DE4231427A1 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Steuergerätes und Montageeinheit zur Herstellung eines elektrischen Steuergerätes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Steuergerätes und Montageeinheit zur Herstellung eines elektrischen SteuergerätesInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines
elektrischen Steuergerätes nach der Gattung des Anspruchs 1 und
einer Montageeinheit zur Herstellung eines elektrischen Steuergerä
tes nach der Gattung des Anspruchs 5. Derartige bekannte Steuergerä
te weisen auf einer Leiterplatte neben einer Vielzahl von elektri
schen Bauelementen auch ein oder mehrere mechanische Bauelemente
auf, wie beispielsweise Füge-, Führungs-, oder Bestückungshilfen.
Mit diesen mechanischen Bauelementen werden elektrische Bauelemente
geführt, gestützt oder im Betrieb gesichert. Bei der Fertigung der
artiger elektrischer Steuergeräte werden die Leiterplatten auf so
genannten Nutzen gefertigt, d. h., bestückt und verlötet und an
schließend aus diesem Nutzen herausgetrennt. Für einen betriebs
sicheren automatischen Fertigungsvorgang ist es notwendig, daß die
mechanischen Bauelemente fest mit dem Nutzen verbunden werden, z. B.
durch verrastende Befestigungselemente. Die dafür notwendigen Be
festigungselemente sind Teil der mechanischen Bauelemente und ragen
zumeist durch Befestigungsöffnungen in der Leiterplatte. Die Be
festigungselemente sind so ausgebildet, daß sie mit der Leiterplatte
verrasten oder verriegeln. Durch diese Befestigungselemente und die
entsprechenden Befestigungsöffnungen in der Leiterplatte werden aber
erhebliche Tabuzonen beansprucht, die einer Bestückung bzw. einer
aufzubringenden Leiterbahn hinderlich gegenüberstehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines elektrischen
Steuergerätes mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und
die Montageeinheit zur Herstellung eines elektrischen Steuergerätes
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5 haben demgegenüber
den Vorteil, daß eine sichere Befestigung der mechanischen Bauele
mente beim Herstellungsprozeß gewährleistet ist, und daß dennoch
keine bzw. nur sehr geringe Tabuzonen auf den Leiterplattenober
flächen (oben, unten) beansprucht werden. Demzufolge ist die nutz
bare Leiterplattenfläche gegenüber herkömmlichen Leiterplatten ver
größert.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus
den Unteransprüchen und der Beschreibung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Be
schreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in Fig. 1
eine Draufsicht auf einen Nutzen zur Herstellung von Leiterplatten
und in Fig. 2 einen Schnitt durch ein Verbindungselement für zwei
zu einem Steuergerät gehörende Leiterplatten.
In Fig. 1 ist mit 10 ein nur teilweise dargestellter sogenannter
Nutzen bezeichnet, der zur Herstellung und Bestückung von Leiter
platten dient. Auf diesem Nutzen 10 werden zwei Leiterplatten eines
elektrischen Steuergerätes gebildet, eine Grundleiterplatte 11 und
eine Zusatzleiterplatte 12. Diese im Fertigungszustand dargestellten
Leiterplatten 11 bzw. 12 haben jeweils eine etwa rechteckige Grund
fläche und liegen mit ihren Stirnseiten 13 bzw. 14 gegenüber. Durch
Einschnitte 15 im Nutzen 10 sind die Konturen der Leiterplatten 11
bzw. 12 teilweise vorgegeben. Diese Einschnitte 15 befinden sich
überwiegend in den von später noch zu erläuternden Bauelementen
überdeckten Randbereichen der Leiterplatten 11 bzw. 12. Die nicht im
Bereich von Einschnitten 15 liegenden Randbereiche 16 bis 19 der
Leiterplatten 11 bzw. 12 sind dagegen fest mit dem Nutzen 10 bzw.
mit dessen Rand 20 verbunden. Dies gilt insbesondere für die beiden
einander gegenüberliegenden, durch die Randbereiche 19 bzw. 20 ge
bildeten Stirnseiten 13 bzw. 14 der Leiterplatten 11 bzw. 12.
Jede der beiden Leiterplatten 11 bzw. 12 wird mit einer Vielzahl von
elektrischen Bauelementen 22 bestückt, die nicht näher dargestellt
sind, und von denen hier nur auf der Grundleiterplatte 11 einige
Anschlußpins 23 dargestellt sind. Diese Anschlußpins 23 sind mit
nicht dargestellten - an sich bekannten - Leiterbahnen der elektri
schen Schaltung verbunden. Diese elektrischen Bauelemente 22 können
auch Leistungsbauelemente sein, die sich im Betrieb des elektrischen
Steuergerätes stark erwärmen. Zur Wärmeabfuhr sind diese an Kühlele
menten 24 angeordnet, die mit der Leiterplatte verbunden sind. Über
Federelemente 25 werden die Leistungsbauelemente bzw. elektrischen
Bauelemente 22 zur Anlage an die Kühlelemente 24 gebracht. An der
der Stirnseite 14 gegenüberliegenden Stirnseite 26 der Zusatzleiter
platte 12 ist eine Steckerleiste 27 angebracht, deren Anschlußpins
28 mit den Leiterbahnen der elektrischen Schaltung verbunden sind.
Die Grundleiterplatte 11 ist entsprechend an ihrer nicht darge
stellten Stirnseite ebenfalls mit einer Steckerleiste versehen. Im
Einbauzustand werden die Grundleiterplatte 11 und die Zusatzleiter
platte 12 so übereinander angeordnet (zusammengeklappt), daß sich
die Oberseite 29 der Steckerleiste 27 und die Oberseite der anderen
Steckerleiste der Grundleiterplatte 11 gegenüberliegen.
Die Grundleiterplatte 11 und die Zusatzleiterplatte 12 sind dabei an
ihren Stirnseiten 13 bzw. 14 durch die in Fig. 2 näher dargestellte
Leiteranordnung 30 miteinander verbunden. Die Leiteranordnung 30 hat
ein flexibles Leiterelement 31, das sich aus einer Vielzahl von ge
geneinander isolierten einzelnen Leitern zusammensetzt. Die jeweili
gen Enden des flexiblen Leiterelementes 31 durchdringen einen
Steckerkörper 32 bzw. 33, an dessen Unterseite 34 bzw. 35 sich das
flexible Leiterelement 31 in zwei Reihen von Anschlußenden 36 bzw.
37 auffächert. Jeder der Steckerkörper 32 bzw. 33 ist im wesentli
chen als langgestreckter Quader mit etwa quadratischem Querschnitt
aus einem isolierenden Kunststoff hergestellt, der an seinen beiden
Längsseiten 38 bzw. 39 jeweils eine Längskerbe 40 bzw. 41 aufweist.
Jeder der Steckerkörper 32 bzw. 33 ist in einem mechanischen Bau
element 43 fixiert, das zur Führung, Sicherung und Aufnahme des
Steckerkörpers dient. Das mechanische Bauelement 43 ist im Quer
schnitt U-förmig und hat eine Grundfläche 44 und zwei Seitenelemente
45 bzw. 46. In der Grundfläche 44 sind zwei Reihen von trichterför
migen Führungsbohrungen 48 angeordnet, durch die die Anschlußenden
36 bzw. 37 des flexiblen Leiterelementes 31 ragen. An der Unterseite
49 der Grundfläche 44 sind mehrere mit Abstand zueinander angeordne
te Abstandsstege 50 ausgebildet.
Die Seitenelemente 45 bzw. 46 haben an ihrer freien Stirnseite je
weils einen nach innen weisenden Längskeil 52, der mit der Längsker
be 40 bzw. 41 des Steckerkörpers 32 bzw. 33 zusammenwirkt. Im zu
sammengebauten Zustand der Leiteranordnung 30 sind die Steckerkörper
32 und 33 so in die mechanischen Bauelemente 43 eingesetzt, daß die
Anschlußenden 36 und 37 die Führungsbohrungen 48 durchdringen und
die Längskeile 52 der Seitenelemente 45 bzw. 46 in die Längskerben
40 bzw. 41 verrastend eingreifen. Die mechanischen Bauelemente 43
sind im Bereich der Stirnseiten 13 bzw. 14 auf die Grundleiterplatte
11 bzw. die Zusatzleiterplatte 12 so aufgesetzt, daß die Abstands
stege 50 aufliegen und die Grundflächen 44 einen geringen Abstand zu
den Leiterplatten haben. An den Außenseiten der mechanischen Bau
elemente sind Führungszapfen 53 ausgebildet, die in entsprechende
Führungsbohrungen 54 in der Grundleiterplatte 11 bzw. der Zusatz
leiterplatte 12 ragen. Die Leiterplatten 11 bzw. 12 sind in diesem
Bereich der Stirnseiten 13 bzw. 14 mit zwei Reihen von nicht dar
gestellten Lötöffnungen versehen, durch die die Anschlußenden 36
bzw. 37 des flexiblen Leiterelementes 31 im Einbauzustand ragen und
mit der Leiterplatte bzw. den Leiterbahnen verlötet sind. Die mecha
nischen Bauelemente 43 weisen an den einander gegenüberliegenden
Stirnseiten 56 bzw. 57 jeweils zwei Stützelemente 58 auf. Diese ha
ben einen an der Stirnseite 56 bzw. 57 angebrachten Steg 59, an des
sen freier Außenseite jeweils ein Verriegelungszapfen 60 angeordnet
ist. Dieser Verriegelungszapfen 60 hat ein etwa zylindrisches Grund
element 61, an dessen Unterseite ein verdickter Verriegelungskörper
62 angebracht ist, der sich konisch verjüngt. Die Verriegelungskör
per 62 sind verrastend in Bohrungen 63 im Nutzen 10 angeordnet, die
sich zwischen der Grundleiterplatte 11 und der Zusatzleiterplatte 12
befinden.
Zum Herstellen des elektrischen Steuergerätes bzw. der Leiterplatten
werden diese aus dem gemeinsamen Nutzen 10 gefertigt. Auf diesen
Nutzen werden die nicht dargestellten Leiterbahnen aufgebracht und
die entsprechenden Lötöffnungen hergestellt. Die Leiterplatten wer
den anschließend mit den Kühlelementen 24 versehen, mit elektrischen
Bauelementen 22 und den Steckerleisten 27 bestückt. Die mechanischen
Bauelemente 43 werden so im Bereich der Stirnseiten 13 bzw. 14 der
Grundleiterplatte 11 und der Zusatzleiterplatte 12 auf den Nutzen 10
aufgesetzt, daß die Führungszapfen 53 in die Führungsbohrungen 54
ragen. Gleichzeitig ragen die Verriegelungskörper 62 der Stützele
mente 58 in die Bohrungen 63 zwischen der Grundleiterplatte 11 und
der Zusatzleiterplatte 12. Dort verriegeln die Verriegelungskörper
62, so daß die mechanischen Bauelemente 40 sicher auf dem Nutzen 10
fixiert sind. Anschließend wird die Leiteranordnung 30 herunterge
drückt, so daß die Steckerkörper 32 bzw. 33 in den mechanischen Bau
elementen 43 verrasten, wobei die Anschlußenden 36 bzw. 37 des
flexiblen Leiterelements 31 die Führungsbohrungen 48 und die darun
terliegenden Lötöffnungen im Nutzen 10 bzw. in den Leiterplatten 11
bzw. 12 durchdringen. Der Nutzen 10 wird über ein Lötbad gebracht,
so daß die Anschlußpins 23 der elektrischen Bauelemente 22, die An
schlußpins 28 der Steckerleisten 29 und die Anschlußenden 36 bzw. 37
mit den entsprechenden Leiterbahnen der Leiterplatten verlötet wer
den.
Anschließend werden die Grundleiterplatte 11 und die Zusatzleiter
platte 12 aus dem Nutzen 10 herausgetrennt, z. B. gefräst, indem ein
Trennschnitt angebracht wird. Dieser geht von den Einschnitten 15 im
Nutzen 10 aus und verläuft im Bereich der Randbereiche 16 bis 19 der
Leiterplatten 11 bzw. 12. Beim Trennen der Leiterplatten 11 bzw. 12
im Bereich ihrer Stirnseiten 13 bzw. 14 (Randbereiche 19 bzw. 20)
werden auch die Grundelemente 61 und die Verriegelungskörper 62 der
Stützelemente 58 abgetrennt, z. B. abgefräst.
Die beiden nun vereinzelten Leiterplatten 11 bzw. 12 sind jetzt nur
noch durch die flexible Leiteranordnung 31 miteinander verbunden.
Das flexible Leiterelement 31 ist so bemessen, daß die beiden Lei
terplatten 11 und 12 übereinandergeklappt werden können, so daß die
beiden Steckerleisten 27 sich gegenüberliegen bzw. ihre Oberseiten
29 aneinanderliegen. In diesem zusammengeklappten Zustand werden die
bestückten und verlöteten Leiterplatten 11 bzw. 12 in ein nicht dar
gestelltes Gehäuse des elektrischen Steuergerätes eingebracht.
Die Stützelemente 58 der mechanischen Bauelemente 43 der Leiter
anordnung 30 sind so zwischen den beiden Leiterplatten 11 bzw. 12
angeordnet, daß diese beim Trennen ebenfalls abgetrennt werden.
Damit liegen die Stützelemente bzw. das Grundelement 61 und der Ver
riegelungskörper 62 nicht auf der Grundfläche der fertiggestellten
Leiterplatten. Dadurch werden auf diesen auch keine Tabuzonen bean
sprucht, so daß die für eine Bestückung bzw. Schaltungsanordnung er
forderlichen Flächen größer sind.
Die Anordnung von Stütz- bzw. Verriegelungselementen von mechani
schen Bauelementen 43 im Nutzen 10 bzw. Nutzenrand 20 außerhalb der
eigentlichen Leiterplattenfläche eignet sich nicht nur für die hier
beschriebene Leiteranordnung zur Verbindung zweier Leiterplatten.
Auf diese Art kann jede Form von mechanischen Bauelementen 43 zur
Führung, Stützung bzw. Sicherung von elektrischen Bauelementen 22,
Baugruppen oder anderen Bauelementen des elektrischen Steuergerätes
genutzt werden. Die Stütz- und Verriegelungselemente dieser am Rand
der jeweiligen Leiterplatte angeordneten mechanischen Bauelemente
überragen die Leiterplatte und verrasten in Bohrungen, die im fer
tigungstechnisch bedingten, überstehenden Rand 20 bzw. im zwischen
zwei Leiterplatten befindlichen Bereich des Nutzens angeordnet sind.
Damit werden diese mechanischen Bauelemente beim Bestücken und
Verlöten sicher auf dem Nutzen 10 fixiert und können nach dem
Verlöten zusammen mit dem Nutzenrand 20 abgetrennt werden.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Steuergerätes mit
mindestens einer Leiterplatte (11, 12) mit elektrischen Bauelementen
(22) und mindestens einem mechanischen Bauelement (43), wobei die
Leiterplatte (11, 12) auf einem Nutzen (10) bestückt und verlötet
und anschließend aus diesem herausgetrennt wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß wenigstens ein mechanisches Bauelement (43) am Rand
der Leiterplatte (11, 12) angeordnet wird und über mechanische
Stützelemente (58) am Nutzen (10) befestigt wird, und daß die mecha
nischen Stützelemente (58) bei dem Heraustrennen der Leiterplatte
(10, 11) mit abgetrennt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mecha
nischen Bauelemente (43) so angeordnet werden, daß ihre mechanischen
Stützelemente (58) den Leiterplattenrand (16 bis 19) übergreifen und
im freien Bereich (20) des Nutzens (10) außerhalb der Leiterplatten
fläche befestigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
mechanischen Bauelemente (43) mit ihrer Längserstreckung im we
sentlichen parallel zum Leiterplattenrand angeordnet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Steuergerät mindestens zwei elektrisch leitende,
miteinander verbundene Leiterplatten (11, 12) hat, die nebeneinander
auf dem Nutzen (10) angeordnet werden, wobei die mechanischen Stütz
elemente (58) im Trennbereich der Leiterplatten (11, 12) angeordnet
werden.
5. Montageeinheit zur Herstellung eines elektrischen Steuergerätes
mit mindestens zwei Leiterplatten (10, 11) mit elektrischen Bauele
menten (22), die über eine Leiteranordnung (30) elektrisch leitend
miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter
platten (10, 11) auf einem gemeinsamen Nutzen (10) angeordnet sind,
daß die Leiteranordnung zwei jeweils mit einer der Leiterplatten
verbundene mechanische Bauelemente (43) zur Führung und Aufnahme der
Anschlußenden der Leiteranordnung aufweist, und daß jedes der mecha
nischen Bauelemente (43) Stützelemente aufweist, die zwischen den
beiden Leiterplatten mit dem Nutzen (10) verbunden sind.
6. Montageeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
mechanischen Bauelemente (43) im wesentlichen einen U-förmigen Quer
schnitt haben und zur Aufnahme eines Steckerkörpers (32, 33) der
Leiteranordnung (30) dienen.
7. Montageeinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leiteranordnung (30) ein flexibles Leiterelement (31) hat,
dessen Anschlußenden (36 bzw. 37) jeweils durch einen Steckerkörper
(32, 33) ragen.
8. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steckerkörper (32, 33) der Leiteranordnung (30) so
in die mechanischen Bauelemente (43) eingesetzt sind, daß der
Steckerkörper (32, 33) und das mechanische Bauelement (43) miteinan
der verrasten, wobei die Anschlußenden (36 bzw. 37) des flexiblen
Leiterelementes (31) durch Führungsbohrungen (48) des mechanischen
Bauelementes (43) ragen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924231427 DE4231427A1 (de) | 1992-09-19 | 1992-09-19 | Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Steuergerätes und Montageeinheit zur Herstellung eines elektrischen Steuergerätes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924231427 DE4231427A1 (de) | 1992-09-19 | 1992-09-19 | Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Steuergerätes und Montageeinheit zur Herstellung eines elektrischen Steuergerätes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4231427A1 true DE4231427A1 (de) | 1994-03-24 |
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ID=6468364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19924231427 Withdrawn DE4231427A1 (de) | 1992-09-19 | 1992-09-19 | Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Steuergerätes und Montageeinheit zur Herstellung eines elektrischen Steuergerätes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4231427A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997017823A1 (en) * | 1995-11-08 | 1997-05-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Connector break-off locator tab |
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1992
- 1992-09-19 DE DE19924231427 patent/DE4231427A1/de not_active Withdrawn
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |