DE19842381B4

DE19842381B4 - Schaltungsmodul

Info

Publication number: DE19842381B4
Application number: DE1998142381
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Probst; Jürgen Sczesny; Hagen Spiess
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2013-02-21
Anticipated expiration: 2018-09-17
Also published as: DE19842381A1

Abstract

Schaltungsmodul, das eine elektronische Schaltung mit einer Schaltungsplatine (2), ein Gehäuse (4.1, 4.2) und ein metallisches Chassis (1) aufweist, wobei das Gehäuse (4.1, 4.2) aus Kunststoff besteht und wobei die elektronische Schaltung mit mehreren Funktionsanschlüssen (3, 1.3) versehen ist, wobei das metallische Chassis (1) der Masseanbindung der Schaltungsplatine (2) und der mechanischen Halterung des Schaltungsmoduls an einem metallischen Teil dient und eine topfartige Ringlasche (1.1) und Stege (1.2) aufweist, die sich an der Ringlasche (1.1) anschließen, wobei die topfartige Ringlasche (1.1) mechanisch mit der Schaltungsplatine (2) und elektrisch mit Leiterbahnen der Schaltungsplatine (2) verbunden ist, wobei der Mantelbereich der Ringlasche (1.1) zylindrisch ausgebildet ist und die gleiche Höhe wie das Gehäuse (4.1, 4.2) hat und somit von der Grundfläche bis zur Deckfläche des Gehäuses (4.1, 4.2) reicht, wobei die Stege (1.2) sich zu verschiedenen Punkten der Schaltungsplatine (2) erstrecken und dort über Lötstifte mit...

Description

Die Erfindung betrifft den konstruktiven Aufbau eines Schaltungsmoduls mit Gehäuse, wie es z. B. bei Kraftfahrzeugen als Anschlussnetzwerk 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 Zentralverriegelung) 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.

Bei beiden Ausführungen ragen die Funktionsanschlüsse (platinenseitige 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.
Aus der DE 44 39 471 A1 ist eine elektronische Schaltung mit einer Schaltungsplatine und einem Gehäuse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs bekannt.
In der US 5 608 611 A ist ein Elektronikmodul mit einer gedruckten Schaltung beschrieben, bei dem Verbindungskabel durch eine Gehäuseöffnung geführt sind.
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 Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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 über den oberen Rand ragenden Zungen aus dem Gehäusematerial die Möglichkeit, das Modul mit einer vormontierten Befestigungsschraube 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 hinausragt, 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 0 848 459 A2 beschrieben ist.
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
1 Modul mit Stern-Chassis

a) Chassis und Platine
b) Außenansicht.

2 Modul mit Rahmen-Chassis

a) Chassis mit Platine
b) Außenansicht.

Die Platine 2, die zentrisch einen passenden Durchlass hat, wird mit dem Chassis 1 zusammengefügt. Das Chassis 1 weist eine topfartige Ringlasche 1.1 und Stege 1.2 auf und wird vorzugsweise als Spritzgussteil hergestellt. Zur mechanischen und elektrischen Verbindung mit der Platine 2 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 2 sind weiterhin 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 versehen, die über den Rand des zylindrischen Teils der Ringlasche 1.1 ragen. Die Zungen sind so bemessen, dass eine Schraube, die durch die Bohrung der Ringlasche 1.1. gesteckt wird, ”unverlierbar” gesichert ist, bis das Modul aufgesetzt und festgeschraubt wird.
Die Varianten nach 1 und 2 unterscheiden sich durch die Ausbildung der Stege 1.2. 1 assoziiert das Prinzip einer sternartigen Anbindung an mehrere Masse-Leiterbahnen (elektrisch) und an die Platine 2 (mechanisch). Bei 2 ist ein Steg zum Rand der Platine 2 geführt und wirkt wie ein Abschnitt eines Rahmens. Die Stege können auch genutzt werden, um auf der Platine 2 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. aus der Größe des Moduls resultieren können, bzw. es kann seinerseits als Vorgabe für die Ausführung des Schaltungslayouts verwendet werden.

Claims

Schaltungsmodul, das eine elektronische Schaltung mit einer Schaltungsplatine (2), ein Gehäuse (4.1, 4.2) und ein metallisches Chassis (1) aufweist, wobei das Gehäuse (4.1, 4.2) aus Kunststoff besteht und wobei die elektronische Schaltung mit mehreren Funktionsanschlüssen (3, 1.3) versehen ist, wobei das metallische Chassis (1) der Masseanbindung der Schaltungsplatine (2) und der mechanischen Halterung des Schaltungsmoduls an einem metallischen Teil dient und eine topfartige Ringlasche (1.1) und Stege (1.2) aufweist, die sich an der Ringlasche (1.1) anschließen, wobei die topfartige Ringlasche (1.1) mechanisch mit der Schaltungsplatine (2) und elektrisch mit Leiterbahnen der Schaltungsplatine (2) verbunden ist, wobei der Mantelbereich der Ringlasche (1.1) zylindrisch ausgebildet ist und die gleiche Höhe wie das Gehäuse (4.1, 4.2) hat und somit von der Grundfläche bis zur Deckfläche des Gehäuses (4.1, 4.2) reicht, wobei die Stege (1.2) sich zu verschiedenen Punkten der Schaltungsplatine (2) erstrecken und dort über Lötstifte mit Leiterbahnen und Masseflächen der Platine verbunden sind, wobei die Funktionsanschlüsse (3, 1.3) der Schaltung spannungs- oder signalführende Anschlüsse (3) und weiterführende Masseanschlüsse (1.3) aufweisen, wobei die weiterführenden Masseanschlüsse (1.3) direkt an das Chassis (1) angebunden sind und die spannungs- oder signalführenden Anschlüsse (3) so in den Aufbau der Platine (2) integriert sind, dass sie nicht über die Außenkonturen des Gehäuses (4.1, 4.2) hinausragen.