DE19751095C1

DE19751095C1 - Elektrische Verbindungsanordnung

Info

Publication number: DE19751095C1
Application number: DE19751095A
Authority: DE
Inventors: Josef Loibl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 1999-05-20
Anticipated expiration: 2017-11-19
Also published as: EP0953219A1; US6183290B1; JP3886543B2; WO1999026319A1; DE59814304D1; JP2001508936A; EP0953219B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum elektrischen Ver binden einer in einem Gehäuse, insbesondere Getriebegehäuse eines Kraftfahrzeugs, aufgenommenen elektrischen Baugruppe mit einer außerhalb des Gehäuses angeordneten elektrischen Peripherie über ein elektrisches Verbindungselement.

In der Kraftfahrzeugtechnik müssen häufig elektrische Verbin dungen zu Bauteilen hergestellt werden, die in einem abge dichteten Gehäuse aufgenommen sind. Beispielsweise müssen bei elektronisch gesteuerten Automatikgetrieben von Personen kraftwagen die im Getriebegehäuse vorhandene Sensorik sowie die dort vorhandenen mechanischen Betätigungselemente mit ei ner außerhalb des Getriebegehäuses angeordneten elektrischen Peripherie in Verbindung stehen. Dies macht es erforderlich, Spannungsversorgungsleitungen - und bei einem außerhalb des Getriebegehäuses angeordneten Getriebesteuergerät auch Steu ersignalleitungen - durch die Getriebewand in den Getriebein nenraum zu führen. Hierfür werden spezielle Getriebestecker verwendet, die in Bohrungen der Getriebewand eingesetzt sind. Diese Stecker sind verhältnismäßig aufwendig gestaltet, da sowohl die Verbindung zwischen Bohrung und Steckeraußenseite als auch die im Stecker integrierten Kontaktstifteinpassungen öldicht ausgeführt sein müssen.

Seit einiger Zeit besteht die Tendenz, die Steuerelektronik für das Automatikgetriebe vermehrt in den Getriebeinnenraum zu verlagern. In diesem Fall ist es nicht mehr erforderlich, die von der Getriebesensorik gelieferten Signale aus dem Ge triebeinnenraum heraus zu führen. Auf eine elektrische Durchführung von außen in den Getriebeinnenraum kann jedoch auch bei diesem Konzept nicht verzichtet werden. Bei einer solchen "Vorortelektronik" stellt sich außerdem das Problem, daß die Steuerelektronik zum Schutz gegen die den Getriebe ölen zugesetzten höchst aggressiven Additive in einem eigenen Steuergerätgehäuse untergebracht werden muß. Dies macht wei tere elektrische Durchführungen erforderlich, die in der Re gel in Form von öldichten Steckverbindungen am Steuergerätge häuse ausgeführt sind.

In der EP 0 513 263 ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe be schrieben, bei der elektrische Leiter in Form von auf einer flexiblen Leiterfolie aufgebrachten Leiterbahnen durch einen Dichtspalt zwischen einem Gehäuse und einem Gehäusedeckel in das Gehäuseinnere hinein geführt werden. Diese Schrift be trifft weder ein Getriebegehäuse noch den Fall, daß in dem Gehäuse mehrere elektrische Bauteile vorhanden sind. Darüber hinaus befindet sich die in dieser Schrift beschriebene Steu erelektronik für die Kraftstoffeinspritzpumpe außerhalb des abgedichteten Gehäusebereichs.

Aas der Offenlegungsschrift DE 195 15 622 A1 ist ein Steuer modul von Kraftfahrzeugen mit einer Steuereinheit, einem Trä gerkörper, einer auf den Trägerkörper aufgebrachten Schal tungsanordnung und einem den Trägerkörper umschließenden Ge häuse bekannt. In der Steuereinheit oder in unmittelbarer Nä he der Steuereinheit sind Sensoren beziehungsweise Aktuatoren angeordnet und über ein Stanzgitter mit der Steuereinheit kontaktiert.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und kostengünstige Anordnung zum elektrischen Verbinden einer aus mehreren elektrischen Bauteilen bestehenden Baugruppe in nerhalb eines abgedichteten Gehäuses, insbesondere Getriebe gehäuses, mit einer außerhalb des Gehäuses vorhandenen elek trischen Peripherie zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Doppelfunktion des elektrischen Verbindungsele ments, nämlich einerseits die elektrische Verbindung zu der elektrischen Peripherie im Außenbereich des Gehäuses herzu stellen und andererseits mehrere im Gehäuse vorhandene Bau teile gemeinsam zu kontaktieren, wird ein sehr kostengünsti ger Gesamtaufbau der elektrischen Verbindungsanordnung er zielt. Die dichtspaltseitige Durchführung schafft eine ein fache und effektive elektrische Anbindungsmöglichkeit von au ßen, die ermöglicht, daß der bisher verwendete teure Gehäuse stecker entfallen kann. Dabei können die bisher verwendeten Dichtungen beibehalten werden, und aufgrund der Ausbildung des elektrischen Verbindungselementes als flacher Leiterbahn träger müssen keine zusätzlichen Maßnahmen zur Abdichtung er griffen werden. Darüber hinaus wird die im Getriebegehäuse vorhandene Leitungsführung zu den einzelnen elektrischen Bau teilen wesentlich vereinfacht, da mehrere der elektrischen Bauteile an ein und demselben elektrischen Verbindungselement - an jeweils zu dem Bauteil hingeführten Endabschnitten des selben - mit den dort vorgesehenen Leiterbahnen kontaktiert sind. Somit lassen sich durch den Einsatz des erfindungsge mäßen, als Leiterbahnträger mit Leiterbahnen ausgeführten elektrischen Verbindungselementes die bei der elektrischen Durchführung in das Gehäuse erzielten Vorteile mit Vorteilen bei der Leitungsführung innerhalb des Gehäuses kombinieren.

Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung ist eines der elektrischen Bauteile ein Steuergerät, das andere der im Gehäuse enthaltenen elektri schen Bauteile steuert. In diesem Fall sind gehäuseinterne elektrische Verbindungen zwischen dem Steuergerät und den ge steuerten Bauteilen erforderlich. Dabei wird durch die er findungsgemäß vorgesehene gemeinsame Anbindung der elektri schen Bauteile und des Steuergerätes an das elektrische Ver bindungselement erreicht, daß sowohl die elektrischen Zulei tungen von außen als auch die angesprochenen Zwischenverbin dungen in ein und demselben Leiterbahnträger aufgenommen sind. Neben dem Aspekt der vergleichsweise geringen Herstel lungskosten eines solchen elektrischen Verbindungselementes werden aufgrund des einfachen Zusammenbaus auch die bei der Montage anfallenden Kosten gesenkt.

Vorzugsweise besteht das Steuergerät aus wenigstens zwei öl dicht miteinander verbundenen Steuergerät-Gehäuseteilen, wo bei das elektrische Verbindungselement zwischen den Steuerge rät-Gehäuseteilen in das Steuergerät hinein geführt ist. Da durch entfällt die Notwendigkeit der Verwendung eines durch kontaktierenden Gehäusesteckers am Steuergerätgehäuse.

Das elektrische Verbindungselement weist vorzugsweise einen im Steuergerät aufgenommenen Zentralabschnitt auf, welcher mit Bauteil-Fortsätzen versehen ist, die zwischen den Steuer gerät-Gehäuseteilen aus dem Steuergerät herausgeführt sind und an ihren Endabschnitten die elektrischen Bauteile kontak tieren. Ein solcher gewissermaßen sternförmiger Aufbau des elektrischen Verbindungselements ermöglicht eine besonders wirksame Entflechtung der Leitungsführung zu den einzelnen elektrischen Bauteilen, wie sie bei Verwendung eines gemein samen Gehäusesteckers mit jeweils separater Zuleitungsverka belung nicht realisierbar ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Leiterbahnträger aus einer flexiblen Leiterbahnfolie, die aus einer Basisfolie und einer Deckfolie aufgebaut ist, wobei die Leiterbahnen zwischen der Basisfolie und der Deckfolie eingebettet sind. Dadurch wird eine sichere elektrische Iso lierung der Leiterbahnen nach außen, insbesondere auch in den Bereichen der Gehäusedurchführungen, erreicht.

Durch das Vorsehen einer Klebung zwischen dem Leiterbahnträ ger und dem Getriebe- und/oder Steuergerät-Gehäuseteil im Durchführungsbereich läßt sich die Dichtwirkung weiter erhö hen und die Lagestabilität des elektrischen Verbindungsele mentes sowie die Positionierbarkeit desselben beim Zusammen bau verbessern.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In die ser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Querschnittansicht eines automa tischen Schaltgetriebes mit einem in der Ölwanne aufgenommenen Getriebesteuergerät;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer elektrischen Verbindungsanordnung in Draufsicht;

Fig. 3 eine Schnittansicht durch einen Leiterbahnträger in Richtung einer darin verlaufenden elektrischen Lei terbahn; und

Fig. 4 das Gehäuse eines Getriebesteuergerätes mit einer im Dichtungsbereich eintretenden elektrischen Ver bindungsanordnung.

Nach Fig. 1 weist ein elektrisch gesteuertes Automatikge triebe ein Getriebegehäuse 1 auf, das in seinem unteren Be reich mit einem Dichtflansch 2 versehen ist, an den eine Öl wanne 3 angeflanscht ist. Die Ölwanne 3 weist in ihrer flanschseitigen Dichtfläche eine umlaufende Nut 4 auf, in der eine Getriebedichtung 5 eingesetzt ist. Die Getriebedichtung 5 kann beispielsweise auf Acrylat-Basis ausgeführt sein.

Im Inneren der Ölwanne 3 erstreckt sich eine hydraulische Schaltplatte 6, die mit dem in Fig. 1 nicht dargestellten Automatikgetriebe in mechanischer Verbindung steht und an de ren Unterseite ein elektrisches Getriebesteuergerät 7 ange ordnet ist. An das Getriebesteuergerät 7 ist ein elektri sches Verbindungselement 8 angeschlossen, das mit einem Fort satz 9 zwischen dem Dichtflansch 2 und der Getriebedichtung 5 in den Außenbereich des Getriebegehäuses 1 geführt ist.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des in Fig. 1 verwendeten elektrischen Verbindungselements 8 in Draufsicht und dient der Erläuterung der Formgebung desselben. Die ein zelnen Leiterbahnwege sind in der Darstellung nicht erkenn bar. Das elektrische Verbindungselement 8 weist einen im Grundriß rechteckigen Zentralbereich 10 auf, in dessen Mitte eine Aussparung 11 vorgesehen ist. Von dem Zentralbereich 10 führen nach außen verlaufende Bauteil-Fortsätze 12 mit Endab schnitten 29 weg, die zur Kontaktierung des elektrischen Ver bindungselements 8 mit einzelnen Aktuatoren und Sensoren im Getriebegehäuse vorgesehen sind. Die Länge und Formgebung der Bauteil-Fortsätze 12 richtet sich nach der Einbaulage des Steuergerätes sowie der Orte der zu kontaktierenden elektri schen Bauteile. Der Zentralbereich 10 steht ferner mit dem nach außen führenden Fortsatz 9 in Verbindung.

Im eingebauten Zustand ist der Zentralbereich 10 vollständig im Gehäuse des Getriebesteuergerätes 7 aufgenommen. Die strichpunktierte Linie 13 gibt den Verlauf des Gehäuse dichtspaltes wieder, durch den die Fortsätze 9 und 12 aus dem Gehäuse herausgeführt sind. Die gestrichelte Linie 14 deutet eine Stelle an, an der der Fortsatz 9 den Getriebeinnenraum verläßt.

In Fig. 3 ist der Aufbau des elektrischen Verbindungselemen tes 8 im Längsschnitt bezüglich des Verlaufes einer Leiter bahn gezeigt. Eine untere Basisfolie 15 und eine obere Deck folie 16 bestehen aus Polyimid und umgeben eine Leiterbahn 17, die in einer Kleberschicht 18 eingebettet ist. Dieser Aufbau bewirkt, daß die Leiterbahnen 17 untereinander und nach außen elektrisch isoliert in dem elektrischen Verbin dungselement 8 geführt sind. Basisfolie 15 und Deckfolie 16 bilden einen Leiterbahnträger.

Fig. 4 zeigt die Durchführung eines gemäß Fig. 3 aufgebauten Bauteil-Fortsatzes 12 durch das Gehäuse des Getriebesteuerge rätes 7. Das Gehäuse besteht aus einer metallischen Grund platte 19 und einem Gehäuseaufsatz 20, an dem eine umlaufende Gehäusewand 21 ausgebildet ist. Der Bauteil-Fortsatz 12 durchläuft einen Dichtspalt zwischen der Gehäusewand 21 und der Grundplatte 19 und ist in diesem Bereich mit einem ölbe ständigen Kleber auf die Grundplatte aufgeklebt. Im Stirnbe reich der Gehäusewand 21 befindet sich eine umlaufende Dicht nut 22, in die ein ölbeständiger Dichtring 23 eingreift. Der Dichtring 23 kann auf den Bauteil-Fortsatz 12 aufgedrückt oder anvulkanisiert sein und dichtet den Bauteil-Fortsatz 12 gegenüber der Gehäusewand 21 ab. Die Dichtnut 22 und der Dichtring 23 sind optional, d. h. die grundplattenseitige Stirnfläche der Gehäusewand 21 kann auch als ebene Dichtflä che ausgebildet sein, wobei in diesem Fall die Abdichtung al lein durch eine auf den Leiterbahnträger 15, 16 ausgeübten, hinreichenden Anpreßdruck herbeigeführt wird. Ferner kann ei ne Abdichtung auch durch den Einsatz zusätzlicher Dichtele mente bewirkt oder verbessert werden und es ist ebenfalls möglich, daß der Zentralbereich 10 des elektrischen Verbin dungselementes 8 den Dichtbereich des Getriebesteuergerätge häuses allseitig überspannt und damit zu dessen Abdichtung beiträgt.

Ferner ist in Fig. 4 ein als Schaltungsträger dienendes Ke ramiksubstrat (LTCC) 24 mit Leiterbahnen 25 dargestellt. Die Leiterbahnen 25 des Keramiksubstrats 24 sind mit den Leiter bahnen 17 des elektrischen Verbindungselements 8 über Kon taktstellen 26 elektrisch verbunden, die mittels eines elek trisch leitenden Kontaktklebers 27 an einem freiliegenden Kontaktpad 28 über einer Leiterbahn 17 gebildet sind.

Die Durchführung des Fortsatzes 9 zwischen den Getriebegehäu seteilen erfolgt in analoger Weise, wie dies in der Fig. 4 in bezug auf den Bauteil-Fortsatz 12 und die Gehäuseteile 19, 21 des Steuergerätes 7 beschrieben wurde. Auch hier kann die Dichtigkeit durch eine öldichte Klebung des Fortsatzes 9 an den Getriebegehäuseflansch 2 verbessert werden und es kann bei Bedarf ebenfalls der Einsatz von weiteren Dichtelementen neben der bereits angesprochenen Gehäusedichtung 5 (siehe Fig. 1) vorgesehen sein.

Claims

1. Anordnung zum elektrischen Verbinden einer in einem Gehäuse, insbesondere Getriebegehäuse eines Kraftfahrzeugs aufgenommenen, aus mehreren elektrischen Bauteilen bestehenden elektrischen Baugruppe mit einer außerhalb des Gehäuses angeordneten elektrischen Peripherie über ein elektrisches Verbindungselement (8), wobei

1. das Gehäuse aus wenigstens zwei Gehäuseteilen (1, 3) besteht, die über eine Gehäusedichtung (5) dicht miteinander gekoppelt sind, und
2. das elektrische Verbindungselement (8)
- 1. - als ein flacher, aus einem elektrisch isolierenden Material aufgebauter, flexibler Leiterbahnträger (15, 16) mit darin integrierten elektrischen Leiterbahnen (12) ausgebildet ist,
- 2. - im Bereich der Gehäusedichtung (5) zwischen den beiden Gehäuseteilen (1, 3) hindurch geführt ist, und
- 3. - zu den einzelnen Bauteilen hinführende Endabschnitte (29) aufweist, an denen die Bauteile über dort vorhandene Leiterbahnen (17) elektrisch kontaktiert sind, derart, daß mindestens zwei der Bauteile durch Leiterbahnen (17) untereinander verbunden sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der elektrischen Bauteile ein Steuergerät (7) ist, das andere der im Gehäuse (1, 3) enthaltenen Bauteile steuert.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß,
das Steuergerät (7) ein aus wenigstens zwei öldicht miteinan der verbundenen Gehäuseteilen (19, 20) aufgebautes Steuerge rät-Gehäuse aufweist, und
das elektrische Verbindungselement (8) zwischen den Gehäuse teilen (19, 20) des Steuergerätes (7) in das Steuergerät (7) hinein geführt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Verbindungselement (8) einen im Steuergerät (7) aufgenommenen Zentralabschnitt (10) aufweist, welcher mit Bauteil-Fortsätzen (12) versehen ist, die zwischen den Steu ergerät-Gehäuseteilen aus dem Steuergerät heraus geführt sind und an ihren Endabschnitten (29) jeweils die elektrischen Bauteile kontaktieren.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zentralabschnitt (10) des elektrischen Verbindungsele ments (8) eine Aussparung (11) aufweist und
in der Aussparung (11) ein Schaltungsträger (24) vorgesehen ist, der über dort vorhandene Leiterbahnen (17) des Verbin dungselements (8) kontaktiert ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (9) des elektrischen Verbindungselements (8) im Bereich der Durchführung durch das Gehäuse mit wenigstens ei nem der Gehäuseteile (1, 3) öldicht verklebt ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteil-Fortsätze (12) des elektrischen Verbindungsele ments (8) in den Bereichen der Durchführungen durch das Ge häuse des Steuergerätes (7) mit wenigstens einem der Gehäuse teile (19, 20) öldicht verklebt sind.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Leiterbahnträger aus einer flexiblen Leiterbahnfolie be steht,
die Leiterbahnfolie aus einer Basisfolie (15) und einer Deck folie (16) aufgebaut ist, und die Leiterbahnen (17) zwischen der Basisfolie (15) und der Deckfolie (16) eingebettet sind.