dichtlippe in Montagerichtung an den Dichtvorsprung angeschlossen wird. Im erstgenannten Fall verfügt die Dichtlippe folglich über eine Erstreckung quer zur Montagerichtung, während der zweitgenannte Fall zur Erstreckung der Dichtlippe in der Montagerichtung korrespondiert. Auch beides ist möglich.
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Der Dichtvorsprung ist im Allgemeinen als Steckzapfen bzw. wenigstens ein Steckzapfen ausgebildet. Es ist auch möglich, dass zwei oder mehr zueinander beabstandete Steckzapfen zum Einsatz kommen, welche i.V.m. dem Deckel für die Abdichtung der Aufnahme respektive des verbleibenden Freibereiches in der Aufnahme sorgen. In diesem Zusammenhang kann der Steckzapfen oder können die beiden oder mehr Steckzapfen mit einer Dichtausformung ausgerüstet sein. Bei der Dichtausformung kann es sich um einen flexiblen Bereich handeln, der an dem betreffenden Steckzapfen vorgesehen ist. Dieser flexible Bereich lässt sich vergleichbar der Dichtlippe durch beispielsweise Anspritzen von elastomerem Kunststoff definieren.
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Im Rahmen einer anderen vorteilhaften Variante ist vorgesehen, dass der Steckzapfen und die Aufnahme mit korrespondierenden Schrägen ausgerüstet sind. Auf diese Weise kommt es bei der Vereinigung des Deckels mit dem Komponententräger automatisch dazu, dass die Schräge am Steckzapfen an der korrespondierenden Schräge bzw. Gegenschräge der Aufnahme entlang gleitet und so für die gewünschte Abdichtung der Aufnahme sorgt.
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Im Ergebnis wird eine kraftfahrzeug-technische elektrische Bauelementanordnung zur Verfügung gestellt, die besondere herstellungs- und montagetechnische Vorteile aufweist. Derartige Vorteile werden bei grundsätzlich sämtlichen Anwendungen der fraglichen Bauelementanordnung beobachtet. Typischerweise kommt eine solche Bauelementanordnung i.V.m. einem elektromotorischen Antrieb zum Einsatz. Dieser elektromotorische Antrieb kann im Innern eines Kraftfahrzeug-Schlossgehäuses platziert werden. In diesem Fall mag der Komponententräger mit einer Wand des zugehörigen Gehäuses zusammenfallen. Auch eine vom Gehäuse getrennte Auslegung des Komponententrägers ist denkbar.
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So oder so lässt sich das betreffende Bauelement in der Aufnahme des Komponententrägers platzieren, wobei zugleich die gewünschte elektrische Verbindung zur Leiterbahn oder einem Leiterbahngebilde hergestellt wird. Der auf diese Weise im Innern der Aufnahme beobachtete Freibereich wird anschließend abgedichtet, weil der den Komponententräger verschließende Deckel mit seinem Dichtvorsprung dichtend in die Aufnahme eingreift. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
- 1 die kraftfahrzeug-technische elektrische Bauelementanordnung nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsvariante,
- 2A und 2B eine weitere zweite Variante,
- 3 ein drittes Ausführungsbeispiel und
- 4A und 4B ein viertes Ausführungsbeispiel.
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In den Figuren ist eine kraftfahrzeug-technische elektrische Bauelementanordnung dargestellt. Bei der elektrischen Bauelementanordnung handelt es sich im Rahmen des Ausführungsbeispiels und nicht einschränkend um ein elektrisches Bauelement in Gestalt eines elektrischen Schalters 1. Demzufolge wird die fragliche elektrische Bauelementanordnung insgesamt in einem Gehäuse 2, 3 aufgenommen, bei dem es sich beispielsweise um ein Antriebsgehäuse zur Aufnahme eines elektromotorischen Antriebs im Innern handeln kann. Nach dem Ausführungsbeispiel wird die kraftfahrzeug-technische elektrische Bauelementanordnung mit ihrem elektrischen Bauelement bzw. Schalter 1 im Innern eines Schlossgehäuses 2, 3 aufgenommen. Bei dem Schlossgehäuse 2, 3 handelt es sich um ein Schlossgehäuses 2, 3 eines Kraftfahrzeug-Türschlosses, in dem neben dem Schalter 1 ein nicht dargestelltes Gesperre sowie eine Betätigungshebelanordnung Platz finden. Mithilfe des Schalters 1 kann beispielhaft die Position einer Drehfalle als Bestandteil des Gesperres abgefragt werden.
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Zu diesem Zweck wird das elektrische Bauelement bzw. der Schalter 1 von einem Komponententräger 2 mit hierin eingebetteten und lediglich angedeuteten Leiterbahnen 4 zur elektrischen Kontaktierung des Bauelementes 1 gehalten und im Innern des Gehäuses 2, 3 gelagert. Nach dem Ausführungsbeispiel stellt der Komponententräger 2 einen Bestandteil des Schlossgehäuses 2, 3 dar, was selbstverständlich nur beispielhaft und nicht einschränkend gilt. Tatsächlich setzt sich das fragliche Schlossgehäuse 2, 3 aus einerseits einer Basis bzw. dem Komponententräger 2 und andererseits einem die Basis bzw. den Komponententräger 2 abdeckenden und verschließenden Deckel 3 zusammen.
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Der Schalter 1 wird nicht nur auf dem Komponententräger 2 gelagert, sondern auch mit den Leiterbahnen 4 elektrisch kontaktiert. Das kann über eine sogenannte Schneid-Klemm-Verbindung erfolgen, also allgemein dadurch, dass Steckverbindungen 1a am Schalter 1 mit zugehörigen Gegensteckverbindungen bzw. Anschlussstücken 4a der Leiterbahnen 4 elektrisch gekoppelt werden. Dazu Durchdringen die Anschlussstücke bzw. Gegensteckverbindungen 4a der Leiterbahnen 4 den Komponententräger 2 oberflächenseitig, weil ansonsten die Leiterbahnen 4 in den Komponententräger 2 eingebettet sind. Tatsächlich handelt es sich bei dem Komponententräger 2 um ein Kunststoffspritzgussteil, in welches die Leiterbahnen 4 als beispielsweise Stanzteil beim Kunststoffspritzgussvorgang eingebettet werden.
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Das Bauelement bzw. der Schalter 1 wird zu diesem Zweck in einer den Schalter 1 ganz oder teilweise umschließenden Aufnahme 5 platziert, die in der 1 angedeutet ist. Dabei wird meistens so vorgegangen, dass der Schalter 1 bzw. das Bauelement die fragliche Aufnahme 5 als Bestandteil des Komponententrägers 2 vollständig bis auf einen Freibereich 6 ausfüllt. Im Freibereich 6 wird die elektrische Kontaktierung zwischen den Steckverbindern 1a des Schalters 1 und den Anschlussstücken bzw. Gegensteckverbindern 4a der Leiterbahnen 4 vorgenommen.
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Erfindungsgemäß kann nun die Aufnahme 5 bzw. der an dieser Stelle verbleibende Freibereich 6 mithilfe eines Dichtvorsprunges 3a am Deckel 3 des Komponententrägers 2 verschlossen werden. Sobald also der Deckel 3 mit dem Komponententräger 2 zu dem Gehäuse bzw. Schlossgehäuse 2, 3 vereinigt wird, greift der fragliche Dichtvorsprung 3a am Deckel 3 unmittelbar und dichtend in die Aufnahme 5 bzw. in den noch verbleibenden Freibereich 6 ein. Die Vereinigung zwischen dem Komponententräger 2 und dem Deckel 3 erfolgt dabei in einer in der 1 angedeuteten Montagerichtung M. Das ist grundsätzlich in der 1 wiedergegeben und prinzipiell dargestellt. Sobald der Deckel 3 montiert ist, wird der Freibereich 6 durch den Dichtvorsprung 3a abgedichtet. Die Aufnahme 5 ist dann ebenfalls vollständig verschlossen, weil das Gehäuse des Schalters 1 die Restfläche der Aufnahme 5 - außer dem Freibereich 6 - verschließt.
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Im Rahmen der Variante nach den 2A und 2B erkennt man, dass zu diesem Zweck der Dichtvorsprung 3a mit beispielsweise einer umlaufenden Dichtlippe 7 ausgerüstet ist. Die Dichtlippe 7 ist dabei nach dem Ausführungsbeispiel an den Dichtvorsprung 3a angeformt. Tatsächlich hat sich hier eine Ausführungsform als besonders günstig erwiesen, bei welcher die Dichtlippe 7 nicht nur flexibel aus einem gummielastischen Kunststoff hergestellt ist. Sondern die Dichtlippe 7 kann bei der Fertigung auch an den Deckel 3 bzw. den Dichtvorsprung 3a angespritzt werden, wobei an dieser Stelle auf einen sogenannten Zweikomponenten-Kunststoffspritz-Vorgang zurückgegriffen wird.
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Man erkennt, dass bei der Variante nach den 2A und 2B die flexible Dichtlippe 7 eine Erstreckung größtenteils quer zur Montagerichtung M aufweist. Auf diese Weise legt sich die Dichtlippe 7 ausweislich der montierten Position in der 2B einerseits an ein Gehäuse des Schalters 1 und andererseits an die Wand der Aufnahme 5 des Komponententrägers 2 an. Jedenfalls wird hierdurch insgesamt die Aufnahme 5 bzw. der an dieser Stelle noch verbleibende Freibereich 6 dicht verschlossen.
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Im Rahmen der weiteren Variante nach den 4A und 4B ist die Auslegung so getroffen, dass die Dichtlippe erneut an den Dichtvorsprung 3a angeschlossen ist, beispielsweise an diesen angeformt bzw. angespritzt ist. In diesem Fall ist die Dichtlippe 7 allerdings von ihrer Erstreckung her in der Montagerichtung M an den fraglichen Dichtvorsprung 3a angeschlossen. Zusätzlich erkennt man, dass der Dichtvorsprung 3a in den sämtlichen Fällen als wenigstens ein Steckzapfen ausgebildet ist. Der Steckzapfen bzw. der Dichtvorsprung 3a und die Aufnahme 5 respektive der an dieser Stelle verbleibende Freibereich 6 können dabei mit korrespondierenden Schrägen 8, 9 ausgerüstet sein, die auch schon bei dem Ausführungsbeispiel nach der 1 beobachtet werden. Dabei mag die Schräge 8 am Dichtvorsprung 3a vorgesehen sein, wohingegen die zugehörige Gegenschräge 9 Bestandteil der Aufnahme 5 ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel entsprechend den 4A und 4B ist nun die Dichtlippe 7 nicht nur in der Montagerichtung M an den Dichtvorsprung 3a bzw. den an dieser Stelle realisierten Steckzapfen angeschlossen, sondern zusätzlich noch an die an dieser Stelle gebildete Schräge 8. Auf diese Weise legt sich die Dichtlippe 7 in montiertem Zustand entsprechend der Darstellung in der 4B an die Gegenschräge 9 der Aufnahme 5 an und sorgt zusammen mit der korrespondierenden Anlage von Schräge 8 und Gegenschräge 9 dafür, dass ein an dieser Stelle etwaiger verbleibender Spalt verschlossen wird.
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Bei der Variante nach der 3 sind an dieser Stelle als Dichtvorsprung 3a zwei oder auch mehr zueinander beabstandete Steckzapfen vorgesehen. Dabei kann der jeweilige Steckzapfen zusätzlich mit einer Dichtausformung 10 ausgerüstet sein. Bei dieser Dichtausformung 10 mag es sich um einen Bereich handeln, in welchem an den Steckzapfen bzw. den Dichtvorsprung 3a zusätzlich ein elastomerer oder gummiartiger Kunststoff angespritzt wird, welcher bei der Vereinigung des Dichtvorsprunges 3a mit der Aufnahme 5 verformt wird und einen zwischen dem jeweiligen Dichtvorsprung 3a respektive dem an dieser Stelle vorgesehenen Steckzapfen einerseits und der Aufnahme 5 andererseits verbleibenden Spalt verschließt.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- elektrischer Schalter
- 1a
- Steckverbindung
- 2
- Komponententräger
- 3
- Deckel
- 3a
- Steckzapfen bzw. Dichtvorsprung
- 2,3
- Gehäuse
- 4
- Leiterbahn
- 4a
- Anschlussstücke
- 5
- Aufnahme
- 6
- Freibereich
- 7
- Dichtlippe
- 8
- Schräge
- 9
- Gegenschräge
- 10
- Dichtausformung
- M
- Montagerichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014222428 A1 [0005, 0011]
