DE4303908A1

DE4303908A1 - Steuergerät

Info

Publication number: DE4303908A1
Application number: DE19934303908
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing Prem; Alexander Dipl Ing Kotowicz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1994-08-11

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, in dem eine flexible Leiterplatte untergebracht ist. An der Leiterplatte sind Metallplatten und ein Steckerteil befestigt.

Ein bekanntes Steuergerät (US 4,858,071) weist eine fünfge teilte, flexible Leiterplatte auf, die C-förmig gebogen ist. An dem ersten, dritten und fünften Teil der Leiter platte sind jeweils ein Metallplatte und an dem zweiten Teil ein Steckverbinder befestigt. Zwei Rahmenteile werden zur Montage über die Leiterplatte gesteckt und miteinander verschraubt.

Ein solches Steuergerät erfordert allerdings einen hohen Montageaufwand. Einerseits müssen die Rahmenteile genau über die in ihrer Form gehaltene Leiterplatte gesteckt und andrerseits die Rahmenteile miteinander verschraubt werden.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Steuergerät zu schaffen, das einfach und ohne zusätzliche Befestigungs elemente aufgebaut werden kann.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Lösung hat den Vorteil, das Gehäuse dicht verschlossen und gegen hochfrequente Strah lung weitgehend abgeschirmt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Vorteilhafterweise wird das Steuergerät mit einem Federblechprofil verschlossen. Da das Federblechpro fil die Metallteile, wie Metallplatten und Rahmen, fest aneinandergepreßt, wird die elektromagnetische Abschirmwir kung verbessert.

Durch die Ausgestaltung des Rahmens mit Einführschlitzen wird das Einfädeln der Leiterplatte in den Rahmen und damit die Montage der Leiterplatte erleichtert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemä ßen Steuergeräts,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine flexible Leiterplatte,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Steuergerät in einem noch nicht vollständig montierten Zustand,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Federblechprofil und

Fig. 5 einen Schnitt durch das Federblechprofil entlang der Linie V-V in Fig. 5,

Fig. 6 einen Schnitt durch das montierte Steuergerät entlang der Linie VI-VI in Fig. 3.

Ein Gehäuse 1 (Fig. 1) eines Steuergeräts, beispielsweise eines Motor- oder ABS-Steuergeräts für ein Kraftfahrzeug, weist einen einstückig hergestellten, geschlossenen Rahmen 2 auf (zur besseren Übersicht ist das Steuergerät in Fig. 1 stark schematisiert dargestellt). Durch den Rahmen 2 hindurch ist eine einstückige, flexible Leiterplatte 3 gesteckt. Die Leiterplatte 3 ist auf der zum Gehäuseinneren hin zeigenden Seite mit nicht dargestellten Bauelementen einer Schaltung bestückt und gelötet.

Die Leiterplatte 3 ist in drei Teile 31, 32 und 33 geteilt (vgl. auch Fig. 2). Auf dem ersten 31 und dritten Teil 33 ist auf der Außenseite der Leiterplatte 3 jeweils eine Metallplatte 41, 42 befestigt. In dem zweiten Teil 32 sind ein oder mehrere Steckerteile 5 angeordnet.

Zur Montage des Steuergeräts wird die Leiterplatte 3 in den Rahmen 2 eingefädelt und die Steckerteile 5 durch entspre chende Öffnungen 21 des Rahmens 2 an seiner vorderen Stirn seite (im folgenden als Steckerseite bezeichnet) gesteckt. Anschließend wird die Leiterplatte 3 zusammengeklappt (entsprechend den Pfeilrichtungen in Fig. 1), so daß die Metallplatten 41, 42 auf dem Rahmen 2 aufliegen und das Gehäuse innere abschließen.

Der Rahmen 2 weist einstückig mit ihm hergestellte Trag stege 22, 23 auf, auf denen die Metallplatten 41, 42 auf liegen. Die Tragstege 22, 23 sind um den Rahmen 2 umlaufend jeweils an seiner Ober- und Unterkante angeordnet.

In Fig. 2 ist die flexible Leiterplatte 3 (schraffiert dargestellt) mit ihren drei Teilen 31, 32, 33 und den Me tallplatten 41, 42 dargestellt. Auf dem ersten 31 und drit ten Teil 33 der Leiterplatte 3 sind außer wärmeerzeugenden Bauelementen 6 weitere nicht dargestellte Bauelemente der Schaltung auf bekannte Weise mit der Leiterplatte 3 elek trisch und mechanisch verbunden. In dem dazwischen liegen den zweiten Teil 32 der Leiterplatte 3 (Bereich zwischen den strichpunktierten Linien in Fig. 2) sind Bohrungen 34 mit Durchkontaktierungen angeordnet, in die die Stecker teile 5 eingesteckt und an die Leiterplatte 3 gelötet wer den.

Die Leiterplatte 3 kann aus mehreren Lagen hergestellt sein. Die wärmerzeugenden Bauelemente 6 sind im Randbereich der Leiterplatte 3 befestigt. Damit eine gute Wärmeüber tragung von den Bauelementen 6 über die Leiterplatte 3 zu den Metallplatten 41, 42 gewährleistet ist, darf die Lei terplatte in diesem Bereich nur wenige Lagen aufweisen, d. h. sie muß dort dünner sein.

Die Metallplatten 41, 42 sind aus Aluminium hergestellt und sind auf den ersten 31 und dritten Teil 33 der Leiterplatte 3 aufgeklebt oder auflaminiert und mit Masseleitungen der Leiterplatte 3 elektrisch verbunden. Die Leiterplatte 3 sollte jedoch nicht an den Rändern der Metallplatten 41, 42 befestigt sein, da die Ränder umlaufend auf dem Rahmen 2 aufliegen.

Die Metallplatten 41, 42 dienen als Träger oder Verstärkung für die flexible Leiterplatte 3, als Kühlkörper für die Bauelemente 6, als Abdichtung des Gehäuseinneren gegen Feuchtigkeit und Staub sowie als EMV-Abschirmung der Schal tung.

Bei der Montage der Leiterplatte 3 wird der erste 31 oder der dritte Teil 33 der Leiterplatte 3 mit der jeweiligen Metallplatte 41 bzw. 42 durch den Rahmen 2 gefädelt, bis sich die Steckerteile 5 innerhalb des Rahmens 2 befinden. Fig. 3 zeigt das Steuergerät mit eingefädelter Leiter platte 3, wobei der nach oben weisende Teil der Leiter platte 3 hier nicht gezeichnet ist und eines der Stecker teile 5 sowie eine Öffnung 21 geschnitten dargestellt sind.

Damit die Steckerteile 5 während der Montage nicht beschä digt werden, sind sie jeweils von einem Kragen 51 umgeben.

Die Metallplatten 41, 42 passen beim Einfädeln der Leiter platte 3 nicht durch den Rahmen 2, wenn sie parallel zur Steckerseite eingefädelt werden, da die Metallplatten 41, 42 breiter sind als der Abstand zweier gegenüberliegender Seiten des Rahmens 2. Um eine Metallplatte 41, 42 dennoch in den Rahmen 2 einfädeln zu können, wird die Metallplatte 41, 42 schräg zur Steckerseite (wie in Fig. 3 dargestellt) in den Rahmen 2 eingeführt.

Um das Einfädeln zu erleichtern, weisen der Rahmen 2 oder die Tragstege 22, 23 Ausnehmungen und Einführschlitze 24 auf, entlang denen die Metallplatte 41, 42 mit der Leiter platte 3 eingeführt wird.

Wenn die Leiterplatte 3 in den Rahmen 2 eingefädelt ist, liegt der zweite Teil 32 der Leiterplatte 3 innerhalb des Rahmens 2. Dieser Teil 32 ist in seiner Breite geringer als der Abstand der gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 2 (vgl. auch Fig. 2). Somit kann die Leiterplatte 3 nun nach vorne in Richtung der Steckerseite bewegt und mit den Steckerteilen 5 sowie den Kragen 51 in die Öffnungen 21 gesteckt werden. Dort werden die Steckerteile 5 anschlie ßend an dem Rahmen 2 befestigt.

Die Metallplatten 41, 42 werden danach gegen den Rahmen 2 geklappt, so daß sie auf dem Rahmen 2 aufliegen und die Leiterplatte 3 in etwa u-förmig gebogen im dem Gehäuse 1 angeordnet ist. Die Metallplatten 41, 42 sind so groß aus gebildet, daß sie den Rahmen 2 vollständig verschießen.

Die Tragstege 22, 23 können sowohl als um den Rahmen 2 umlaufende Flächen, als Laschen 25 oder als Versteifungs rippen 26 des Rahmens 2 ausgebildet sein, die an mehreren Stellen am Umfang des Rahmens 2 verteilt angeordnet sind. Die Tragstege 22, 23 sind an der Ober- und Unterkante des Rahmens 2 umlaufend angeordnet. Sie können aber auch als Stufe in der Ober- und Unterkante des Rahmens 2 ausgebildet sein.

Der Rahmen 2 kann zu seiner Stabilisation Querstege 27 aufweisen, die jedoch so angeordnet sein müssen, daß die Leiterplatte 3 ungestört in den Rahmen 2 eingefädelt werden kann. Die Querstege 27 sind zusammen mit dem Rahmen 2 ein stückig hergestellt. Der Rahmen 2 und die Querstege 27 können aus Aluminium oder Kunststoff beispielsweise durch Spritzgießen hergestellt werden.

Das Gehäuse kann mit einem u-förmigen Federblechprofil 7 (Fig. 4) verschlossen werden. Hierzu umgreift das Feder blechprofil 7 drei Seiten des Rahmens 2 und die Ränder der Metallplatten 41 und 42, die auf dem Rahmen 2 aufliegen.

Zum dauerhaften Befestigen des Federblechprofils 7 werden Verriegelungselemente 71 in entsprechende Öffnungen der Steckerseite des Rahmens 2 eingesteckt und verrastet. Das Federblechprofil 7 wird während der Montage durch eine eigene Vorrichtung so lange offen gehalten, bis es voll ständig über drei Schenkeln des Rahmens 2 gesteckt ist und die Verriegelungselemente 7 eingerastet sind.

An den Schenkeln des Federblechprofils 7 sind Befestigungs elemente 72 angeordnet, mit deren Hilfe das Steuergerät an seinem Einsatzort befestigt werden kann.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch das Federblechprofil 7. Sein Querschnitt ist ebenfalls u-förmig ausgebildet. Im montierten Zustand liegen die Schenkel des Federblechpro fils 7 eng an dem Rahmen 2 an und drücken die Metallplatten 41 und 42 durch ihre Federkraft gegen den Rahmen 2 (vgl. auch Fig. 6). Dadurch wird das Gehäuse 1 abgedichtet. Wenn das Federblechprofil 7 aus gut elektrisch leitendem Mate rial hergestellt ist, werden hierdurch die EMV-Eigenschaf ten des Steuergeräts verbessert.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 3, allerdings bei einem vollständig montierten Steu ergerät. Die Steckerteile 5 sind in den Öffnungen 21 befe stigt. Die Versteifungsrippen 26 dienen zur Stabilisation des Rahmens 2 und als zusätzliche Ablage der Metallplatten 41, 42. Zum besseren Abdichten des Gehäuses können in der Ober- und Unterkante des Rahmens 2 umlaufende Nuten einge arbeitet sein, in die Dichtelemente 8, wie Dichtgummis, eingelegt sind und auf denen die Metallplatten 41, 42 auf liegen.

Die Dichtelemente 8 und das Federblechprofil 7 können bei Einbau des Steuergeräts in ein Einbaubox, die beispielswei se im Motorraum eines Kraftfahrzeugs untergebracht sein kann, entfallen. Hierbei wird das Gehäuse 1 mit auf dem Rahmen 2 aufliegenden Metallplatten 41, 42 in eine entspre chende Öffnung der Einbaubox eingeschoben und darin befe stigt. Die Einbaubox ist so ausgestaltet, daß die Metall platten 41, 42 im eingebauten Zustand dicht an dem Rahmen 2 anliegen und somit das Gehäuseinnere abdichten.

Die Leiterplatte 3 könnte auch nur zweiteilig ausgebildet sein, wenn die Schaltung nur wenig Bauelemente benötigt, die auf einem Teil der Leiterplatte 3 untergebracht werden könnten, während der andere Teil das Steckerteil 5 trägt. Hierbei werden die Ober- und Unterseiten des Gehäuses durch eine Metallplatte 41, 42 bzw. durch eine festen Deckel geschlossen.

Claims

1. Steuergerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (1), das aufweist

- einen einstückig hergestellten, geschlossenen Rahmen (2), der an einem seiner Schenkel mindestens eine Öffnung (21) für ein Steckerteil (5) aufweist,
- das Steckerteil (5), das vom Gehäuseinneren her durch die Öffnung (21) gesteckt ist,
- Metallplatten (41, 42), die auf dem Rahmen (2) aufliegen und als Außenwände des Gehäuses (1) dieses zusammen mit dem Rahmen (2) abschließen,
- eine eine Schaltung tragende, flexible Leiterplatte (3), die im Gehäuseinneren einstückig mit dem Steckerteil (5) sowie den Metallplatten (41, 42) elektrisch und mecha nisch verbunden ist.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein u-förmiges Federblechprofil (7) aufweist, das drei Seitenwände des Rahmens (2) und teilweise die Ränder der Metallplatten (41, 42) umgreift, wodurch diese auf den Rahmen (2) gedrückt werden.

3. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federblechprofil (7) an der Stirnseite des Gehäuses (1) befestigt ist, an der auch das Steckerteil (5) befestigt ist.

4. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federblechprofil (7) Befestigungselemente (72) auf weist, mit denen das Gehäuse (1) an der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt ist.

5. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (3) dreigeteilt ist, mit einem ersten (31) und dritten Teil (33), auf denen nach außen hin die Metall platten (41, 42) und zum Gehäuseinneren hin Bauelemente (6) befestigt sind sowie mit einem zweiten Teil (32), an dem das Steckerteil (2) befestigt ist.

6. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) Einführungsschlitze (24) aufweist, die an zwei gegenüberliegenden Schenkeln des Rahmens (2) angeord net sind und mit deren Hilfe die Leiterplatte (3) zusammen mit einer Metallplatte (41, 42) in den Rahmen (2) eingefä delt wird.

7. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) einstückig mit ihm hergestellte Tragstege (22, 23, 25, 26) aufweist, die an den Ober- und Unterkanten des Rahmens (2) zum Gehäuseinneren hin gerichtet ausgebil det sind und auf denen die Metallplatten (41, 42) liegen.