DE4228818C2

DE4228818C2 - Elektrisches Gerät, insbesondere Schalt- und Steuergerät für Kraftfahrzeuge, und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE4228818C2
Application number: DE19924228818
Authority: DE
Inventors: Werner Hofmeister; Thomas Wiesa; Ralph Schimitzek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-08-29
Filing date: 1992-08-29
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2012-08-30
Also published as: DE4228818A1; JPH06177555A; JP3425999B2; FR2695287B1; FR2695287A1

Description

Stand der Technik

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 40 23 319 C1 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 Montagesschritte und zusätzliche mechanische Bauteile notwendig sind.

Ferner ist aus der DE-OS 40 35 526 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 Gerätes dar. Das Gerät ist aber an mehreren Seiten offen und kann nur in relativ aufwändiger Weise abgedichtet werden.

Aus der DE-OS 39 42 392 A1 ist ein elektrisches Gerät bekannt, bei dem Schaltungsträger mit wärmeabgebenden Bauelementen auf gut wärmeleitenden Platten, die Teile des Gehäuses ausbilden, aufgebracht sind. Die Schaltungsträger werden durch eine flexible Leiterfolie miteinander verbunden. Zur elektrischen Kontaktierung sind jeweils an Randbereichen des Schaltungsträgers Stecker angeordnet. Beim Herstellungsprozess des Geräts muss die wenigstens zweiteilige Steckerkonstruktion zu einem scheinbar gemeinsamen Steckeranschluss zusammengefügt werden.

Aus der DE-OS 39 36 906 A1 ist ein Gerät bekannt, bei dem das Gehäuse aus einem Kunststoffspritzguss gefertigt ist und mit einem metallischen Deckel verschlossen wird. Eine flexible Leiterplatte wird in das Kunststoffgehäuse eingebracht, verklebt und mit einem Stecker verbunden. Hiernach ist die flexible Leiterplatte noch mit der metallischen Triggerplatte zu verbinden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektrische Gerät mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche hat demgegenüber den Vorteil, dass es sehr kostengünstig herstellbar ist. Das Steuergerät ist dabei nahezu dicht gegenüber Umwelteinflüssen abgeschlossen. Ferner kann es in relativ wenigen Montageschritten und mit einer geringen Anzahl von relativ einfachen mechanischen Bauteilen hergestellt werden. Dadurch ist es besonders für eine Serienfertigung geeignet.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Geräts möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein zusammengebautes Steuergerät, die Fig. 2 eine Draufsicht auf die die Steckerleiste aufweisende Stirnseite des Gehäuses, die Fig. 3 bis 8 die wesentlichen Abschnitte des Montageablaufes des Steuergerätes und die Fig. 9 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels.

Beschreibung des Steuergerätes

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. 180° bis 200°). 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 bedeuted, 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 noch 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 hägt, 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 möglchst 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

1. Elektrisches Gerät (12), insbesondere Schalt- und Steuergerät für Kraftfahrzeuge, mit einer als Leiterfolie (13) ausgebildeten, eine elektrische Schaltung (35) tragenden Leiterplatte, die auf zwei voneinander beabstandet angeordneten, gut Wärme leitenden Platten (10, 11) aufgebracht ist, die die Ober- und Unterseite des elektrischen Geräts (12) ausbilden, wenigstens einer mit der Leiterfolie (13) elektrisch kontaktierbaren, Stecker (17) aufweisenden Anschlußleiste (15), und wenigstens einem als Seitenwände für das elektrische Gerät (12) dienenden Rahmen (25), welcher zwischen den beiden Platten (10, 11) dichtend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Anschlußleiste (15) im Bereich der die beiden Platten (10, 11) verbindenden Leiterfolie (13) mit der Leiterfolie (13) verbunden ist und dass der Rahmen als geschlossener Rahmen (25) ausgebildet ist, 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 (15) 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 einen 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), insbesondere 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, wobei die Steckerleiste (15) im Verbindungsbereich der Leiterfolie (13) zwischen den beiden Platten (10, 11) angeordnet ist, danach auf die Leiterfolie (13) die elektrischen Bauteile (35) aufgesetzt werden, anschließend auf einer Platte (11) ein geschlossener Rahmen (25) aufgesetzt wird, und zuletzt die Steckerleiste (15) und die andere Platte (10) umgebogen werden, so dass die andere Platte (10) 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.