DE4228818A1 - Elektrisches Gerät, insbesondere Schalt- und Steuergerät für Kraftfahrzeuge, und Verfahren zur Herstellung - Google Patents
Elektrisches Gerät, insbesondere Schalt- und Steuergerät für Kraftfahrzeuge, und Verfahren zur HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Gerät nach der Gattung
des Anspruchs 1 und dem Verfahren nach Anspruch 8. Es ist zum Bei
spiel aus der DE-OS 40 23 319.7 ein Steuergerät bekannt, bei dem
eine flexible Leiterfolie auf einem Träger auflaminiert ist. Hierbei
ist die Fläche der Leiterfolie kleiner als die des Trägers, so daß
die Ränder des Trägers frei bleiben. In diesem Bereich sitzt sowohl
auf der Ober- als auch auf der Unterseite des Trägers ein haubenar
tiger Deckel auf. Um das Innere des Geräts dicht abschließen zu
können, ist zwischen den Deckeln und dem Träger jeweils eine Dich
tung dazwischengelegt. Dieses Gerät baut aber sehr aufwendig, wobei
insbesondere mehrere Montageschritte und zusätzliche mechanische
Bauteile notwendig sind.
Ferner ist aus der DE-OS 40 35 526.8 ein Steuergerät mit einem falt
baren Gehäuse bekannt. Hierbei ist eine durchgehende flexible Lei
terfolie auf zwei Trägern auflaminiert, die dann im zusammenge
klappten Zustand die Ober- bzw. die Unterseite des Gerätes dar
stellen. Durch lappenförmige Fortsätze der flexiblen Leiterfolie
sind die Messerleisten befestigt, die vor dem Zusammenklappen des
Gehäuses senkrecht zum jeweiligen Träger hochgestellt werden. Sie
stellen im zusammengeklappten Zustand dann die Seitenwände des Ge
rätes dar. Das Gerät ist aber an mehreren Seiten offen und kann nur
in relativ aufwendiger Weise abgedichtet werden.
Das erfindungsgemäße elektrische Gerät mit den kennzeichnenden Merk
malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es sehr
kostengünstig herstellbar ist. Das Steuergerät ist dabei nahezu
dicht gegenüber Umwelteinflüsse abgeschlossen. Ferner kann es in re
lativ wenigen Montageschritten und mit einer geringen Anzahl von re
lativ einfachen mechanischen Bauteilen hergestellt werden. Dadurch
ist es besonders für eine Serienfertigung geeignet.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Geräts
möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein zusammengebautes Steuer
gerät, die Fig. 2 eine Draufsicht auf die die Steckerleiste auf
weisende Stirnseite des Gehäuses, die Fig. 3 bis 8 die wesent
lichen Abschnitte des Montageablaufes des Steuergerätes und die
Fig. 9 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels.
In Fig. 1 sind mit 10 und 11 eine erste und eine zweite rechteckige
Platte aus gut wärmeleitendem Material, zum Beispiel Aluminium, be
zeichnet, auf deren einen Seite eine Leiterfolie 13 unter Druck auf
laminiert ist. Unter Laminieren versteht man das Aufbringen einer
Folie, hier der Leiterfolie 13, auf einen metallischen Grundkörper
mittels Kleber unter Druck (ca. 1,4 bis 2,8 MPa) und Wärme (ca. 1800
bis 2000). Die Platten 10, 11 sind Teile eines elektrischen Geräts
12 und dienen als deren Ober- und Unterseite. Die Fläche der Leiter
folie 13 ist kleiner als die der Platten 10, 11, so daß die Ränder
der Platten 10 und 11, insbesondere im Bereich der Enden der Leiter
folie 13, freibleiben. Im zusammengebauten Zustand des Gerätes 10
ist die Leiterfolie 13 im Querschnitt U-förmig ausgebildet, wobei
sich im Bereich zwischen den beiden Platten 10 und 11 an der Leiter
folie 13 angeordnet die Rückseite einer Steckerleiste 15 befindet.
Die Folie 13 ist ebenso wie an den Platten 10 und 11 mittel- oder
unmittelbar an der Steckerleiste 15 befestigt, also auflaminiert.
Die Steckerleiste 15 weist eine kranzförmige Öffnung 16 auf, in die
Anschlußkontakte 17 ragen, die wiederum in einem Steg 18 dicht ein
gebettet sind. Die Anschlußkontakte 17 ragen durch den Steg 18 hin
durch, so daß deren Enden direkt mit der Leiterfolie 13 kontaktier
bar sind. Hierzu ist an der Innenseite der Steckerleiste 15 eine
Zwischenplatte 19 mit Öffnungen 20 für die Anschlußkontakte 17 ange
ordnet. Für die Zwischenplatte 19 wird dasselbe Material wie für die
beiden Platten 10 und 11 verwendet, um ebenfalls ein Auflaminieren
der Leiterfolie 13 zu ermöglichen. Die Enden der Anschlußkontakte 17
sind dann mit Hilfe einer Lötverbindung mit der Leiterfolie verbun
den. Zwischen die beiden Platten 10 und 11 ist ein als Seitenwand
des Gerätes 11 dienender, geschlossener Rahmen 25 angeordnet. Dieser
Rahmen 25 weist auf seiner Ober- bzw. Unterseite, d. h. auf der den
beiden Platten 10, 11 zugeordneten Seite eine Ringnut 26 bzw. 27
auf, in die jeweils ein Dichtring 28 eingesetzt ist. Wie aus den Fig.
4 und 5 ersichtlich ist, ist die Platte 10 bzw. die Platte 11
jeweils mit Hilfe von Schrauben 30 fest miteinander verbunden. Da
der Stecker 15 nur an der Leiterfolie 13 befestigt ist und somit
frei hängt, ist er zusätzlich mit Hilfe von Schrauben 33 mit dem
Rahmen 25 verbunden. Im Inneren des Gerätes 12, d. h. im Bereich der
Platten 10, 11 und innerhalb des Rahmens 25 ist auf der Leiterfolie
13 eine elektronische Schaltung, von der nur einige Bauteile 35 sym
bolisch dargestellt sind, aufgebracht. Hierbei handelt es sich ins
besondere um elektronische Bausteine 35, die in SMD-Bauweise (Sur
face-Mounted-Device) befestigt sind, was bedeutet, daß sie aufge
klebt und durch Reflow-Löten elektrisch leitend mit der Leiterfolie
13 verbunden sind.
In den Fig. 3 bis 8 sind nun die wesentlichen Schritte des Mon
tageverfahrens des Gerätes 12 dargestellt. Zu Beginn sind die beiden
Platten 10, 11 und die Zwischenplatte 19 in einer Ebene angeordnet.
Wichtig ist dabei, daß die Platten 10, 11 und die Zwischenplatte 19
auf der der Leiterfolie 13 zugewandten Seite plan daliegen, um in
einem Arbeitsgang die Leiterfolie 13 auf diesen Bauteilen auflami
nieren zu können. Dabei ist ferner darauf zu achten, daß der Abstand
zwischen der Platte 10 und der Zwischenplatte 19 bzw. zwischen der
Zwischenplatte 19 und der Platte 11 so groß ist, daß die Platten 10
und 11 als Ober- und Unterseite des Gerätes 10 zusammengeklappt wer
den können und in diesem zusammengeklappten Zustand die Leiterfolie
13 doch genügend Spiel jeweils im Bereich zu der Steckerleiste 15
aufweist. Nachdem die Leiterfolie 13 auflaminiert ist, wird die
elektrische Schaltung, d. h. die Bauteile 35, in der oben beschrie
benen Weise auf die Leiterfolie 13 aufgeklebt und durch Reflow-Löten
elektrisch leitend mit der Leiterfolie 13 verbunden. Im nächsten, in
der Fig. 4 dargestellten Montageschritt, wird auf der Platte 11,
die die Unterseite des Gerätes 12 darstellt, der Rahmen 25 aufge
setzt. In diesem Rahmen 25 sind bereits die beiden Dichtringe 28 in
die jeweiligen Nuten 26, 27 eingebracht. Der Rahmen 25 wird nun so
auf die Platte 11 aufgesetzt, daß er mit einem Abstand zum der
Steckerleiste 15 zugewandten Ende auf der Leiterfolie 13 und auf der
Platte 11 aufsitzt. Auf der der Steckerleiste 15 gegenüberliegenden
Seite liegt der Rahmen 25, wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, direkt
auf der Platte 11 auf. Anschließend wird nun die Platte 11 und der
Rahmen 25 mit Hilfe von mehreren Schrauben 30 fest miteinander be
festigt. Anschließend wird die Steckerleiste 15 und die Platte 10 in
Richtung des Pfeils 37 nach oben bewegt, so daß die Platte 10, wie
in der Fig. 5 dargestellt, auf dem Rahmen 25 aufliegt. Hier, wie
bereits bei der Platte 11, befinden sich im Bereich der Stecker
leiste 15 zwischen der Platte 10 und dem Rahmen 25 die Leiterplatte
13, während auf der der Steckerleiste 15 abgewandten Seite der
Rahmen 25 direkt auf der Platte 10 aufliegt. Abschließend wird nun
mit Hilfe von mehreren Schrauben 31 die Platte 10 mechanisch fest
auf dem Rahmen 25 befestigt. Die elektrischen Bauteile 35 ragen so
mit in das Gehäuse 12 hinein, d. h. es sind alle innerhalb des
Rahmens 25 angeordnet, so daß das Gerät 12, insbesondere die elek
trischen Teile 35, dicht und vor Umwelteinflüssen geschützt angeord
net sind. In den Fig. 4 bis 8 weist der Rahmen 25 als Abwandlung
auf der der Steckerleiste 15 zugewandten Seite eine Ausnehmung 39
auf, in die die Enden der Anschlußkontakte 17 im zusammengebauten
Zustand ragen können. Nachdem sowohl die Platte 10 als auch die
Platte 11 am Rahmen befestigt ist, wird die Steckerleiste 15, die
nur an der Leiterfolie 13 hängt, gegen den Rahmen 25 geschoben, so
daß die Stirnflächen der beiden Platten 10 und 11 mit der Stecker
leiste 15 zum Anschlag kommen. Um eine möglichst kompakte und raum
sparende Bauweise zu ermöglichen, weist die Steckerleiste 15 hierzu
am Rande jeweils einen kleinen Absatz 40 auf, an dem die Stirnseiten
der beiden Platten 10, 11 zur Anlage gelangen. Wie aus der Fig. 2
ersichtlich, wird nun mit Hilfe der beiden Schrauben 33 die Stecker
leiste 15 am Rahmen 25 befestigt. Um die Enden der Anschlußkontakte
17 vor Umwelteinflüssen zu schützen, wird durch die in der Fig. 7
ersichtliche Öffnung 41 im Rahmen 25 der Raum 42, der sich zwischen
der Steckerleiste 15 und dem Rahmen 25 und den Platten 10, 11 bil
det, mit einer Kunststoffmasse 43, z. B. Silikon, ausgefüllt. Die
Bohrung 41 ist dabei insbesondere im Bereich der Ausnehmung 39 des
Rahmens 25 ausgebildet.
In der Fig. 9 ist eine Abwandlung dargestellt, die die Abdichtung
der Anschlußkontakte 17 auf der dem Rahmen zugewandten Seite be
trifft. Hier ist in der Steckerleiste 15 eine Ringnut 37 ausgebildet
an deren Rand 38 die Enden der beiden Platten 10,11 anliegen. Zur
Abdichtung ist die Ringnut 37 mit einer Kunststoffmasse ausgefüllt,
so daß über die Kontaktfläche Platten 10, 11 und Steckerleiste 15
keine Feuchtigkeit zu den Anschlußkontakten 17 eindringen kann.
Claims (11)
1. Elektrisches Gerät (12), insbesondere Schalt- und Steuergerät für
Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer eine elektronische Schaltung
(35) tragenden Leiterplatte (13), einer mit Steckern (17) versehenen
Anschlußleiste (15), wobei die Leiterplatte (13) als Leiterfolie
(13) ausgebildet ist und auf einer Seite von gut wärmeleitenden
Platten (10, 11) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden Platten (10, 11) auf einem Rahmen (25) dicht aufliegen, so
daß sich mindestens im Bereich der Anschlußleiste (15) zwischen dem
Rahmen (25) und den Platten (10, 11) die Leiterfolie (13) befindet.
2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
im Rahmen (25) auf der den beiden Platten (10, 11) zugewandten Seite
mindestens ein Dichtring (26) angeordnet ist.
3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steckerleiste (17) an den Stirnflächen der beiden
Platten (10, 11) anliegt.
4. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Platten (10, 11) und der Rahmen (25) mit Hilfe
von Schraubverbindungen (30, 31, 33) miteinander verbunden sind.
5. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steckerleiste (15) und der Rahmen (25) mit
Hilfe von Schraubverbindungen (33) miteinander verbunden sind.
6. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Raum (42) zwischen der Steckerleiste (15), der
beiden Platten (10, 11) und dem Rahmen (25) mit einer Kunststoff
masse (43) ausgefüllt ist.
7. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß in der Steckerleiste eine Ringnut (37) ausgebildet
ist, an deren einem Rand die Enden der Platten (10, 11) anliegen,
und daß die Ringnut (37) wenigstens teilweise mit Kunststoff ausge
füllt ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Gerätes (12), insbe
sondere Steuer- und Schaltgerät für Kraftfahrzeuge, wobei auf zwei
Platten (10, 11) und mittel- oder unmittelbar auf der Stirnseite
einer Steckerleiste (15) eine als Leiterplatte dienende Leiterfolie
(13) unter Druck auflaminiert wird, auf die Leiterfolie (13) die
elektrischen Bauteile (35) aufgesetzt werden, auf einer Platte (11)
ein geschlossener Rahmen (25) aufgesetzt wird, die Steckerleiste
(15) und die andere Platte (11) umgebogen werden, so daß die andere
Platte (11) auf dem Rahmen (25) aufliegt und sich die Steckerleiste
(15) vor der Stirnseite des Rahmens (25) befindet.
9. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Platten (10, 11) und die Steckerleiste (15) mit Hilfe von Schraub
verbindungen (30, 31, 33) mechanisch fest miteinander verbunden wer
den.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum
(42) zwischen der Steckerleiste (15), der beiden Platten (10, 11)
und dem Rahmen (25) mit einer Kunststoffmasse (43) ausgefüllt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steckerleiste (15) soweit zwischen die beiden Platten (10, 11)
in Richtung zum Rahmen (25) hin verschoben wird, bis die Enden der
Platten (10, 11) mindestens am Rand einer in der Steckerleiste (15)
ausgebildeten Ringnut (37) anliegen, und daß die Ringnut (37)
wenigstens teilweise mit Kunststoff ausgefüllt ist.
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