DE4215041C2 - Elektronisches steuergeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuergerät nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Solche Steuergeräte werden z. B. in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Sie müssen hohe Anforderungen an Zuverlässigkeit, Unempfind­ lichkeit gegen Umwelteinflüsse und Ableitung der Verlustwärme von Leistungsbauelementen erfüllen.

In dem Gebrauchsmuster DE-Gbm 83 18 781 ist ein elektronisches Steuergerät beschrieben, auf dessen Gehäuse ein Gehäuseoberteil aufgeschraubt wird. Das Gehäuseoberteil weist einen Durchbruch für die Aufnahme eines Steckerteils auf. Das Gehäuseoberteil ist als Kühlkörper mit Kühlrippen ausgeführt.

Da das Gehäuseoberteil aufgeschraubt wird und zusätzlich einen Durchbruch für das Steckerteil aufweist, können die ho­ hen Anforderungen an die Dichtigkeit des Gehäuses nur mit ho­ hem Aufwand gewährleistet werden. Außerdem ist der Aufwand zur Fertigung des Gehäuseoberteils und die Ausführung als Kühlkörper recht groß.

Aus dem Gebrauchsmuster DE-Gbm 74 19 953 ist ein Steuergerät bekannt, das ein Gehäuseoberteil, einen Tragrahmen und ein Gehäuseunterteil aufweist, in dem ein Schaltungsträger mit seinen Bauteilen angeordnet ist. Das Steuergerät ist platzsparend und die Bauteile sollen zu Reparaturzwecken leicht zugänglich sein. Hierzu werden das Gehäuseober- und -unterteil mittels Schrauben lösbar an dem Tragrahmen befestigt. Ein solches Steuergerät genügt allerdings nicht den Anforderungen an die Dichtigkeit.

Aus dem Gebrauchsmuster DE-Gbm 78 03 063 ist ein zylindrisches Gehäuse für ein elektrisches Bauelement bekannt, das mit Hilfe von Stiften, die pilzförmig verformt sind, auf einer Leiterplatte einfach befestigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuergerät zu schaffen, das einfach aufzubauen ist und die Anforde­ rungen an die Dichtigkeit erfüllt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das elektronische Steuergerät nach Anspruch 1 gelöst.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß das Gehäuse des Steuergeräts einfach herzustellen und ohne großen Aufwand zu montieren ist. Das Gehäuseoberteil unterscheidet sich von seinem Aufbau her nicht von dem Gehäuseunterteil. Ebenso sind mehrere Kühlbleche identisch aufgebaut. Dadurch wird eine geringe Anzahl von verschiedenen Gehäusebauteilen benötigt.

Durch Verformen von Stiften werden das Gehäuseoberteil, das Gehäuseunterteil und der Schaltungsträger an einem Tragrahmen dauerhaft befestigt. Dadurch werden sonstige Befestigungsele­ mente wie beispielsweise Schrauben oder Niete eingespart. Durch ein Entlüftungselement wird die Luftfeuchtigkeit aus dem inneren des Gehäuses nach außen abgeführt und ein Druck­ ausgleich gewährleistet.

Das Steckerteil, die Leitungsbauteile und sonstige elektri­ sche und elektronische Bauteile auf einem Schaltungsträger werden in einem Arbeitsgang gelötet. Da das Gehäuse des Steu­ ergerätes dicht geschlossen ist, kann das Steuergerät sowohl im Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs als auch im Motorraum untergebracht sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Explosionszeichnung eines erfindungsgemäßen elektronischen Steuergeräts und

Fig. 2 ein Schnitt durch eine Gehäusewand gemäß der Li­ nie II-II in Fig. 1 in vollständig montiertem Zustand des Steuergeräts.

Ein elektronisches Steuergerät wird in dem vorliegenden Bei­ spiel zur Steuerung eines Antiblockiersystems eingesetzt. Das Steuergerät (Fig. 1) weist ein Gehäuse auf, das aus einem Tragrahmen 10, einem Gehäuseoberteil 20 und einem Gehäuseun­ terteil 30 besteht. An dem Gehäuse wird eine Leiterplatte 40, die als Schaltungsträger des Steuergerätes dient, befestigt.

Das Gehäuseoberteil 20 und das Gehäuseunterteil 30 sind iden­ tisch aufgebaut. Daher wird im weiteren nur noch von Gehäuse­ deckeln 20 oder 30 gesprochen. In jedem Eck der Gehäusedeckel 20 oder 30 ist jeweils eine Bohrung 21 oder 31 oder eine Öff­ nung angebracht, die zur Befestigung an den Tragrahmen 10 dient. Die Gehäusedeckel 20 oder 30 sind einstückig aus Stahl hergestellt, der als Schutz vor Korrosion verzinkt ist.

Der Tragrahmen 10 ist zusammen mit einem Steckerteil 14 ein­ stückig aus Kunststoff hergestellt. Zur Stabilisierung des Tragrahmens 10 wird der Kunststoff mit Glasfasern verstärkt. Als Kunststoff wird Polyamid verwendet, das sich sehr gut zu spritzgegossenen Teilen verarbeiten läßt.

Der Tragrahmen 10 weist an seinen Ecken jeweils eine quader­ förmige Verstärkung auf, aus der nach oben und nach unten Stifte 12 hervorstehen, die bei der Montage des Gehäuses durch die Bohrungen 21 und 31 der Gehäusedeckel 20 bzw. 30 gesteckt werden. In der Fig. 1 sind nur die Stifte 12 zu sehen, die nach oben hervorstehen.

Auf der - in der Zeichnung unten liegenden - Seite der quader­ förmigen Verstärkungen befinden sich Befestigungsteile 13, die hakenförmig ausgebildet sind. Mit ihrer Hilfe wird die Leiter­ platte 40 von unten her in den Tragrahmen 10 eingerastet.

In der oberen und unteren Stirnseite der Seitenwand des Trag­ rahmens 10 befindet sich jeweils eine umlaufende Nut 11, in die jeweils der Rand des Gehäusedeckels 20 oder 30 hineingesteckt wird. In der Fig. 1 ist nur die obere Nut 11 zu erkennen.

Das Steckerteil 14 weist einen Steckerrahmen und eine Stecker­ leiste mit mehreren Steckerstiften 141 oder Messerstiften auf. In Fig. 1 ist allerdings nur ein Steckerstift 141 gezeichnet. Die Steckerstifte 141 werden bereits beim Spritzgießen mit dem Tragrahmen 10 vergossen oder nach dem Spritzgießen eingepreßt. Die Steckerstifte 141 bilden die elektrischen Verbindungen zu dem Steuergerät.

Bei einer motorraumtauglichen Version des Steuergeräts weist der Tragrahmen 10 ein Entlüftungselement 15 auf, das hier als Bohrung oder Öffnung im Tragrahmen 10 ausgeführt ist. Die Öffnung ist mit einem halbdurchlässigen Material gefüllt. Es läßt die im Gehäuse eingeschlossene Luftfeuchtigkeit entwei­ chen und wirkt gleichzeitig druckausgleichend zwischen dem eingeschlossenen Volumen und der Umgebung. Hierzu eignet sich besonders Polytetrafluorethylen (kurz: PTFE). PTFE läßt außer­ dem keinen Schmutz und keine Feuchtigkeit in das Gehäuseinnere durch und schützt somit das Steuergerät vor Umwelteinflüssen.

Der Tragrahmen 10 weist einen oder mehrere Flansche 16 auf, mit denen das Steuergerät beispielsweise im Motorraum mittels Schrauben befestigt wird.

An der Leiterplatte 40 sind zwei Kühlbleche 41 mittels Niet­ zapfen 412 befestigt. Die Kühlbleche 41 und die Nietzapfen 412 sind einstückig als Stanzteile aus Aluminium hergestellt. Sie werden beispielsweise in einem Bestückungsautomaten mit Lei­ stungsbauteilen 413 bestückt und beklebt, bevor sie an der Leiterplatte 40 befestigt werden. Die elektrischen Anschlüsse der Leistungsbauteile 413 sind so gebogen, daß sie durch Bohrungen in der Leiterplatte 40 hindurchgesteckt werden können. In der Fig. 1 ist der Übersichtlichkeit wegen nur ein Leistungsbauteil 413 gezeichnet.

In den Ecken der Kühlbleche 41 sind Bohrungen 411 oder Öff­ nungen angebracht, durch die bei der Montage des Gehäuses die Stifte 12 hindurchgesteckt werden. Die Leiterplatte 40 muß nicht unbedingt über die Kühlbleche 41 mittels Schlitzen (Fig. 2) an dem Gehäuse befe­ stigt sein, sie kann auch selber Bohrungen und Öffnungen auf­ weisen, mit denen sie an dem Tragrahmen befestigt wird.

In der Fig. 2 haben die Teile, die schon anhand der Fig. 1 beschrieben worden sind, die gleichen Bezugszeichen erhalten.

Die mit den Leistungsbauteilen 413 bestückten Kühlbleche 41 werden zusammen mit der Leiterplatte 40 auf die Stifte 12, die nach unten hervorstehen, gesteckt und in die Befesti­ gungsteile 13 des Tragrahmens 10 eingerastet. Im eingeraste­ ten Zustand sind Fortführungen der Steckerstifte 141, die aus der Innenseite des Tragrahmens 10 herausragen und nach unten gebogen sind, durch entsprechende Bohrungen der Leiterplatte 40 hindurchgesteckt.

Durch das Einrasten wird die Leiterplatte 40 provisorisch ge­ halten. Somit können alle Bausteine auf der Leiterplatte 40, die Leistungsbauteile 413 und die Fortführungen der Stecker­ stifte 141 in einem einzigen Arbeitsgang gelötet werden. Hier­ zu wird der Tragrahmen 10 mit der Leiterplatte 40 in eine Lötvorrichtung so eingespannt, daß ihre Lötseite (in der Fig. 1 ist dies die Unterseite) schwallgelötet werden kann.

Nach dem Löten werden die Gehäusedeckel 20 und 30 so über die Stifte 12 gesteckt, daß ihre Ränder in der Nut 11 stec­ ken. Falls das Steuergerät für den Einsatz im Motorraum vor­ gesehen ist, werden die beiden Nuten 11 vor der Montage zu­ sätzlich mit einer Dichtmasse 111 (Fig. 2) gefüllt.

Die Stifte 12 werden dann mittels Ultraschall oder durch Wär­ mebehandlung pilzförmig verformt. Auf diese Weise wird das Gehäuse des Steuergerätes dicht und dauerhaft verschlossen. Die Leiterplatte 40 mit den Kühlblechen 41 und die Gehäuse­ deckel 20 und 30 sind sicher an dem Tragrahmen 10 befestigt. Somit ist das Steuergerät gegen Umwelteinflüsse geschützt. Dies gewährleistet auch ein hohe Zuverlässigkeit des Steuergerätes bei einer großen Rüttelbeanspruchung.

Die Kühlbleche 41 werden im montierten Zustand so an den Ge­ häusedeckel 20 oder 30 gedrückt, daß die entstehende Verlust­ wärme von den Kühlblechen 41 über den Gehäusedeckel 20 oder 30 und damit an die Umgebung abgeführt wird.

Claims (6)

1. Elektronisches Steuergerät, das ein Gehäuse mit einem Gehäu­ seoberteil (20), einem Tragrahmen (10) und einem Gehäuseunterteil (30) aufweist, in dem ein Schaltungsträger (40) und Leistungsbauteile (413) ent­ halten sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Tragrahmen (10) zusammen mit einem Steckerteil (14) einstückig aus einem Kunststoff hergestellt ist, und
• - daß der Tragrahmen (10) einstückig mit ihm hergestellte Stifte (12) aufweist, die durch Löcher (21, 31) im Gehäuseoberteil (20) und im Gehäuseunterteil (30) hindurchragen und
• - daß die Stifte (12) pilzförmig verformt sind, so daß sie das Ge­ häuseoberteil (20) und das Gehäuseunterteil (30) an dem Trag­ rahmen (10) dauerhaft befestigen und das Gehäuseinnere ab­ dichten.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (10) Befestigungsteile (13) aufweist, mit denen der Schaltungsträger (40) in den Tragrahmen (10) eingerastet ist.

3. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (10) eine umlaufende Nut (11) aufweist, die mit einer Dichtmasse (111) gefüllt ist.

4. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (10) ein Entlüftungselement (15) aufweist.

5. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kühlblech (41), auf dem sich die Leistungsbau­ teile (413) befinden, an dem Schaltungsträger befestigt ist.

6. Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlblech (41) so an dem Tragrahmen (10) befestigt ist, daß es in Wärmekontakt zu dem Gehäuseunterteil (30) oder dem Gehäuse­ oberteil (20) steht.