WO2020245019A1 - Gerät mit einem gehäuse - Google Patents

Gerät mit einem gehäuse Download PDF

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WO2020245019A1
WO2020245019A1 PCT/EP2020/064785 EP2020064785W WO2020245019A1 WO 2020245019 A1 WO2020245019 A1 WO 2020245019A1 EP 2020064785 W EP2020064785 W EP 2020064785W WO 2020245019 A1 WO2020245019 A1 WO 2020245019A1
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WO
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bearing element
housing
carrier plate
support element
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PCT/EP2020/064785
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hubert Willmann
Markus Wax
Original Assignee
Marquardt Gmbh
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/0026—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
    • H05K5/0047—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units having a two-part housing enclosing a PCB
    • H05K5/006—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units having a two-part housing enclosing a PCB characterized by features for holding the PCB within the housing

Definitions

  • the invention is based on a device according to the preamble of claim 1.
  • Such devices are found in particular as operating and / or control devices in one
  • the device can be a
  • Door control which is arranged in the armrest of the car door and is used to operate the electric window lifters and / or the electric mirror adjustment, act.
  • Such a device has a housing. Inside the housing there is a carrier plate which is used to hold functionally relevant parts.
  • the carrier plate is in turn arranged on at least one bearing element in the housing. It has been found that the arrangement of the carrier plate in the housing is subject to tolerances due to manufacturing and / or assembly inaccuracies, which in turn can impair the function of the device.
  • the invention is based on the object of further developing the device in such a way that such functional impairments are largely prevented.
  • the bearing element is designed to be elastic.
  • the bearing element is designed in the manner of a spring element
  • the operating and / or control device generally includes an electronic circuit.
  • the carrier plate can expediently be provided for receiving electrical and / or electronic components which are used to form the electronic circuit.
  • the carrier plate can be a printed circuit board.
  • the housing can comprise a base and a cover. The bearing element can be attached to the base in a simple manner.
  • the bearing element can be designed in the manner of a bellows.
  • the bearing element can expediently have an approximately W-shaped cross section.
  • the middle tip of the W-shaped part ie the tip of the W, can form the bearing for the carrier plate.
  • a symmetrical configuration can be selected for the bearing element, in that the bearing element comprises two approximately W-shaped parts.
  • the two W-shaped parts can also be connected to one another by means of a U-shaped part.
  • U-shaped part is attached to the base
  • a further, in particular a rigid, support element can be provided for the arrangement of the carrier element.
  • the support element can be designed in one piece with the bearing element in a manner that is simple to manufacture.
  • the housing and / or the bearing element and / or the support element can consist of a thermoplastic material in a cost-effective manner.
  • the housing and / or the bearing element and / or the support element can be manufactured by means of injection molding.
  • the bearing element and / or the support element can be injection-molded onto the base or into the base be integrated.
  • 1K injection molding offers advantages in terms of manufacturing costs as well as
  • ESD Electrostatic Discharge
  • Tolerance compensation has been created for a circuit board to a base of a housing.
  • the tolerance compensation element can be integrated in the base without opening the base for production purposes.
  • the base has a geometry similar to that of a bellows.
  • the resulting resilient elements are self-contained but flexible so that the suspension of the elements can be used to compensate for tolerances.
  • the advantages achieved with the invention are in particular that the mounting of the carrier plate in the housing is made possible without tension. This increases their functional and / or operational safety. The number of rejects is also reduced. The production of the resilient elements for the bearing element on the base is possible using tools without the need for openings on the base. This ensures that the device has passed the ESD (electrostatic discharge) tests, so that, in turn, an improvement in the function and / or function
  • FIG. 1 shows a device with a housing which consists of a base and a cover, in a perspective view
  • FIG. 2 seen the base according to direction II in Fig. 1 and FIG. 3 shows a section along the line 3-3 in FIG. 2.
  • a device 1 can be seen, which is, for example, an operating and / or control device for a motor vehicle.
  • the device 1 has a housing 2 on which
  • the carrier plate 6 for receiving the electrical and / or electronic components 7 (see FIG. 3) of the device 1.
  • the carrier plate 6 is thus a printed circuit board.
  • the housing 2 comprises a base 4 and a cover 5.
  • the cover 5 is fastened to the base 4 by means of latching elements 11.
  • an electrical connection 12 for the device 1 is arranged on the base 4.
  • the carrier plate 6 is arranged on at least one bearing element 8.
  • the bearing element 8 fastened to the base 4 and / or integrated into the base 4 is designed to be elastic.
  • the bearing element 8 is designed in the manner of a spring element in such a way that tolerance compensation is created for the arrangement of the carrier plate 6 in the housing 2.
  • an additional support element 9 is provided for arranging the carrier plate 6 in the housing 2.
  • the support element 9 is particularly rigid.
  • the support element 9 is preferably designed in one piece with the bearing element 8.
  • the bearing element 8 is designed in the manner of a bellows.
  • the bearing element 8 has an approximately W-shaped cross section, so that the bearing element 8 is elastic.
  • the middle tip 10 of the W-shaped part 8 ' that is to say the middle tip 10 of the "W" forms the bearing for supporting the carrier plate 6.
  • the bearing element 8 preferably offers two adjacent support points 10 for the carrier plate 6, for which the bearing element 8 comprises two approximately W-shaped parts 8 ', 8 ".
  • the two W-shaped parts 8', 8" are connected to one another by means of a U-shaped part 8 '".
  • the U-shaped part 8'" is again on the base 4 attached and / or integrated into the base 4.
  • the support element 9 can also be attached to the base 4 and / or integrated into the base 4.
  • the housing 2 and / or the bearing element 8 and / or the support element 9 consist of a thermoplastic material.
  • the housing 2 and / or the bearing element 8 and / or the support element 9 consist of a thermoplastic material.
  • Support element 9 are made by injection molding. Furthermore, the bearing element 8 and / or the support element 9 can then be integrated in the base 4 by means of 1K (one-component) syringes or by injection molding on the base 4 in one operation by means of 2K (two-component) syringes.
  • the bearing element 8 can be used in the area of white goods and / or the home area, such as in washing machines, vacuum cleaners, coffee machines, power tools, smart home control units or the like.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät, insbesondere ein Bedien- und/oder Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, Im Inneren des Gehäuses ist eine Trägerplatte (6) befindlich, wobei die Trägerplatte (6) an wenigstens einem Lagerelement (8) angeordnet ist. Das Lagerelement (8) ist elastisch ausgebildet. Insbesondere ist das Lagerelement (8) in der Art eines Federelements ausgestaltet.

Description

Gerät mit einem Gehäuse
Die Erfindung geht von einem Gerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aus.
Solche Geräte finden insbesondere als Bedien- und/oder Steuergeräte in einem
Kraftfahrzeug Verwendung. Beispielsweise kann es sich bei dem Gerät um ein
Türbedienteil, das in der Armlehne der Autotüre angeordnet ist und zur Bedienung der elektrischen Fensterheber und/oder der elektrischen Spiegelverstellung dient, handeln.
Ein derartiges Gerät besitzt ein Gehäuse. Im Inneren des Gehäuses befindet sich eine Trägerplatte, die zur Aufnahme von funktionsrelevanten Teilen dient. Die Trägerplatte ist wiederum an wenigstens einem Lagerelement im Gehäuse angeordnet. Es hat sich herausgestellt, dass die Anordnung der Trägerplatte im Gehäuse aufgrund von Fertigungs- und/oder Montageungenauigkeiten toleranzbehaftet ist, was wiederum zur Beeinträchtigung der Funktion des Gerätes führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gerät derart weiterzuentwickeln, dass solche Funktionsbeeinträchtigungen weitgehend verhindert sind.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Gerät durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Gerät ist das Lagerelement elastisch ausgebildet. Insbesondere ist das Lagerelement in der Art eines Federelements ausgestaltet Dadurch ist ein
Toleranzausgleich für die Anordnung der Trägerplatte im Gehäuse geschaffen, so dass Fertigungs- und/oder Montageungenauigkeiten bei der Herstellung des Geräts weitgehend ausgeglichen sind. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Das Bedien- und/oder Steuergerät umfasst im Allgemeinen eine elektronische Schaltung. Zweckmäßigerweise kann die Trägerplatte zur Aufnahme von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen, die zur Ausbildung der elektronischen Schaltung dienen, vorgesehen sein. In kostengünstiger Art und Weise kann es sich bei der Trägerplatte um eine Leiterplatte handeln. In weiterer Ausgestaltung kann das Gehäuse einen Sockel und einen Deckel umfassen. In einfacher Art und Weise kann das Lagerelement am Sockel befestigt sein.
In funktionssicherer Weise kann das Lagerelement in der Art eines Faltenbalgs ausgestaltet sein. Zweckmäßigerweise kann das Lagerelement hierfür einen in etwa W-förmigen Querschnitt besitzen. In bevorzugter Weise kann die mittlere Spitze des W-förmig ausgestalteten Teils, also die Spitze des W's, das Lager für die Trägerplatte bilden.
Insbesondere kann für das Lagerelement eine symmetrische Ausgestaltung gewählt werden, indem das Lagerelement zwei in etwa W-förmig ausgestaltete Teile umfasst. Die beiden W- förmigen Teile können weiterhin mittels eines U-förmigen Teils miteinander verbunden sein. Der Einfachheit halber kann es sich dann anbieten, dass das U-förmige Teil am Sockel befestigt ist
In funktionssicherer Art und Weise kann ein weiteres, und zwar insbesondere ein starres, Auflagerelement zur Anordnung des Trägerelements vorgesehen sein. Des Weiteren kann das Auflagerelement in fertigungstechnisch einfacher Art mit dem Lagerelement einstückig ausgebildet sein.
Das Gehäuse und/oder das Lagerelement und/oder das Auflagerelement können in kostengünstiger Weise aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen. In einfacher Art können das Gehäuse und/oder das Lagerelement und/oder das Auflagerelement mittels Spritzgießen hergestellt sein. Zwecks einfacher Herstellung können das Lagerelement und/oder das Auflagerelement am Sockel angespritzt beziehungsweise in den Sockel integriert sein. Hierfür kann es sich insbesondere anbieten, dass das Lagerelement und/oder das Auflagerelement mittels lK(Ein-Komponenten-)Spritzen oder mittels 2K(Zwei- Komponenten-)Spritzen am Sockel angespritzt und/oder in den Sockel integriert sind. Das 1K-Spritzgießen bietet dabei jedoch Vorteile bei den Herstellkosten sowie bei der
ESD(Electrostatic discharge / Elektrostatische Entladungs)-Sicherheit.
Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist nachfolgendes festzustellen.
Geschaffen ist ein Toleranzausgleich für eine Leiterplatte zu einem Sockel eines Gehäuses. Insbesondere kann das Toleranzausgleichselement im Sockel integriert werden ohne den Sockel fertigungstechnisch zu öffnen. Hierfür umfasst der Sockel eine Geometrie ähnlich wie ein Faltenbalg. Die dadurch entstehenden federnden Elemente sind zwar in sich geschlossen jedoch flexibel, so dass die Federung der Elemente als Toleranzausgleich benutzt werden kann.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Anordnung der Trägerplatte im Gehäuse spannungsfrei ermöglicht ist. Damit ist deren Funktions- und/oder Betriebssicherheit gesteigert. Des Weiteren wird der Ausschuss verringert. Die Herstellung der federnden Elemente für das Lagerelement am Sockel ist werkzeugtechnisch möglich, ohne dass Öffnungen am Sockel notwendig sind. Dadurch ist das Bestehen der ESD(Electrostatic discharge / Elektrostatische Entladung)-Prüfungen für das Gerät gewährleistet, so dass wiederum eine Verbesserung der Funktions- und/oder
Betriebssicherheit festzustellen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und
Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 ein Gerät mit einem Gehäuse, das aus einem Sockel und einem Deckel besteht, in perspektiver Ansicht,
Fig. 2 den Sockel gemäß Richtung II in Fig. 1 gesehen und Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein Gerät 1 zu sehen, bei dem es sich beispielsweise um ein Bedien- und/oder Steuergerät für ein Kraftfahrzeug handelt. Das Gerät 1 besitzt ein Gehäuse 2, an dem
Betätigungselemente 3 zur Bedienung und/oder Steuerung von Funktionen des
Kraftfahrzeugs durch den Benutzer angeordnet sind. Im Inneren des Gehäuses 2 befindet sich eine Trägerplatte 6 zur Aufnahme der elektrischen und/oder elektronischen Bauteile 7 (siehe Fig.3) des Geräts 1. In bevorzugter Weise handelt es sich bei der Trägerplatte 6 somit um eine Leiterplatte.
Das Gehäuse 2 umfasst einen Sockel 4 und einen Deckel 5. Wie anhand von Fig. 2 hervorgeht, ist der Deckel 5 mittels Rastelementen 11 am Sockel 4 befestigt. Des Weiteren ist am Sockel 4 ein elektrischer Anschluss 12 für das Gerät 1 angeordnet. Wie näher in Fig. 3 zu sehen ist, ist die Trägerplatte 6 an wenigstens einem Lagerelement 8 angeordnet. Das am Sockel 4 befestigte und/oder in den Sockel 4 integrierte Lagerelement 8 ist elastisch ausgebildet. Und zwar ist das Lagerelement 8 in der Art eines Federelements ausgestaltet, derart dass ein Toleranzausgleich für die Anordnung der Trägerplatte 6 im Gehäuse 2 geschaffen ist. Des Weiteren ist ein zusätzliches Auflagerelement 9 zur Anordnung der Trägerplatte 6 im Gehäuse 2 vorgesehen. Das Auflagerelement 9 ist insbesondere starr ausgebildet. In bevorzugter Weise ist das Auflagerelement 9 mit dem Lagerelement 8 einstückig ausgebildet.
Wie weiter der Fig. 3 zu entnehmen ist, ist das Lagerelement 8 in der Art eines Faltenbalgs ausgestaltet. Das Lagerelement 8 besitzt einen in etwa W-förmigen Querschnitt, so dass das Lagerelement 8 elastisch ausgebildet ist. Dabei bildet die mittlere Spitze 10 des W-förmig ausgestalteten Teils 8', also die mittlere Spitze 10 des„W’s“, das Lager für die Abstützung der Trägerplatte 6. In bevorzugter Weise bietet das Lagerelement 8 zwei benachbarte Stützpunkte 10 für die Trägerplatte 6, wofür das Lagerelement 8 zwei in etwa W-förmig ausgestaltete Teile 8', 8" umfasst. Die beiden W-fÖrmigen Teile 8', 8" sind mittels eines U- förmigen Teils 8'" miteinander verbunden. Das U-förmige Teil 8'" ist wiederum am Sockel 4 befestigt und/oder in den Sockel 4 integriert. Des Weiteren kann auch das Auflagerelement 9 am Sockel 4 befestigt und/oder in den Sockel 4 integriert sein.
Das Gehäuse 2 und/oder das Lagerelement 8 und/oder das Auflagerelement 9 bestehen aus einem thermoplastischen Kunststoff. Es bietet sich zwecks einfacher sowie kostengünstiger Herstellung an, dass das Gehäuse 2 und/oder das Lagerelement 8 und/oder das
Auflagerelement 9 mittels Spritzgießen hergestellt sind. Des Weiteren kann dann das Lagerelement 8 und/oder das Auflagerelement 9 mittels 1K(Ein-Komponenten-)Spritzen in den Sockel 4 integriert sein oder mittels 2K(Zwei-Komponenten-)Spritzen in einem Arbeitsgang am Sockel 4 angespritzt sein.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann ein solches elastisch ausgebildetes Lagerelement 8 nicht nur bei Bedien- und/oder Steuergeräten für
Kraftfahrzeugen Verwendung finden, sondern kann auch für Computer, Audiogeräte, Videogeräte, Maschinen o. dgl. Verwendung finden. Insbesondere kann das Lagerelement 8 im Bereich der weißen Ware und/oder des Home-Bereichs, wie bei Waschmaschinen, Staubsauger, Kaffeemaschinen, Elektrowerkzeugen, Smart Home Steuereinheiten o. dgl. zum Einsatz kommen.
Bezugszeichen-Liste: : Gerät
2: Gehäuse
3: Betätigungselement
4: Sockel
5: Deckel
6: Trägerplatte
7: (elektrisches und/oder elektronisches) Bauteil
8: Lagerelement
8', 8": W-förmiges Teil
8"': U-förmiges Teil
9: Auflagerelement
10: Spitze / Stützpunkt
11: Rastelement
12: (elektrischer) Anschluss

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Gerät, insbesondere Bedien- und/oder Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (2), und mit einer im Inneren des Gehäuses (2) befindlichen Trägerplatte (6), wobei die Trägerplatte (6) an wenigstens einem Lagerelement (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (8) elastisch ausgebildet ist, insbesondere in der Art eines Federelements ausgestaltet ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (6) zur Aufnahme von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen (7) vorgesehen ist, und dass es sich vorzugsweise bei der Trägerplatte (6) um eine Leiterplatte handelt.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Sockel (4) und einen Deckel (5) umfasst, und dass vorzugsweise das Lagerelement (8) am Sockel (4) befestigt und/oder in den Sockel (4) ist.
4. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (8) in der Art eines Faltenbalgs, insbesondere mit einem in etwa W-förmigen Querschnitt, ausgestaltet ist, und dass vorzugsweise die mittlere Spitze (10) des W-förmig ausgestalteten Teils (8') das Lager für die Trägerplatte (6) bildet.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
Lagerelement (8) zwei in etwa W-förmig ausgestaltete Teile (8', 8") umfasst, dass vorzugsweise die beiden W-förmigen Teile (8', 8") mittels eines U-förmigen Teils (8''') miteinander verbunden sind, und dass weiter vorzugsweise das U-förmige Teil (8"') am Sockel (4) befestigt und/oder in den Sockel (4) integriert ist.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres, insbesondere starres, Auflagerelement (9) zur Anordnung der Trägerplatte (6) vorgesehen ist, und dass vorzugsweise das Auflagerelement (9) mit dem Lagerelement (8) einstückig ausgebildet ist.
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) und/oder das Lagerelement (8) und/oder das Auflagerelement (9) aus einem
thermoplastischen Kunststoff bestehen, dass vorzugsweise das Gehäuse (2) und/oder das Lagerelement (8) und/oder das Auflagerelement (9) mittels Spritzgießen hergestellt sind, und dass weiter vorzugsweise das Lagerelement (8) und/oder das Auflagerelement (9) am Sockel (4) angespritzt sind.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerelement (8) und/oder das Auflagerelement (9) mittels 1K(Ein-Komponenten-)Spritzen oder mittels 2K(Zwei-Komponenten-)Spritzen am Sockel (4) angespritzt und/oder in den Sockel (4) integriert sind.
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