DE19730972C1 - Gehäuseteil eines Ventilsteuergeräts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuseteil für ein elektronisches Ventilsteuergerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ins­ besondere ein Ventilsteuergerät für ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs.

Bekannte Ventilsteuergeräte zum Steuern eines Bremssystems weisen auf einer Trägerplatte angeordnete Ventilspulen und auf der Trägerplatte angeordnete Steckerstifte zum Anschlie­ ßen eines Pumpenmotors auf. Sowohl die Ventilspulen als auch der Pumpenmotor werden von einer Elektronik des Steuergeräts gesteuert. Da zum Pumpenmotor ein hoher Strom fließt, weisen die Steckerstifte einen relativ hohen Durchmesser auf. Über den Betriebsbereich zwischen -40°C und 130°C dehnen sich die Leiterplatte, in der die Steckerstifte eingelötet sind, und die Trägerplatte, in der die Steckerstifte verankert sind, unterschiedlich stark aus. Daher wirken auf einen Stecker­ stift insbesondere Scherkräfte, aber auch Schub- und Zugkräf­ te ein. Dadurch kann es zu einer Beschädigung der Lötstelle des Steckerstifts kommen.

In der Patentschrift DE 41 07 657 C2 ist ein Steckerpin dar­ gestellt, der in einem Steckergehäuse eingespannt und in eine Leiterplatte eingelötet ist. Zwischen der Leiterplatte und dem Steckergehäuse befindet sich ein Hohlraum. Der Steckerpin weist im Hohlraum eine Verjüngung auf, die sich bis zum Löt­ ende des Steckerpins erstreckt. Aufgrund der Verjüngung im Hohlraum kann sich der Steckerpin etwas leichter verformen und somit auftretende Kräfte abbauen.

Aus der Auslegeschrift DE 29 07 039 B2 sind schwimmend gela­ gerte Steckverbindungselemente bekannt. An einer Kontaktbuch­ se ist ein flexibles Verbindungsglied angelehnt, das eine Schleife ausbildet.

Aus der Patentschrift DE 32 33 620 C2 ist eine Leiterplatten­ anordnung mit einer Leiterplatte und einer daran mittels löt­ stellenbefestigter Metallwand bekannt. Die Metallwand enthält Befestigungszungen, an deren Enden sich die Lötstellen befin­ den. Infolge einer rechteckförmigen Einschnürung im Mittel- und Unterteil einer Befestigungszunge treten nur relativ ge­ ringe Scherkräfte an den Lötstellen auf.

Aus der Patentschrift DE 39 22 237 C2 ist ein Steckverbinder mit einem Steckverbinderelement bekannt, das über ein flexi­ bles Verbindungsteil mit einer Leiterbahn einer Leiterplatte verbunden ist. Das flexible Verbindungsteil ist schleifenför­ mig ausgebildet.

Aus der Offenlegungsschrift DE 40 01 017 A1 sind ein Ven­ tilblock und ein elektronisches Steuergerät bekannt, die durch eine Kontaktstift-Kontakthülse-Verbindung verbunden sind. Die Kontakthülsen sind mit flexiblen Leitungen mit An­ schlußkontakten der Ventile des Ventilblocks verbunden.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Gehäuseteil eines elektro­ nischen Ventilsteuergeräts, das besonders unempfindlich ge­ genüber unterschiedlichen Wärmeausdehnungen einer Trägerplat­ te und einer Leiterplatte ist, bereitzustellen.

Dieses Ziel wird mit einem Gehäuseteil erreicht, wie es in Patentanspruch 1 definiert ist. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Da der Steckerstift zwischen der Trägerplatte und der Leiter­ platte eine Verjüngung mit einer Entlastungsschleife auf­ weist, können auftretende Spannungen sowie Erschütterungen und Vibrationen, unabhängig von ihrer Einwirkungsrichtung, von der Verjüngung aufgenommen werden. Ein Bruch der Lötstel­ le des Steckerstifts wird zuverlässig verhindert.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schaft des Steckerstifts durch ein verdicktes Kontaktende und eine Ver­ dickung, die der Verjüngung des Steckerstifts vorgelagert ist, begrenzt. Aufgrund dieser Maßnahme kann ein in Kunst­ stoff eingespritzter Steckerstift nicht aus seiner definier­ ten Position gedrückt oder gezogen werden.

Wenn ein Kunststoffeinsatz mit den zwei Steckerstiften gebil­ det wird und dieser dann in die Trägerplatte eingespritzt wird, läßt sich eine besonders genaue Ausrichtung der Stec­ kerstifte erzielen.

Auf besonders einfache Weise läßt sich ein erfindungsgemäßer Steckerstift herstellen, wenn dessen Verjüngung, einschließ­ lich der Entlastungsschleife, mit einem Stanzprozeß herge­ stellt wird.

Weiter Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Er­ findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Gehäuseteil eines Ventilsteuergeräts,

Fig. 2 einen Steckerstift zum Einbau in das Gehäuseteil von Fig. 1, und

Fig. 3 eine Einsatz mit zwei Steckerstiften.

Das in Fig. 1 dargestellte Gehäuseteil 1 weist eine Träger­ platte 11 auf. An der Trägerplatte 11 ist eine Leiterplatte 12 mit einer Steuerelektronik angebracht. Auf der der Leiter­ platte 12 abgewandten Seite der Trägerplatte 11 sind zwei Steckerstifte 13, von denen in der dargestellten Ansicht nur einer erkennbar ist, und Ventilspulen 14 befestigt. Die Stec­ kerstifte sind in einen Kunststoffeinsatz 15 eingespritzt.

Ein Steckerstift 13 weist ein Kontaktende 131 zum Aufstecken eines Steckverbinders auf. Über den Steckverbinder wird der Motor einer Hydraulikpumpe des Bremssystems angeschlossen. Zwischen der Trägerplatte 11 und der Leiterplatte 12 er­ streckt sich ein Hohlraum 111. Im Bereich des Hohlraums 111 weist der Steckerstift eine Verjüngung 134 auf. Diese Verjün­ gung ist als Entlastungsschleife ausgebildet.

Der durch die Verjüngung gebildete schmale Abschnitt des Steckerstifts läßt sich deutlich besser biegen und verformen, als der Schaft des metallischen Steckerstifts, der eine we­ sentlich größere Querschnittsfläche aufweist. Kommt es durch unterschiedliche Wärmeausdehnungen der Leiterplatte 12 und der Trägerplatte 11, bei der es sich um ein Kunststoff- Gehäuseteil handelt, zu unterschiedlichen Wärmeausdehnungen, ändern sich die Lötstelle des Steckerstifts 13 auf der Lei­ terplatte 11 und die Stelle, an der der Steckerstift 13 in die Trägerplatte 11 eingespannt ist, in ihrer Relativposition zueinander. Dabei kann es sowohl durch einen Schwund in der Dicke der beiden Medien zu Spannungen in axialer Richtung des Steckerstifts als auch durch Wärmeausdehnung in der Leiter­ platten- oder Trägerplattenebene zu Spannungen in radialer Richtung kommen.

Die auftretenden Spannungen können im Bereich der Entla­ stungsschleife der Verjüngung 134 abgebaut werden. Aufgrund des Umstands, daß die Verjüngung gegenüber dem starren Stec­ kerstift deutlich elastischere Eigenschaften aufweist, kann es nicht zum Bruch der Lötstelle als schwächstem Glied kom­ men.

Fig. 2 zeigt einen Steckerstift 13 mit einem verdickten Kon­ taktende 131. Daran schließt sich ein Schaft 132 und eine Verdickung 133 an. Die Verdickung weist den selben Quer­ schnitt wie das Kontaktende 131 auf. Nach der Verdickung 133 folgt eine Verjüngung 134, die eine kleinere Querschnittsflä­ che als der Schaft 132 aufweist. Die Verjüngung 134 beginnt an einem seitlichen Rand der Verdickung 133.

Aufgrund des großen Durchmessers des Kontaktendes 131 ergibt sich eine ausreichende Kontaktfläche, um über eine herzustel­ lende Steckverbindung einen relativ hohen Strom zu einem Mo­ tor einer Hydraulikpumpe eines Bremssystems zu leiten.

Der Steckerstift 13 wird in Kunststoff eingespritzt. Da der Schaft 132 einen geringeren Querschnitt oder Durchmesser als das Kontaktende 131 und die Verdickung 133 aufweist, wird der Kontaktstift auch bei hoher Druck- oder Zugbelastung nicht aus dem Kunststoff herausgedrückt.

Die Verjüngung 134 bildet eine Art von Entlastungsschleife. Sie ist durch einen Stanzprozeß hergestellt. Die Verjüngung mißt in ihrer Breite etwa 20% der Breite oder des Durchmes­ sers der Verdickung und hat in der Tiefe dasselbe Maß wie die Verdickung 133. Vorzugsweise beträgt die Querschnittsfläche zwischen 45% und 15% der Querschnittsfläche des Schafts 132. Bei einer Breite des Schafts 132 im Bereich von 2 mm beträgt die Breite der Verjüngung 134 günstigerweise zwischen 30% und 45% der Breite des Schafts.

Der gezeigte Steckerstift 13 wurde mit einem einzigen Stanz­ vorgang hergestellt. Der Querschnitt des Steckerstifts ist daher rechteckig und weist über seine gesamte Länge dieselbe Tiefe auf. Die Verjüngung 134 setzt an einem Rand der Verdic­ kung 133 an und ragt schräg von diesem weg über die gesamte Breite der Verdickung. Dort bildet die Verjüngung eine Art von S-Schleife, indem sie in eine Gegenrichtung oder in axia­ ler Richtung abbiegt.

Die Entlastungsschleife erlaubt ein Nachgeben des Materials des Steckerstifts 13 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung. Dadurch können aufgrund von Wärmedehnungen oder Er­ schütterungen im Gehäuseteil 1 nur verhältnismäßig geringe Spannungen an der Lötstelle zwischen dem Steckerstift 13 und der Leiterplatte 12 auftreten. Zwischen der Trägerplatte 11, in der der Steckerstift verankert ist, und der Leiterplatte 12 sollte allerdings ein Freiraum oder Hohlraum 111 vorhanden sein, in dem sich die Verjüngung 134 verformen kann. Der Hohlraum kann teilweise mit einer elastischen Masse, insbe­ sondere einer Dichtmasse, versehen werden.

Fig. 3 veranschaulicht den Einsatz 15. Zwei Steckerstifte 13 sind mit Kunststoff umspritzt und bilden somit einen Einsatz oder Vorspritzling. Durch das Einspritzen der Steckerstifte 13 ist ihre Relativposition zueinander exakt definiert. Die exakte Positionierung des Einsatzes 15 zur Trägerplatte 11 ist wesentlich leichter zu bewerkstelligen als die Positio­ nierung der einzelnen Steckerstifte. Zudem weist der Einsatz 15 durch seine Entkopplung von einer Seitenwand oder einem Rahmen des Gehäuseteils 1 eine gewisse Flexibilität auf. Wür­ den dagegen die Steckerstifte in eine Seitenwand oder Rahmen des Trägerteils eingespritzt, könnte es außerdem beim Abküh­ len zu einem Verziehen kommen.

Der Einsatz 15 wird beim Spritzen der Trägerplatte 11 durch Anspritzen von Kunststoff an den Einsatz befestigt. Der Ein­ satz kann aber auch nachträglich in ein Aufnahmeteil der Trä­ gerplatte eingesetzt werden.

Claims (4)

1. Gehäuseteil eines elektronischen Ventilsteuergeräts, das aufweist:

• 1. eine Trägerplatte (11) aus Kunststoff,
• 2. eine Leiterplatte (12),
• 3. einen in der Trägerplatte (11) verankerten und an die Lei­ terplatte (12) gelöteten Steckerstift (13), wobei der Steckerstift zwischen der Trägerplatte (11) und der Leiterplatte (12) eine Verjüngung (134) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die Verjüngung (134) eine Entlastungsschleife zum Ausgleich von Scherkräften bildet,
• 2. in der Trägerplatte (11) um die Verjüngung (134) herum ein Hohl­ raum (111) als Verformungszone ausgebildet ist.

2. Gehäuseteil nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Verjüngung (134) wenigstens 25% kleiner als die Querschnittsfläche des Stec­ kerstifts (13) im Bereich seines Schafts (132) ist.

3. Gehäuseteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Schaft (132) des Steckerstifts durch ein verdicktes Kontaktende (131) und eine der Verjün­ gung (134) vorgelagerte Verdickung (133) begrenzt wird.

4. Gehäuseteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Entlastungsschleife gestanzt ist.