DE4214645A1 - Steckerleiste fuer elektronische steuergeraete in kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Steckerleiste für elektronische Steuergeräte in Kraftfahrzeugen nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Bei elektronischen Steuergeräten tritt häufig die Notwendigkeit auf, eine bestimmte Baugruppe gegen elektrische und magnetische Störeinflüsse abschirmen zu müssen. Beispielsweise erzeugen digitale Schaltungen und Steuergeräte aufgrund steiler Umschaltflanken Hochfrequenzimpulse und stören andere Geräte, z. B. Geräte der mobilen Kommunikation, wie Radio, Funk und Autotelefon.

Als eine gegen derartige Störungen zu schützende Baugruppe sind Steckerleisten bekannt, die mit einem Abschirmblech versehen sind, um die Anschlußstelle des die Steckerleiste enthaltenden elektronischen Steuergeräts vor elektromagnetischen raumgebundenen Störeinflüssen zu schützen.

Für den störungsfreien Betrieb des Steuergeräts ist es darüber hinaus erforderlich, die zur Steckerleiste führenden Leitungen einer Steckkontaktvorrichtung, deren einer Teil die Steckerleiste ist, von gegebenenfalls eingestreuten Störungen, beispielsweise aus der Zündanlage des Kraftfahrzeuges, zu befreien. Hierzu werden üblicherweise Massekondensatoren in Form von Durchführungskondensatoren verwendet, die einerseits mit dem Kontaktelement der Steckerleiste und andererseits mit dem elektrisch auf Massepotential liegenden Abschirmblech in Verbindung stehen, um hochfrequente leitungsgebundene Störungen abzuleiten.

Des weiteren ist bekannt, hochfrequente leitungsgebundene Störungen dadurch zu schwächen, daß man bei zumindest einigen Kontaktelementen Induktivitäten in Form von kleinen Spulen vorschaltet. Diese Entstörmaßnahme ist wegen der Beschränkung des Bauraums an der Steckerleiste nur begrenzt anwendbar und fertigungstechnisch aufwendig.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Steckerleiste für elektronische Steuergerate in Kraftfahrzeugen nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß eine platzsparende Geräteentstörung vorliegt, die eine einfach handhabbare Abschirmung gegenüber hochfrequenten Störungen darstellt und gegenüber dem Stand der Technik eine fertigungstechnisch kostengünstige Entstörmaßnahme ermöglicht. Dies erfolgt durch die Verwendung eines direkt in den Kontaktelementen festlegbaren Einsetzelements, mit dem der Blindwiderstand jedes Kontaktelements zur Schwächung von an den Kontaktelementen anliegenden hochfrequenten Störspannungen erhöht werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Steckerleiste möglich. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechend den Ansprüchen 2 bis 4 ist das Kontaktelement als kostengünstig herstellbares Stanzteil ausgebildet. Durch die Ausformung des Anschlußabschnitts des Kontaktelements als auffederungsfähige Teilwicklung kann in dem Anschlußabschnitt ein Einlegeelement auf einfache Weise eingefügt und kraftschlüssig gehalten werden.

Nach einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechend dem Anspruch 5 ist das Kontaktelement als Biegeteil ausgebildet. Diese Ausführung wird bevorzugt dann angewandt, wenn das Kontaktelement im Ausgangszustand seiner Herstellung als isolierter Leiter vorliegt. Mit dem isolierten Leiter läßt sich auf einfache Weise ein Anschlußbereich des Kontaktelements verwirklichen, der zur formschlüssigen Festlegung des Einsetzelements ein oder mehrere Windungen aufweist.

Entsprechend den Ansprüchen 6 bis 8 kann im Zusammenwirken des Anschlußbereichs mit dem Einsetzelement der Blindwiderstand des zugeordneten Kontaktelements erhöht und dadurch in vorteilhafter Weise die Entstörung des Steuergeräts vorgenommen werden. Mit der Ausgestaltung entsprechend der Ansprüche 10 bis 14 ist dies auch durch eine Ausbildung des Einsetzelements als eine Elektrode möglich.

Nach Anspruch 15 kann durch eine mehrstückige Ausbildung des Einsetzelements innerhalb einer Steckerleiste durch wahlweise Ausbildung jedes Einsetzelements als Ferritstab oder als Elektrode der induktive oder kapazitive Widerstand zugeordneter Kontaktelemente auf einfache Weise vergrößert werden.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigt die Fig. 1 im Längsschnitt eine Steckerleiste bestückt mit Abschirmblech und Ableitkondensatoren und, nur schematisch gezeichnet, mit induktiven und kapazitiven Bauelementen, Fig. 2 und 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements mit einem Einsetzelement in der Seiten- bzw. Vorderansicht, Fig. 4 und 5 ein zweites Ausführungsbeispiels eines Kontaktelements mit einem Einsetzelement in der Seiten- bzw. Vorderansicht und Fig. 6 die Ausbildung eines Einsetzelements in der Form einer längs­ geschlitzten Hülse.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 zeigt eine Steckerleiste 11 als Teil eines nur andeutungsweise gezeichneten elektronischen Steuergeräts 12 in einem Kraftfahrzeug′, dessen Verbindungsmittel zu anderen elektrischen Aggregaten des Kraftfahrzeugs führen.

Die Steckerleiste 11 weist als Grundelemente einen aus Kunststoff bestehenden Grundkörper 13, darin eingebettete Kontaktelemente 14 und ein die Steckerleiste 11 partiell umgebendes Abschirmblech 16, das mit einer Leiterplatte 17 kontaktiert ist, die je ein mit einem Kontaktelement 14 in Verbindung stehendes kapazitives Ableitelement 18 trägt, auf.

In nicht näher dargestellter Weise ist das Massepotential des Steuergeräts 12 über die Leiterplatte 17 einerseits mit dem Abschirmblech 16 und andererseits mit je einem der beiden Anschlüsse des kapazitiven Ableitelements 18 verbunden, deren jeweils anderer Anschluß mit je einem Kontaktelement 14 elektrisch verbunden ist.

Jedes Kontaktelement 14 weist einen Steckabschnitt 21 zur Steckkontaktierung mit einem nicht dargestellten Gegenstecker und einem Anschlußabschnitt 22 für den Anschluß an einer zugeordneten, nicht mehr dargestellten Leiterbahn einer mit elektronischen Bauteilen bestückten Platine des Steuergeräts 12 auf.

In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechend den Fig. 2 und 3 ist der Anschlußabschnitt 22 des Kontaktelements 14 ausschnittsweise dargestellt. Das Kontaktelement 14 ist als Stanzteil ausgeführt, dessen Anschlußabschnitt 22 in seinem Längsverlauf unterbrochen wird durch einen Spalt 23. Beiderseits des Spalts 23 ist je ein Schenkel 24 angeordnet. Die beiden Schenkel 24 verlaufen über eine Teillänge zueinander parallel und stehen senkrecht zum Längsverlauf des Anschlußabschnitts 22. Die Schenkel 24, deren Endpunkte verbunden sind, weiten sich zu einer nahezu kreisförmigen Schleife 26 in der Art einer Teilwindung 26. Der Spalt 23 verhindert bei einem unisolierten Anschlußabschnitt 22, der auch eine elektrische Isolierschicht 15 tragen kann, daß die Teilwindung 26 kurzgeschlossen wird. Durch die Formgebung ist die Teilwindung 26 auffederungsfähig. In ihrem Kernbereich ist ein Einsetzelement 27 festgelegt, das durch Rückstellkräfte der entgegen ihrer Rückstellkraft aufgeweiteten Teilwindung 26 über eine Teillänge kraftschlüssig gehalten ist.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechend den Fig. 4 und 5 ist der Anschlußabschnitt 22 des Kontaktelements 14 abschnittsweise dargestellt. Das Kontaktelement 24 ist als Biegeteil aus Runddraht gefertigt, der im Bereich des Anschlußabschnittes 22 die elektrische Isolierschicht 15 aufweist. Im Längsverlauf des Anschlußabschnittes 22 ist, seitlich abgesetzt, eine Schleife 28 angeformt, die kreisförmig verläuft und eine oder mehrere Windungen 28 einer Spule bildet. Die Isolierschicht 15 des Anschlußabschnittes 22 verhindert, daß bei mehreren Windungen 28 diese untereinander durch ihre gegenseitige Anlage kurzgeschlossen sind. Die mindestens eine Windung 28 umfaßt in ihrem Kernbereich das Einsetzteil 27 über eine Teillänge formschlüssig.

Je nach der Ausbildung des Einsetzelements 27, das auch mit dem elektrischen Isolierschicht 15 umhüllt sein kann und das in der Schleife 26, 28 des Anschlußabschnittes 22 eingesetzt ist, ist der Blindwiderstand eines oder mehrerer zugeordneter stromdurchflossener Kontaktelemente 14 veränderbar.

In einer ersten Variante ist das Einsetzelement 27 aus weichmagnetischem Material gefertigt, das aus dem Sinterwerkstoff Ferrit besteht. Dadurch wird die Induktivität des stromdurchflossenen Kontaktelements 14 erhöht. Alternativ können dem Ferrit Metalloxide der Elemente Eisen, Nickel und Kobalt beigemengt werden, um die Induktivität des Kontaktelements 14 weiter zu erhöhen. Das Einsetzelement 27 ist in Fig. 1 in Zusammenwirkung mit dem Kontaktelement 14 symbolisch als ein Induktivbauelement 29 dargestellt.

In einer zweiten Variante ist das Einsetzelement 27 als Elektrode ausgebildet, die je nach ihrer Länge ein- oder beidseitig an Massepotential gelegt ist. Das Einsetzelement 27 kann als metallene Stabelektrode entweder aus Vollmaterial (Fig. 2, 4) oder aus Rohrmaterial (Fig. 3, 5) hergestellt sein. Die Isolierschicht 15 des Einsetzelements 27 ist in dem Fall, daß das Einsetzelement 27 aus einer Aluminiumlegierung besteht, eine Aluminiumoxidschicht und in dem Fall, daß das Einsetzelement 27 aus einer Kupferlegierung besteht, vorzugsweise eine Kunststoffbeschichtung.

Wie in Fig. 6 ausschnittsweise dargestellt, kann das Einsetzelement 27 als Elektrode jedoch auch aus einer Folie, vorzugsweise einer Aluminiumfolie, die mit der nicht mehr dargestellten Isolierschicht 15 versehen ist, als Formteil ausgebildet sein und die Form einer längsgeschlitzten Hülse einnehmen.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen des Einsetzelements 27 als Elektrode wird die Kapazität des stromdurchflossenen Kontaktelements 14 erhöht, wenn das Einsetzelement 27 in der Windung 28 eingefügt ist. Das Einsetzelement 27 ist in Fig. 1 im Zusammenwirken mit dem Kontaktelement 14 symbolisch als ein Kapazitivbauelement 31 dargestellt.

Die Ausbildung des Anschlußabschnittes 22 als Teilwindung 26 oder Windungen 28 in Verbindung mit der gleichartigen, fluchtenden Anordnung der Kontaktelemente 14 und der Anschlußabschnitte 22 in der Steckerleiste 11 ermöglicht die Verbindung eines langen, einstückigen Einsetzelements 27 für die gemeinsame Bestückung mehrerer Anschlußabschnitte 22 der Kontaktelemente 14. Dies führt ohne Funktionsverlust im Hinblick auf eine Einzelbestückung jedes einzelnen Anschlußabschnitts 22 mit je einem separaten Entstörelement zu einer kostengünstigen Entstörung der Steckerleiste 11, wobei der Kostenvorteil dadurch verstärkt wird, daß das Einsetzelement 27 direkt in den Anschlußabschnitten 22 der Kontaktelemente 14 festlegbar ist.

Wird das Einsetzelement 27 mehrstuckig ausgeführt, so ist es möglich, je nach Ausbildung des Einsetzelements 27 als Ferritstab oder als Elektrode den induktiven oder kapazitiven Widerstand der jeweils zugeordneten stromdurchflossenen Kontaktelemente 14 zu erhöhen und innerhalb der Steckerleiste 11 diese beiden Möglichkeiten zu varrieren.

Somit läßt sich die Entstörung des elektronischen Steuergeräts 12 von elektromagnetischen Störeinflüssen im Bereich der Steckerleiste 11 durch die Bildung von hohen induktiven oder kapazitiven Blindwiderständen direkt in den Kontaktelementen 14 in fertigungstechnisch vorteilhafter Weise verwirklichen.

Claims (15)

1. Steckerleiste für elektronische Steuergeräte in Kraftfahrzeugen, die mehrere Kontaktelemente (14) aufweist, mit einem die Steckerleiste (11) partiell umgebenden Abschirmblech (16), mit mindestens einem kapazitiven Ableitelement (18), das elektrisch mit einem der Kontaktelemente (14) und mit dem Abschirmblech (16) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kontaktelement (14) zwischen Kontaktierbereich und Anschluß an einer von der Steckerleiste (11) abführenden Leitung in einem Teil seines Verlauf wenigstens eine einen Kernbereich wenigstens zum Teil umschließende Schleife (26, 28) bildet, in deren Kernbereich ein kapazitiv und/oder induktiv in Verbindung mit der stromdurchflossenen Schleife (26, 28) wirksames Einsetzelement (27) einfügbar und dadurch der Blindwiderstand des zugeordneten Kontaktelements (14) veränderbar ist.

2. Steckerleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleife (26, 28) in einem Anschlußabschnitt (22) des Kontaktelements (14) angebracht ist.

3. Steckerleiste nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleife (26) in der Art einer Teilwindung (26) ausgebildet ist, die das Einsetzelement (27) über eine Teillänge umfaßt.

4. Steckerleiste nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (14) ein Stanzteil ist, die Teilwindung (26) Puffederungsfähig ist, die Umfassung des Einsetzelements (27) kraftschlüssig erfolgt und zwischen Teilwindung (26) und Einsetzelement (27) eine Isolierschicht (15) angeordnet ist.

5. Steckerleiste nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (14) als Biegeteil ausgebildet ist, die Schleife (28) in der Art mindestens einer Windung (28) ausgebildet ist, die das Einsetzelement (27) über eine Teillänge formschlüssig umfaßt und zwischen Windung (28) und Einsetzteil (27) eine Isolierschicht (15) angeordnet ist.

6. Steckerleiste nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei stromdurchflossenem Kontaktelement (14) das Einsetzelement (27) den induktiven Blindwiderstand des Kontaktelements (14) erhöht.

7. Steckerleiste nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsetzelement (27) ein Ferritstab ist.

8. Steckerleiste nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritstab die Oxide der Elemente Nickel, Kobald und Eisen als Zusatzbestandteile enthält.

9. Steckerleiste nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei stromdurchflossenem Kontaktelement (14) das Einsetzelement (27) den kapazitiven Blindwiderstand des Kontaktelements (14) erhöht.

10. Steckerleiste nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsetzelement (27) eine Elektrode ist, die ein- oder beidseitig mit Massepotential verbunden ist.

11. Steckerleiste nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsetzelement (27) eine metallene Stabelektrode oder Rohrelektrode ist.

12. Steckerleiste nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsetzelement (27) aus einer Aluminiumlegierung besteht und an seiner Mantelflache die Isolierschicht (15) aus Aluminiumoxid besteht.

13. Steckerleiste nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsetzelement (27) aus einer Kupferlegierung besteht und an seiner Mantelfläche die Isolierschicht aus Kunststoff besteht.

14. Steckerleiste nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsetzelement (27) eine längsgeschlitzte Hülse ist, die aus einer Folie, vorzugsweise einer Aluminiumfolie, besteht und die Isolierschicht (15) aus einer Oxidschicht der Folie gebildet ist.

15. Steckerleiste nach Anspruch 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsetzelement (27) mehrstückig und teils als Ferritstab, teils als Elektrode ausgebildet ist und innerhalb der Steckerleiste (11) bei eingefügten Einsetzelementen (27) sowohl der induktive Widerstand als auch der kapazitive Widerstand zugeordneter stromdurchflossener Kontaktelemente (14) veränderbar ist.