DE19842381A1 - Elektronische Schaltung mit Gehäuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft den konstruktiven Aufbau eines Schaltungs­ moduls mit Gehäuse, wie es z. B. bei Kraftfahrzeugen als Anschluß­ netzwerk und Verstärker für Empfangsantennen verwendet wird.

Die Schaltungen für die Kfz-Antennen werden in unmittelbarer Nähe des Anschlußpunkts des Strahlers, z. B. einer metallischen Struktur in einer Fensterscheibe, angeordnet und über Steckanschlüsse einerseits mit dem signalführenden Leiter sowie andererseits mit dem zum Gerät (z. B. Rundfunk-Empfänger, fernbediente Zentral­ verriegelung) führenden Kabel verbunden. Die Masseanbindung geschieht meist über den mechanischen Befestigungspunkt des Moduls, z. B. in Form einer Lasche, die an ein metallisches Karosserieteil angeschraubt wird und die schaltungsseitig mit Massebahnen oder Masseflächen der Platine verbunden ist.

Für den konstruktiven Aufbau derartiger Module sind im wesentlichen zwei Varianten bekannt:

• a) Das metallische Chassis ist so groß wie die Schaltungsplatine und trägt die Platine. Es bildet zusammen mit einem Deckel das Gehäuse. Der Deckel kann aus Kunststoff bestehen.
• b) Das Chassis ist als schmales Seitenteil an die Platine montiert und kann gleichzeitig die Anschlußbuchsen tragen. Dazu kommen ein Gehäuse-Unterteil und ein Oberteil, meist beide aus Kunststoff.
  Die mechanische Verbindung zwischen dem Chassis-Streifen und der Platine ist, soll eine ausreichende Stabilität gewährleistet sein, aufwendiger als bei der ersten Variante.

Bei beiden Ausführungen ragen die Funktionsanschlüsse (platinen­ seitige Stecker-Komponenten) in meist unterschiedlicher, weil als Kodierung dienender Ausbildung über die Konturen des Gehäuses hinaus.

Das metallische Chassis wird im allgemeinen als Spritzgußteil ausgeführt und zeichnet sich oft durch eine komplizierte, aufwendige Formgebung aus. Es kann dadurch - besonders bei der ersten Variante - kostenaufwendig sein.

Darüber hinaus ist bezüglich der ersten Variante zu überlegen, wieso ein Modul, das auf ein Blechteil einer Karosserie geschraubt wird, an der Seite, mit der es am Blech anliegt, komplett und flächig aus Metall ausgeführt sein muß.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösungen kann daraus resultieren, daß die Lasche, über die das Schaltungsmodul angeschraubt wird, meist in einem Eckbereich des Gehäuses positioniert ist. So ist es möglich, daß während des Fahrbetriebs Schwingungen auftreten, die zu Geräuschbildung und, längerfristig gesehen, sogar zu Beschädigungen führen können.

Das System ist statisch relativ labil, wenn man nicht z. B. eine zweite Befestigungsstelle vorsieht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den konstruktiven Aufbau und möglichst auch die Fertigung eines Schaltungsmoduls, bestehend aus einem tragenden Chassis, der Schaltung und einem Gehäuse, zu vereinfachen und gleichzeitig eine höhere mechanische Stabilität und ein günstigeres mechanisches Langzeitverhalten zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsvarianten und -details.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind in der Verringerung des Aufwands für Gestaltung und Herstellung des Chassis und in dem gleichzeitig verbesserten Prinzip der mechanischen Befestigung am Blech der Karosserie zu sehen. Die Chassiskonstruktion ist hinsichtlich der Ausbildung der seitlichen Stege sehr variabel und wandlungsfähig, und gleichzeitig stellen die Stege ein günstiges Mittel zur Gewährleistung der mechanischen Stabilität der Platine und damit der Gesamtanordnung dar.

Die Ausbildung der Ringlasche bietet zusammen mit den über den oberen Rand ragenden Zungen aus dem Gehäusematerial die Möglichkeit, das Modul mit einer vormontierten Befestigungs­ schraube oder Mutter (unverlierbar) auszustatten und so die Montage des Teils zu vereinfachen (Vorzentrierung über die Schraube, Schraubenhalterung beim Eindrehen usw.).

Fertigungstechnisch wurde die Möglichkeit geschaffen, den Anteil der "Fertigung in der Addition", d. h. der Arbeitsgänge am Platinen- Nutzen, für die Schaltungen weiter zu erhöhen. Dadurch, daß keines der Bauelemente über die Außenkonturen der Platinenfläche hinaus­ ragt, können sämtliche Bauelemente - zu denen jetzt auch das jeweilige Chassisteil und die schaltungsseitigen Steckverbindungs- Komponenten gehören, automatisch - vor dem Separieren in Einzelplatinen - aufgesetzt und gelötet werden.

Darüber hinaus ist die Erfindung für die Anwendung des Prinzips der buchsenlosen Steckverbindung prädestiniert, wie sie in der europäischen Patentanmeldung EP 0848459 beschrieben ist (System slim connect).

Nicht zuletzt ist durch die Erfindung eine bedeutende Design- Verbesserung gegeben. So äußert sich ein wesentlicher Teil des erfindungsgemäßen Integrationsgedankens in dem gestalterischen Potential zur Vereinfachung der äußeren Gehäuseausbildung.

Die erfindungsgemäßen mechanischen und elektrischen Verbesserungen erlauben es, die äußeren Umrisse des Gehäuses geradlinig und glattflächig auszubilden. Das Ergebnis sind harmonische Formen ohne Überstände, und davon profitieren auch Verpackung und Transport.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 Modul mit Stern-Chassis
a) Chassis und Platine
b) Außenansicht.

Fig. 2 Modul mit Rahmen-Chassis
a) Chassis mit Platine
b) Außenansicht.

Die Darstellungen sprechen für sich. Die Platine 2, die zentrisch einen passenden Durchlaß hat, wird mit dem Chassis 1 zusammen­ gefügt. Das Chassis besteht aus der topfartigen Ringlasche 1.1 und den Stegen 1.2 und wird vorzugsweise als Spritzgußteil hergestellt. Zur mechanischen und elektrischen Verbindung mit der Platine 1 dienen z. B. an sich bekannte Lötstifte, die in Bohrungen der Lasche und der Stege gepreßt und dann mit den zugehörigen Leiterbahnen und Leiterflächen der Platine verlötet werden.

Auf der Platine sind weiterhin die Buchsen 3 für die Anschlüsse zu weiterführenden Netzwerken zu erkennen. Die Buchsen sind so ausgebildet und angeordnet, daß sie mit der Gehäuse-Außenfläche bündig abschließen.

Dabei können auch an den Enden der Stege 1.2 nach außen führende Koaxial-Buchsen 1.3 vorgesehen werden. Sie sind durch ein HF-mäßig gutes Massepotential charakterisiert.

Das Gehäuse selbst besteht z. B. aus einem Unterteil 4.1 und dem Oberteil 4.2. Beide Teile haben korrespondierend zur Ringlasche 1.1 Bohrungen, und die Bohrung im Oberteil 4.2 ist vorzugsweise mit kleinen Zungen 5 versehen, die über den Rand des zylindrischen Teils der Ringlasche ragen. Die Zungen 5 sind so bemessen, daß eine Schraube, die durch die Bohrung der Ringlasche gesteckt wird, "unverlierbar" gesichert ist, bis das Modul aufgesetzt und festgeschraubt wird.

Die Varianten nach Fig. 1 und 2 unterscheiden sich durch die Ausbildung der Stege 1.2. Figur assoziiert das Prinzip einer sternartigen Anbindung an mehrere Masse-Leiterbahnen (elektrisch) und an die Platine (mechanisch). Bei Fig. 2 ist ein Steg zum Rand der Platine geführt und wirkt wie ein Abschnitt eines Rahmens. Die Stege können auch genutzt werden, um auf der Platine separate, weitgehend gegeneinander abgeschirmte Schaltungsbereiche zu bilden.

Das Steg-Design wird in der praktischen Realisierung vor allem vom Schaltungslayout und von mechanischen Anforderungen abhängen, die z. B. d aus der Größe des Moduls resultieren können, bzw. es kann seinerseits als Vorgabe für die Ausführung des Schaltungs­ layouts verwendet werden.

Claims (4)

1. Elektronische Schaltung mit Gehäuse, die einschließlich Masseanbindung an einem vorzugsweise metallischen Bauelement zu befestigen ist, wobei das Schaltungsgehäuse vorzugsweise aus Kunststoff besteht und wobei die Schaltung mit mehreren Funktionsanschlüssen versehen ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 1. das metallische Chassis (1), das der Masseanbindung der Schaltungsplatine (2) und der mechanischen Halterung dient, ist skelettiert und besteht aus einer topfartigen Ringlasche (1.1), an die sich vorzugsweise Stege (1.2) anschließen,
• 2. die topfartige Ringlasche (1) ist vorzugsweise zentrisch in der Schaltungsplatine (2) angeordnet und mit der Platine mechanisch und vorzugsweise auch elektrisch mit Leiterbahnen der Platine verbunden,
• 3. der Mantelbereich der Ringlasche (1.1) ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und hat vorzugsweise die gleiche Höhe wie das Schaltungsgehäuse (4.1, 4.2), reicht also von der Grundfläche bis zur Deckfläche des Gehäuses,
• 4. die Stege (1.2) erstrecken sich zu verschiedenen Punkten der Schaltungsplatine (2) und sind dort vorzugsweise über Lötstifte mit Leiterbahnen und Masseflächen der Platine verbunden,
• 5. von den Funktionsanschlüssen (3, 1.3) der Schaltung sind die weiterführenden Masseanschlüsse (1.3) vorzugsweise direkt an das Chassis (1) angebunden, und die spannung- oder signal­ führenden Anschlüsse (3) sind vorzugsweise so in den Aufbau der Platine (2) integriert, daß sie nicht über die Außen­ konturen des Gehäuses (4.1, 4.2) hinausragen.

2. Elektronische Schaltung mit Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den oberen Rand der topfartigen Ringlasche (1.1) umgebende Rand der Deckfläche des Gehäuseteils (4.1, 4.2) mit mindestens einer, vorzugsweise mit mehreren kleinen Zungen (5) versehen ist, die über den Rand der Ringlasche ragen.

3. Elektronische Schaltung mit Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die topfartige Ringlasche (1.1) ohne Stege (1.2) ausgeführt und mechanisch und elektrisch mit der Platine (2) verbunden ist.

4. Elektronische Schaltung mit Gehäuse nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch die Anwendung des Prinzips der buchsenlosen schaltungsseitigen Steckverbindungs-Komponente gemäß EP 0848459.