DE19854641C1 - Steuergerät und Verfahren zum Einsetzen eines Steckverbinders in ein Steuergerät - Google Patents

Abstract

Ein Steuergerät weist ein einen Innenraum (11) umschließendes Gehäuse (1) mit einem Basisteil (12) und einen außerhalb des Innenraums (11) auf dem Basisteil (12) angeordneten Steckverbinder (2) mit im wesentlichen parallel zum Basisteil (12) ausgerichteten Kontaktstiften (21) auf. Der Steckverbinder wird in eine Haube (121) des Basisteils (12) mittels einer Schwenk- oder Drehbewegung eingesetzt. Für eine definierte Durchführung dieser Bewegung weist die Haube (121) ein Führungsorgan (122) auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem ein Steckverbinder von außen in das Steuergerät einsetzbar ist, und ein Verfahren zum Einsetzen eines Steckverbinders in ein Steuergerät.

Aus der Offenlegungsschrift DE 41 02 265 A1 ist ein Steuerge­ rät mit einem Basisteil, einer mit einer Steuerschaltung be­ stückten Leiterplatte und einem auf dem Basisteil angeordne­ ten Steckverbinder bekannt. Der Steckverbinder weist im we­ sentlichen parallel zum Basisteil ausgerichtete Kontaktstifte auf, die mit der Leiterplatte kontaktiert sind.

Die Patentschrift US 5,195,900 betrifft eine Anordnung mit einem Rahmen und einem darin gehaltenem Stecker, der eine er­ ste und eine zweite Position einnehmen kann. In der ersten Position kann ein Gegenstecker mit dem Stecker verbunden wer­ den. Anschließend wird der Stecker in die zweite Position ge­ dreht.

Aus der Offenlegungsschrift DE 197 06 790 A1 ist ein kompak­ tes Steuergerät für den Einbau in ein Kraftfahrzeug bekannt, das ein Gehäuse mit einer wärmeleitenden Grundplatte und ei­ ner darauf unmittelbar befestigten Leiterplatte aufweist. Ein Steckverbinder ist senkrecht zur Grundplatte angeordnet, so daß seine Kontaktstifte sich senkrecht zur Leiterplatte er­ strecken und in dieses geführt sind. Dieses Steuergerät kann nur eingesetzt werden, wenn eine externe Buchse senkrecht zur Leiterplatte und zur Grundplatte zur Verfügung steht.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein kompaktes Steuergerät und ein Verfahren zum Einsetzen eines Steckverbinders in ein Steuergerät bereitzustellen, die den Einsatz eines Steckver­ binders in einer Ausrichtung parallel zu einem Basisteil ei­ nes Gehäuses auf fertigungstechnisch günstige Weise ermögli­ chen.

Dieses Ziel wird mit einem Steuergerät und einem Verfahren erreicht, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen defi­ niert sind. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Anordnung des Steckverbinders auf dem Basisteil des Gehäuses läßt sich das Gehäuse sehr kompakt ausbilden. Der Steckverbinder belegt keinen Platz im Innenraum des Gehäuses. Die von dem Basisteil abragende Haube stellt ein Steckerge­ häuse zur Verfügung.

Um trotz der Anordnung des Steckverbinders auf dem Basisteil und der Ausrichtung der Kontaktstifte parallel zur Oberfläche des Basisteils ein fertigungstechnisch günstiges Einsetzen des Steckverbinders zu ermöglichen, weist die Haube wenig­ stens ein Führungsorgan auf. Dieses ermöglicht vorzugsweise eine geführte Schwenk- oder Drehbewegung, so daß der Steck­ verbinder aus einer gegenüber dem Basisteil gekippten Stel­ lung definiert in eine zum Basisteils parallelen Position übergeführt werden kann. Das Führungsorgan vereinfacht den Einsetzvorgang für den Steckverbinder erheblich und ermög­ licht optional seine Automatisierung.

Vorzugsweise ist das Führungsorgan als bogenförmige Nut aus­ gebildet, in der der Steckverbinder oder die Messerleiste mit einem Zapfen in seine Endposition geführt werden kann. Die bogenförmige Nut kann somit als Kulisse angesehen werden, die die Bewegung des Steckverbinders in seine Endposition steu­ ert.

Das Basisteil kann beispielsweise als Boden, Platte, Deckel oder Abdeckung für das Gehäuse ausgebildet sein.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Lei­ terplatte im Gehäuseinneren unmittelbar auf eine ebene Anla­ gefläche des Basisteils aufgebracht, so daß eine besonders effektive Wärmeableitung erfolgen kann. Zu diesem Zweck emp­ fiehlt es sich, das Basisteil entweder aus Metall oder aus einem metallhaltigen oder metallisierten Kunststoff herzu­ stellen.

Die Haube kann vorteilhafterweise einstückig mit dem Basi­ steil ausgebildet sein. Weist die Haube an ihrer für die Auf­ nahme des Steckverbinders bestimmten Stirnseite eine umlau­ fende Dichtungsnut zum Aufbringen einer Dichtung auf, so läßt sich die von der Haube gebildete Steckerkammer auf einfache Weise gas- oder flüssigkeitsdicht ausbilden.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der Steckverbinder eine Zentrierleiste auf, in der seine Kontakt­ stifte gehalten sind.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Steckverbinder in einer ersten Phase der Mon­ tage,

Fig. 2 den Steckverbinder von Fig. 1 zu Beginn einer Schwenkbewegung, und

Fig. 3 den fertig montierten Steckverbinder vor dem Zusam­ menbau des Gehäuses eines Steuergeräts.

Fig. 1 veranschaulicht den Beginn der Montage eines Steck­ verbinders 2 in eine Haube 121 eines Basisteils 12 eines Ge­ häuses eines Motorsteuergeräts.

Das Basisteil 12 und die Haube 121 sind als ein integrales Aluminiumwerkstück hergestellt. Auf der dem Gehäuseinneren zugewandten Seite des Basisteils 12 ist eine flexible Leiter­ platte 3 aus Polyimid mit einer Steuerschaltung 31 geklebt. Das Basisteil 12 hat die Aufgabe einer Wärmesenke für die von der Steuerschaltung 31 erzeugte Wärme.

Die Haube 121 weist an ihrer Stirnseite eine Öffnung und eine diese vollständig umschließende Dichtungsnut 123 auf. An bei­ den Seitenwänden der Haube 121 ist jeweils ein Führungsorgan 122 in Form einer bogenförmigen Nut angeordnet. Ein Nase 124 erlaubt ein Fixieren des Steckverbinders 2 in einer Ruhe- oder Transportstellung.

Der Steckverbinder 2 weist vier Reihen von Kontaktstiften 21 auf, von denen nur zwei Kontaktstifte 21 dargestellt sind. Der Steckverbinder 2 ist mit einer Kante auf das Basisteils 12 angesetzt. Dabei ragt eine Zentrierleiste 23 in die Haube hinein. Die Zentrierleiste 23, in der die Kontaktstifte 21 des Steckverbinders 2 justiert sind, ist über zwei starr mit der Zentrierleiste 23 verbundenen Schienen und zwei am Körper des Steckverbinders angeordneten, gebogenen Schenkeln mit dem Körper des Steckverbinders 2 verbunden. Die Schenkel können über eine begrenzte Strecke in der Schiene der Zentrierleiste 23 gleiten.

Die Zentrierleiste 23 kann entweder aufgespritztes Kunst­ stoffmaterial sein, das die zum Einführen in die Leiterplatte 3 vorgesehenen Enden der Kontaktstifte 21 freiläßt, oder, wie dargestellt, eine mit Öffnungen versehene Platte sein. Das Raster der Öffnungen in der Zentrierleiste 23 entspricht dem Raster der für die Kontaktstifte 21 vorgesehenen Bohrungen in der Leiterplatte 3. Um das Einfädeln der Kontaktstifte zu er­ leichtern, weist die Zentrierleiste im Bereich der Öffnungen Senkungen auf.

Die Leiterplatte 3 weist im Bereich der Haube auf ihrer dem Innenraum 11 des Gehäuses abgewandten Seite eine im wesentli­ chen lückenlose Kupferschicht auf. Diese dient zur Abschir­ mung von elektromagnetischen Strahlungen, die aus dem Bereich des Steckverbinders in das Innere des Steuergeräts gelangen könnten. Die Haube ist daher eine gegenüber dem übrigen Steu­ ergerät elektromagnetisch geschirmte Kammer.

Die am Körper des Steckverbinders 2 angeordneten Schenkel weisen zwei Zapfen 22 auf, die beim Einführen des Steckver­ binders 3 in die Haube 121 den Steckverbinder in den als Nu­ ten ausgebildeten Führungsorganen 122 führen.

Zudem weist der Steckverbinder 2 zwei Ösen 24 auf, die zum Einschnappen in entsprechende Nasen 124 der Haube 121 für ein vorläufiges Fixieren bestimmt ist.

Fig. 2 zeigt den Steckverbinder 2 in einer Phase, in der ein erster Zapfen 22 gerade in das Führungsorgan 122 eingreift. In diese Position wurde der in Fig. 1 gezeigte Steckverbin­ der durch eine Kippbewegung gebracht.

Die Dichtungsnut 123 ist mit einer Dichtmasse aus Polyurethan ausgegossen oder ausgeschäumt.

Der exemplarisch dargestellte Kontaktstift 21 weist eine Krümmung auf, so daß sein für die Einführung in die Leiter­ platte 3 bestimmtes Ende senkrecht zu seinem Steckbereich steht, mit dem das Steuergerät mit externen elektrischen Ein­ richtungen verbunden wird.

Beim vollständigen Schwenken oder Eindrehen des Steckverbin­ ders 2 in die Haube gelangt die Zentrierleiste 23 in Anlage mit wenigstens einem Vorsprung im Inneren der Haube 121 oder mit der Leiterplatte 3. Beim Weiterschwenken des Steckverbin­ ders 2 werden die Kontaktstifte 21 durch die Zentrierleiste 23 und die darunterliegende Leiterplatte 3 geschoben. Die En­ den der Kontaktstifte können nachfolgend auf der Leiterplatte 3 gelötet werden.

In Fig. 3 ist der in seine Endposition verbrachte Steckver­ binder 2 dargestellt. Das Basisteil 12 kann an einem Rahmen des Gehäuses 1 befestigt werden. Obgleich es aus fertigungs­ technischen Gründen bevorzugt ist, das Basisteil 12 als Plat­ te auszugestalten, kann das Basisteil 12 auch einen Gehäu­ serahmen oder auch Teile hiervon umfassen.

Die in dem Ausführungsbeispiel gezeigte Struktur erlaubt durch die Anordnung des Steckverbinders 2 auf dem Basisteil 12 und außerhalb des Innenraums 11 des Gehäuses 1 die Schaf­ fung eines extrem kompakten Gehäuses, in dem kein Platz des Innenraums von einem relativ großen Steckverbinder bean­ sprucht wird. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn im Innen­ raum des Gehäuses lediglich elektrische Bauelemente oder Schaltungen untergebracht werden müssen, deren Höhe deutlich niedriger als der Steckverbinder ist.

Claims (9)

1. Steuergerät, das aufweist:

• 1. ein einen Innenraum (11) umschließendes Gehäuse (1) mit ei­ nem Basisteil (12),
• 2. eine mit einer Steuerschaltung (31) bestückte Leiterplatte (3),
• 3. einen außerhalb des Innenraums (11) auf dem Basisteil (12) angeordneten Steckverbinder (2) mit im wesentlichen paral­ lel zum Basisteil (12) ausgerichteten Kontaktstiften (21), die mit der Leiterplatte (3) kontaktiert sind,
• 4. eine von dem Basisteil (12) abragende Haube (121) für den Steckverbinder (2), wobei der Steckverbinder (2) und die Haube (121) eine Nut als Führungsorgan (122) und einen Zap­ fen (22) aufweisen, die beim Einfügen des Steckverbinders (2) in das Gehäuse (1) eine Relativbewegung zueinander aus­ führen.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (3) unmittelbar auf dem Basisteil (12) ange­ bracht ist, und daß die Kontaktstifte (21) in die Leiterplat­ te (3) geführt sind.

3. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Basisteil (12) aus einem metal­ lisierten, metallhaltigen, elektrisch leitfähigen Material ist.

4. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (21) in einer Zentrierleiste (23) justiert sind.

5. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Haube (121) und das Basisteil (12) einstückig ausgebildet sind.

6. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Haube (121) eine umlaufende Dichtungsnut (123) zur Aufnahme einer Dichtung aufweist.

7. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder (2) in einer Transportstellung fixierbar ist.

8. Verfahren zum Einsetzen eines Steckverbinders (2) von au­ ßen in ein Steuergerät mit den Schritten:

• 1. der Steckverbinder (2) wird an einer Öffnung einer Haube (121) angesetzt, die von einem Basisteil (12) ragt,
• 2. der Steckverbinder (2) wird durch einen Zapfen (22) und ei­ ne Nut als Führungsorgan (122) in der Haube (121) geführt und in eine Endposition geschwenkt oder gedreht, so daß seine Kontaktstifte (21) mit einem Steckbereich im wesent­ lichen parallel zu einer Leiterplatte (3) ausgerichtet und mit einem der Leiterplatte (3) zugewandten Ende senkrecht in die Leiterplatte geführt werden.

9. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontaktstifte (21) von einer Zentrier­ leiste (23) ausgerichtet werden, daß der Steckverbinder (2) mit der Zentrierleiste (23) in der Haube (121) geschwenkt oder gedreht wird bis die Zentrierleiste (23) in eine Endpo­ sition gelangt, und daß der Steckverbinder weiter in die Hau­ be versenkt wird bis die Kontaktstifte (21) eine Relativbewe­ gung zur Zentrierleiste (23) ausführen und in die Leiterplat­ te (3) eindringen.