DE4321331A1 - Anbausteuergerät - Google Patents

Anbausteuergerät

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DE4321331A1
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DE4321331A
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Gert Jakob
Ralph Dipl Ing Schimitzek
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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Anbausteuergerät nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiges Anbausteuergerät ist beispiels­ weise aus der nachveröffentlichten DE-PS 42 25 358.6 bekannt. Dort ist in einem haubenartigen, einteiligen Gehäuse eine Leiterplatte, auf der eine Leiterfolie befestigt ist, angeordnet. Hier ist zwar die Leiterplatte in mehrere starre Bereiche aufgeteilt, die aufgrund der Leiterfolie durch flexible Abschnitte verbunden sind. Die An­ schlüsse der Verbraucher und auch die Anschlüsse der Stecker sind aber im Bereich der starren Leiterplatte mit dieser kontaktiert. Da­ durch sind die jeweiligen Anschlüsse der Leiterplatte exakt aufein­ ander abzustimmen. Ferner ist das Gehäuse einteilig ausgebildet, wo­ durch der anschließende, bzw. abschließende Fertigungsprozeß er­ schwert wird.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Anbausteuergerät mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es für einen abschließenden Fertigungsprozeß bzw. für einen Abgleich der elektrischen Bauteile leicht zu öffnen ist. Die Lötstellen des Steuergeräts sind dadurch leicht zugänglich. Da die Leiterfolie di­ rekt an der Innenseite des Deckels angeordnet ist, ergibt sich eine gute Kühlwirkung, die, insbesondere in diesem Bereich, keiner zu­ sätzlichen Kühlelemente bedarf. Im Bereich der Kontaktierung der Verbraucher mit der Leiterplatte ergibt sich aufgrund der elasti­ schen Folie eine Bewegungsfreiheit. Dadurch können die Kontakte nicht abbrechen oder werden sonst nicht beschädigt. Durch die Ver­ wendung einer elastischen Folie ergibt sich im Bereich der Schleife zwischen den starren Bereichen der Leiterplatte keine Knickgefahr. Aufgrund der schräg verlaufenden Kante des Gehäuses baut dieses sehr kostengünstig. Die Verschraubungen des Gehäuses auf dem zu steuern­ den Hydroaggregat ist dadurch möglich. Die Wärmeabfuhr von den elek­ trischen Bauteilen wird vereinfacht. Die Länge des elastischen Be­ reichs zwischen den beiden starren Teilen der Leiterplatte wird ver­ ringert. Da die flexible Folie direkt an die Steckerkontakte ange­ bunden ist, kann die Leiterplatte auch in diesem Bereich mit Leistungsbauelementen bestückt werden. Die Abdichtung zwischen dem Anbausteuergerät und dem Hydroaggregat ist einfach und gut. Bei mehrteiligen Gehäusen für das Anbausteuergerät können einzelne Ge­ häuseteile der äußeren Form des Gehäuses des Hydroaggegats kor­ respondierend angepaßt werden, wodurch zusätzliche, insbesondere großvolumige Leistungsbauelemente zusätzlich im Anbausteuergerat eingebaut werden können.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Be­ schreibung und der Zeichnung dargestellt. Es zeigen die Fig. 1 bis 3 jeweils einen Schnitt durch ein schematisch dargestelltes An­ bausteuergerät, wobei das Hydroaggregat jeweils nur angedeutet ist.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist mit 10 der nur teilweise dargestellte Gehäuseblock des Hydroaggeregats eines hydraulischen Brems-Blockierschutz -Systems (schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage) dargestellt, an den ein nicht dargestellter Motor anflanschbar ist, der mit einer im Ge­ häuseblock 10 angeordneten - nicht dargestellten - Hydraulikpumpe und mit ebenfalls im Gehäuseblock angeordneten Magnetventilen 12 auf an sich bekannte Weise zusammenwirkt. An der dem Motor 11 gegenüber­ liegenden Stirnseite 13 des Gehäuseblocks 10 liegt die offene Stirn­ seite des Anbausteuergeräts 15 an, dessen mehrteiliges Gehäuse 16 als wannenförmiger Deckel ausgebildet ist.
Im Gehäuseblock 10 des Hydroaggregats sind mehrere Magnetventile 12 angeordnet, von denen in der Fig. 1 zwei ersichtlich sind. Diese ragen mit ihren anschluß- bzw. antriebsseitigen Enden bis in den Innenraum 17 des Anbausteuergeräts 15.
Das Gehäuse 16 hat im Rahmen 18 eine seitliche Steckeröffnung 21 mit einem kragenförmigen Aufnahmeschacht 22. In die Steckeröffnung 21 ist abgedichtet die Messerleiste 23 mit den Steckerelementen 24 ein­ gesetzt. Die einen Enden der Steckerelemente 24 der Messerleiste 23 ragen in den Aufnahmeschacht 22 hinein. Ferner ist das Gehäuse 16 auf der den Magnetventilen 12 gegenüberliegenden Seite von einem Deckel 25 abgeschlossen.
Die Anschlußpins 27 der Magnetventile 12 sind zum Beispiel durch Löten mit dem flexiblen Bereich 28 einer Leiterplatte 29 verbunden. Die Leiterplatte 29 besteht aus einer wärmeleitenden Platte 30 auf der eine (flexible) Leiterfolie 31 aufgebracht ist, die nicht darge­ stellte Leiterbahnen auf ihrer freien Oberfläche trägt. Diese Lei­ terplatten sind Bestandteile einer elektrischen Schaltung, von der hier nur einige diskrete Bauelemente 33 dargestellt sind. Diese dis­ kreten Bauelemente 33 sind vorzugsweise als SMD-Bauelemente (sur­ face-mounted-device) ausgebildet. Die elektronische Schaltung dient - auf an sich bekannte Weise - zur Ansteuerung der Magnetven­ tile 12 (Verbraucher) des hydraulischen Brems-Blockier­ schutz-Systems.
Da die Leiterplatte 29 im Bereich der Anschlußpins 27 der Magnet­ ventile 12 nur aus der Leiterfolie 31 besteht, können die Pins 27 in sehr einfacher Weise angebracht werden. Insbesondere können Tole­ ranzunterschiede ausgeglichen werden, die bei einer Kontaktierung mit einer starren Leiterplatte entstehen können. Im Bereich der Platte 30 weist die Leiterplatte 29 Lötöffnungen 35 auf, durch die die anderen Enden der Steckerelemente 24 ragen. Ferner ist die Lei­ terfolie 31 auch auf der Innenseite des Deckels 25 aufgebracht. Hierzu ist zwischen der Platte 30 und dem Deckel 25 ein zweiter, flexibler schlaufenförmiger Bereich 36 an der Leiterplatte 29 ausge­ bildet, in dem sich die Leiterfolie 31 ohne Trägerplatte befindet. Die Länge dieses flexiblen Bereichs 36 ist dabei so abzustimmen, daß der Deckel 25 aufgeklappt werden kann. Dadurch ist es möglich, auch die Innenseite des Deckels 25 mit Leistungsbauelementen 33 zu be­ stücken, wodurch die Bestückungsdichte der Leiterplatte 29 erhöht wird. Ferner kann durch eine geeignete Wahl des Werkstoffs für den Deckel auch die Wärme der Leistungsbauelemente 33 in einfacher Weise ohne zusätzliche Kühlelemente abgeführt werden. Dies gilt auch für das Material der Platte 30.
Ist der Deckel 25 aufgeklappt, so sind alle Bereiche der Leiter­ platte 29 von einer Seite her, d. h. senkrecht von oben her zugäng­ lich und liegen ferner in einer Ebene, so daß alle Vorgänge in einem Arbeitsvorgang ausgeführt und vor allem in einem Vorgang, zum Bei­ spiel dem bekannten Reflow-Löten, gelötet werden können. Selbstver­ ständlich darf im schlaufenförmigen Bereich 26 die Leiterfolie 31 sich nicht berühren, um so einen elektrischen Kurzschluß zu ver­ meiden.
Durch die direkte Verbindung der Magnetventile 12 mit der Leiter­ folie 31 im flexiblen Bereich 28 der Leiterplatte 29 entfallen zum Beispiel die Steckverbindungselemente und die Herstellung des An­ bausteuergeräts wird einfach, da hier keine genauen Toleranzen ein­ zuhalten sind. Gleichzeitig dient die Leiterfolie 31 auch als An­ schluß für das nach außen führende Steckerelement 24. Mit Hilfe dieses Steckerelements 24 kann die elektronische Schaltung der Lei­ terplatte 29 mit Eingangssignalen von Sensoren (z. B. Drehzahlfüh­ lern) versorgt werden. Zwischen der elektronischen Schaltung auf der Leiterplatte 29 und den Steckerelementen 24 sind keine separaten Verbindungsleitungen bzw. Anschlußleitungen nötig.
Meist werden das Anbausteuergerät 15 und der Verbraucher 10 an zwei verschiedenen Orten oder von zwei verschiedenen Produzenten herge­ stellt. Dadurch ist ein Transport eines der beiden Bauteile, zum Beispiel des Anbausteuergeräts 15 notwendig. Hierzu kann als Transportsicherung und als Staubabdichtung die untere Öffnung 13, d. h. die dem Motor zugewandte Öffnung 13 des Gehäuses 16, von einem zusätzlichen Deckel verschlossen werden.
In der Abwandlung nach der Fig. 2 hat das Gehäuse 16A an einer Stelle eine Wand mit einem schräg verlaufenden Abschnitt 40. Auf diesem Abschnitt 40 liegt ein starrer Bereich 41 der Leiterplatte 29A auf. Der Bereich 41 der Leiterplatte 29 besteht aus einem wärme­ leitenden Träger 42, auf dem die Leiterfolie 31 aufgebracht ist, zum Beispiel aufgeklebt ist. Der schräg verlaufende Abschnitt 40 der Leiterplatte 29 sollte möglichst weit bis zur Öffnung und somit bis zum Deckel 25 führen, so daß der schlaufenartige Abschnitt 36A der Leiterplatte 29A so kurz wie möglich ausgebildet werden kann. Ferner sollte der schräge Abschnitt 40 auch möglichst weit bis zur anderen Öffnung 13 führen, durch die die Magnetventile 12 ins Innere 17 des Anbausteuergeräts 15 ragen. Dadurch wird der notwendige Auflagebe­ reich des Anbausteuergeräts 15 auf den Motor 10 minimiert und die Verschraubungen der Anschlußplatte 45 des Motors 10 sind leicht zu­ gänglich und sie können auch noch unter dem Gehäuse 16A des Anbau­ steuergeräts platzsparend angeordnet werden. Für eine leichte und sichere Wärmeabfuhr sind im Bereich des schrägen Abschnitts 40 am Gehäuse 16A des Anbausteuergeräts 15 Rippen 46 ausgebildet. Aufgrund der Schräge des Abschnitts 40 sind diese Rippen 46 noch ohne zusätz­ lichen Platzbedarf zwischen der Wand des Gehäuses 16A und der Platte 45 des Motors 10 auszubilden. Ferner ist im Unterschied zur Fig. 1 die Platte 30A der Leiterplatte 29A direkt an der Messerleiste 23A befestigt. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise, da bereits an der Messerleiste 23A Leistungsbauelemente 33A anzuordnen sind.
Ferner ist es wichtig, daß zwischen dem Gehäuse 16A des Anbausteuer­ geräts 15 und dem Gehäuse des Motors 10A eine druckdichte Verbindung besteht. Hierzu weist die Druckplatte 45 eine umlaufende Krake 46 auf, in der eine Nut 47 für einen Dichtring 48 ausgebildet ist. Ferner weist die Druckplatte 45 eine in das Gehäuse des Motors 10A bzw. des Verbrauchers ragende Kante 48 auf, die ebenfalls mit Hilfe eines Dichtrings 49 abgedichtet ist. Dadurch wird sowohl zum Gehäuse 16A des Anbausteuergeräts 15 hin als auch zum Gehäuse des Motors 10A hin eine druckdichte Verbindung mit Hilfe der Druckplatte 45 herge­ stellt.
Die Ausbildung nach der Fig. 3 dient dazu, um größere elektrische bzw. elektronische Bauteile, wie zum Beispiel ein Relais 53 im Ge­ häuse 16B des Anbausteuergeräts 15B mit unterzubringen, wobei das Gehäuse 16B aber weiterhin kompakt ausgebildet sein soll. Hierzu ist der Rahmen des Gehäuses 16B im Unterschied zu den Ausbildungen nach der Fig. 1 und 2 mehrteilig ausgebildet und besteht aus einem wannenförmigen Bodenteil 50 und einem abgedichtet aufgesetzten Rahmenteil 51. Die Auflagefläche 52 des Rahmenteils 51 auf dem Bo­ denteil 50 ist schräg verlaufend, so daß das Rahmenteil 51 den ge­ samten Stecker und die Leiterplatte 29 aufnimmt. Die elektrischen Bauteile 33B und die Anschlüsse eines Relais 53 und die Anschlüsse der Magnetventile 12 sind somit weiterhin senkrecht zugänglich und montierbar. Dies ist möglich, da das Relais 53 mit den Steckerele­ menten 24A verbunden wird und anschließend das Bodenteil 50 im Sinne eines Deckels auf das Rahmenteil 51 aufgesetzt wird. Weiterhin kann bei der Montage und bei der Ausbildung wie bei dem oben beschriebe­ nen Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 bzw. nach der Fig. 2 vor­ gegangen werden.
Der Einsatz des Anbausteuergeräts ist nicht auf die in den Aus­ führungsbeispielen beschriebenen Antiblockiersysteme (hydraulische Brems-Blockierschutz-Systeme) bzw. schlupfgeregelten hydraulischen Bremsanlagen beschränkt. Der Einsatz ist u. a. auch möglich bei An­ triebsschlupfregelungssystemen, kombinierten Brems-Blockier­ schutz/Antriebsschlupfregelungs-Systemen oder bei Kraftstoffein­ spritzsystemen und anderen Kombinationen von Elektronikeinheiten (Steuergerät und Verbrauchern).

Claims (9)

1. Anbausteuergerät (15) zur Ansteuerung von Verbrauchern (12), ins­ besondere den Magnetventilen eines Hydroaggregates einer schlupfge­ regelten hydraulischen Bremsanlage, mit einem Gehäuse (15) zur Auf­ nahme einer Elektronikeinheit, insbesondere einer Leistungsendstufe (33), mit mindestens einer Leiterplatte (29), die eine elektronische Schaltung trägt und mit den Anschlußelementen (27) der Verbraucher (12) verbunden ist, und mit mindestens einem mit der Schaltung ver­ bundenen Steckerelement (24), das von außen zugänglich ist, zum An­ schließen von Sensoren oder dergleichen, wobei die Leiterplatte (29) eine Leiterfolie (31) aufweist, und die Verbraucheranschlüsse (27) und die Steckerelemente (24) direkt mit der Leiterfolie (31) ver­ bunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) aus min­ destens zwei Gehäuseteilen (25, 26) besteht, daß die Leiterplatte (29) aus mehreren starren (30, 25) und flexiblen (28, 36) Bereichen besteht, wobei mindestens zwei starre Teile (30, 25) durch einen flexiblen Folienbereich (36) verbunden sind, daß ein starrer Bereich (25) der Leiterplatte (29) durch eine Gehäuseinnenseite eines Ge­ häuseteils (16, 25) gebildet ist, daß die Leiterfolie (31) über die Leiterplatte (29) hinausragt und in diesem Bereich (28) mit den Ver­ braucheranschlüssen (27) der Verbraucher (12) verbunden ist.
2. Anbausteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) aus einem wannenförmigen Gehäuseteil (16) und einem die Öffnung dieses Gehäuses abschließenden Deckel (25) besteht und daß ein Teil der Leiterplatte (29) an der Innenseite des Deckels (25) befestigt ist.
3. Anbausteuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wannenförmige Gehäuseteil aus einem Bodenteil (50) und einem kragenförmigen Teil (51) besteht, wobei die Schnittlinie (52) zwischen den beiden Gehäuseteilen (50, 51) schräg verläuft.
4. Anbausteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leiterfolie (31) zumindest teilweise in den starren Bereichen auf einem wärmeleitenden Träger (30) angeordnet ist.
5. Anbausteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Steckerelement (24) an einer Stirnseite der Leiterfolie (31) angeordnet ist.
6. Anbausteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die diskreten Bauelemente (33) der Schaltung als SMD-Bauelemente auf der Leiterfolie (31) angeordnet sind.
7. Anbausteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leiterfolie (31) im Einbauzustand mindestens in zwei übereinanderliegenden Ebenen starre Abschnitte (25, 30) auf­ weist.
8. Anbausteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leiterfolie (31) in Mehrlagentechnik ausge­ führt ist.
9. Anbausteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein freier Abschnitt (36) der Leiterfolie (31) derart bemessen ist, daß ein Aufklappen des Deckels (25) in eine Ebene des anderen starren Bereichs (30) möglich ist.
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