DE102007010009B4

DE102007010009B4 - Steuergerät für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007010009B4
Application number: DE102007010009.6A
Authority: DE
Inventors: Marius Pascut
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2007-03-01
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2027-03-02
Also published as: CN101622760B; CN101622760A; WO2008104425A1; US8079883B2; US20100151708A1; US20100048441A1; DE102007010009A1

Abstract

Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, umfassend:- ein Gehäuse (20), das ein jeweils aus einem nichtleitenden Werkstoff gebildetes Gehäuseoberteil (1) und Gehäuseunterteil (2) aufweist,- eine im Gehäuse (20) angeordnete Leiterplatte (3), welche eine elektrische Schaltung trägt, die mittels Kontaktelementen (4, 5), eines im Bereich eines Gehäuse-Durchbruchs (16) angeordneten Steckverbinders (13) kontaktierbar ist, wobei jedes Kontaktelement (4,5) einstückig aus einem ersten, im Inneren (17) des Gehäuses (20) angeordneten Kontaktabschnitt (42, 52), welcher endseitig mit der Leiterplatte (3) verbunden ist, und einem zweiten, sich im Wesentlichen parallel zur Leiterplatte (3) erstreckenden Kontaktabschnitt (41, 51), der durch den Gehäuse-Durchbruch (16) hindurch geführt ist, gebildet ist,- wobei im Gehäuse-Durchbruch (16) eine formschlüssige Kontakt-Abstützeinrichtung (8, 18, 19) ausgebildet ist, mit welcher jeder der zweiten Kontaktabschnitte (41, 51) am Gehäuseoberteil (1) oder am Gehäuseunterteil (2) abgestützt ist und wobei die Kontakt-Abstützeinrichtung (8, 18, 19) durch eine Formpaarung eines am Kontaktelement (4,5) ausgebildeten Ansatzes (8) und einer zugeordneten kongruenten Ausnehmung (18,19), die am Gehäuseoberteil (1) bzw. am Gehäuseunterteil (2) ausgebildet ist, gebildet ist und wobei der Ansatz (8) durch eine am zweiten Kontaktabschnitt (41, 51) ausgebildete Querschnittserweiterung gebildet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse aus einem nichtleitenden Werkstoff bestehend aus einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil. Eine im Gehäuse angeordnete Leiterplatte, welche eine elektrische Schaltung trägt, ist mittels Kontaktelementen, eines im Bereich eines Gehäuse-Durchbruchs angeordneten Steckverbinders kontaktierbar. Jedes Kontaktelement des Steckverbinders ist einstückig ausgeführt und besteht aus einem ersten und einem zweiten Kontaktabschnitt. Die ersten Kontaktabschnitte sind im Inneren des Gehäuses angeordneten und endseitig mit der Leiterplatte verbunden. Die zweiten Kontaktabschnitte erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur Leiterplatte und sind durch den Gehäuse-Durchbruch hindurch geführt.
Stand der Technik
Steuergeräte werden bei Kraftfahrzeugen beispielsweise für Antriebsvorrichtungen eingesetzt, wie sie beispielsweise aus DE 198 39 333 C1 bekannt sind, um Fenster, Sitze oder Schiebedächer oder andere Stellglieder positionsgenau zu verstellen.
In der DE 42 21 137 A1 ist beispielsweise ein solches Steuergerät mit einem zweiteiligen Gehäuse beschrieben, bei dem der elektrische Anschluss mittels abgewinkelter Kontaktelemente eines aus mehreren Teilen bestehenden Steckverbinders erfolgt. Die Kontaktelemente des Steckverbinders sind in einem Steckerkörper eingebettet, der mittels einer Rastverbindung im Durchbruch des Gehäuses gehalten ist. Der Steckerkörper fungiert einerseits als Träger oder Halterung für die Kontaktelemente und nimmt andererseits die über das angeschlossene Kabel bei Betrieb des Kfz übertragenen Vibrationskräfte auf, so dass diese Kräfte nur abgeschwächt auf die elektrische Verbindung zwischen Leiterplatte und Steckkontakt übertragen werden.
Es sind auch Kfz-Steuergeräte bekannt, bei denen der Steckverbinder als separates Bauteil in eine Gehäuseausnehmung eingesetzt und der Steckerkörper mit der Leiterplatte verschraubt oder vernietet wird.
Ein erheblicher Nachteil dieser bekannten Anschlusskonstruktionen liegt darin, dass diese stets aus mehreren Teilen bestehen, so dass Herstellung, Lagerhaltung und Montage aufwändig sind. Eine Steckvorrichtung als separate Zulieferbauteil ist teuer. Auch wenn die Abdichtung des Gehäuses nur spritzwasser- bzw. staubdicht ausgeführt werden soll, sind die vielen Dichtfugen ungünstig.
Aus der DE 197 55 497 C1 ist ein Steuergerätegehäuse aus Kunststoff für ein Kraftfahrzeug zur Aufnahme einer Leiterplatte bekannt, bestehend aus einem Gehäuseboden und einem Gehäusedeckel. An den Gehäuseboden und/oder Gehäusedeckel können unterschiedlich ausgeführte Steckerleisten durch ein Kunststoffschweißverfahren, vorzugsweise Laserschweißung, angeformt werden.
Darstellungen der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuergerät anzugeben, das mit geringeren Kosten herstellbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Steuergerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vor. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
In einem Grundgedanken geht die Erfindung davon aus, im Gehäuse-Durchbruch eine Kontakt-Abstützeinrichtung vorzusehen, mit welcher jeder der durchgeführten Kontaktabschnitte am Gehäuseoberteil oder am Gehäuseunterteil abgestützt ist. Die Abstützung erfolgt durch Formschluss bzw. Formpaarung zwischen einem Kontaktelement-Profil und einem kongruente Profil in der Kontaktdurchführung. Durch diese Gehäuse-Abstützung werden Zug- und Druckkräfte, die durch Vibrationen bzw. beim Anschluss des von außen herangeführten Kabels auf die Steckelemente einwirken, vom Gehäuse selbst abgefangen. Ein Ausweichen der abgewinkelten Kontaktelemente ist nicht möglich. In Folge davon ist die elektrische Verbindung zwischen jedem der Kontaktelemente und der zugeordneten Leiterbahn auf der Leiterplatte weniger stark beansprucht. Dies verbessert die Zuverlässigkeit des Steuergerätes. Ein gesonderter Stützkörper zum Halten der Kontaktelemente entfällt, da die Platine als Kontaktelementhalter fungiert. Da die erfindungsgemäße Konstruktion aus weniger Einzelteilen besteht, ist die Herstellung günstiger. Die Abdichtung ist einfacher, da aufgrund der Integration der Stützfunktion in das Gehäuse nicht nur das teure Zulieferbauteil wegfällt, sondern auch die Dichtfuge.
Eine bevorzugte Ausführungsform kann dadurch gekennzeichnet sein, dass die durchgeführten Kontaktabschnitte in einer ersten Kontaktebene und in einer zweiten Kontaktebene angeordnet sind, wobei mittels der Kontakt-Abstützeinrichtung jeweils die in der ersten Kontaktebene angeordneten Kontaktabschnitte am Gehäuseunterteil und die in der zweiten Kontaktebene angeordneten Kontaktabschnitte am Gehäuseoberteil abgestützt sind, und wobei zwischen der ersten und der zweiten Kontaktebene ein Abdeckelement vorgesehen ist. Damit wird die mechanische Entkoppelung der auf die elektrische Verbindung mit der Leiterplatte wirkenden Kräfte, erfindungsgemäß jeweils von einer der Gehäuseschalen übernommen. Das Abdeckelement zwischen den Kontaktreihen kann als Dichtmasse oder als starrer Körper ausgebildet sein.
Günstig kann das Abdeckelement als plattenförmiges Abdeckteil hergestellt werde, welches mit dem Gehäuseoberteil und/oder dem Gehäuseunterteil mittels einer formschlüssigen Verbindung verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist die Kontakt-Abstützeinrichtung durch eine Formpaarung eines am Kontaktelement ausgebildeten Ansatzes in Verbindung mit einer zugeordneten kongruenten Ausnehmung am Gehäuseoberteil bzw. am Gehäuseunterteil ausgebildet. Der Ansatz kann beispielsweise eine Abkröpfung, eine Einkerbung, eine Biegestanzung in einem messerförmigen Kontaktelement sein.
Fertigungstechnisch günstig ist der Ansatz durch eine am durchgeführten Kontaktabschnitt ausgebildete Querschnittserweiterung gebildet.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die im Inneren des Gehäuses angeordneten Kontaktabschnitte als Einpressstifte ausgebildet sind, die frei stehend auf der Leitplatte angeordnet sind. Durch die frei stehende Anordnung der Kontaktelemente, ergibt sich der oben bereits erwähnte Vorteil, dass der bislang zum Halten der Kontakte erforderliche Kontaktträger oder Stützkörper für die Kontaktelemente wegfällt. Die Leiterplatte selbst bildet einen Träger für die Kontaktstifte, ohne dass ein gesondertes Stützbauteil erforderlich wäre. Die Kontaktstifte lassen sich durch Kontaktbestückungsautomaten besonders gut handhaben und in den Montagefluss einer Produktionsanlage zur Bestückung der elektronischen Schaltung einfach integrieren. Verglichen mit einer Lötverbindung ist die Einpresstechnik als lötfreie Verbindungstechnik kostengünstiger und für die automatische Fertigung sehr gut geeignet. Durch das Einpressen der Stiftkanten eines Kontaktelementes in ein metallisiertes Loch entsteht eine gasdichte elektrische Verbindung, die sich durch hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit auszeichnet.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Steckverbinder ein erstes und ein zweites Kragenteil aufweist, wobei das erste Kragenteil einstückig mit dem Gehäuseoberteil und das zweite Kragenteil einstückig mit dem Gehäuseunterteil ausgebildet sind. Dadurch ist der Steckerkragen im Gehäuseober- bzw. Unterteil integriert. Die Herstellung von Gehäuse und Steckverbinder besonders einfach und kostengünstig, denn sie erfolgt in einem Arbeitsgang. Jede dieser Halbschalen kann jeweils in einem Spritzgussvorgang hergestellt werden. In jedem Kragenteil kann eine mechanische Codierung für den anzuschließenden Stecker ausgebildet sein. Jedes Kragenteil schützt die Kontaktelemente und kann einen Dichtkörper enthalten.
Die Herstellung der beiden Halbschalen kann besonders günstig in großen Stückzahlen durch Spritzgießen eines polymeren Werkstoffs erfolgen.
Figurenliste
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.
Es zeigt:

1 eine Seitenansicht des Steuergerätes mit den Schnittlinien A-A und B-B;
2 einen vergrößerten Teilschnitt gemäß der Schnittlinie B-B in 1;
3 einen vergrößerten Teilschnitt gemäß der Schnittlinie A-A in 1;
4 eine Seitenansicht des Steuergerätes mit Sicht auf den Steckverbinder in der die Schnittlinie C-C gezeigt ist;
5 einen vergrößerten Teilschnitt gemäß der Schnittlinie C-C in 4;
6 eine räumliche Darstellung des Steuergerätes, bei dem das Gehäuseoberteil abgenommene ist mit einer vergrößerten Darstellung des Details A;
7 eine schematische Darstellung der Montage einer ersten Ausführungsvariante;
8 eine schematische Darstellung der Montage der Einzelkomponenten einer zweiten Ausführungsvariante.

Ausführung der Erfindung
Die 1 und die 4 zeigen jeweils eine Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Steuergeräts 10, das für einen elektromotorischen Fensterheber in der Tür eines Kfz verbaut wird.
In der 2, der 3 und der 5 ist jeweils ein vergrößerter Teilschnitt gemäß der Schnittlinien in der 1 bzw. der 4 heraus gezeichnet.
Wie am besten aus der 5 zu entnehmen ist, ist das Gehäuse 20 aus einem Gehäuseoberteil 1 und einem Gehäuseunterteil 2 zusammengesetzt. Die Gehäuseteile 1, 2 sind wannenförmig ausgebildet und aus Kunststoff gefertigt. Im Bereich eines Gehäuse-Durchbruchs 16 einer Seitenwand des Gehäuses 20 sind Kontaktelemente 4, 5 in einem durch einen Steckerkragen 12, 11 gebildeten Schacht eines Steckverbinders 13 herausgeführt. Der Steckverbinder 13 ist kein separates Bauteil, sondern erfindungsgemäß in das Gehäuse 20 integriert. Die Kontaktelemente 4, 5 bestehen jeweils aus einer Reihe von Kontaktstiften und einer Reihe von Messerkontakten. Jedes der Kontaktelemente 4 bzw. 5 besteht aus einem Teil. Jedes Teil setzt sich aus einem ersten Kontaktabschnitt 42, 52 und einem zweiten Kontaktabschnitt 41, 51 zusammen, die etwa einen Winkel von 90 Grad einschließen. Die ersten Kontaktabschnitte 42, 52 sind frei stehend auf der Leiterplatte 3 angeordnet. Im Gegensatz zum vorbekannten Stand der Technik ist kein Stützkörper vorhanden. Ihre zur Leiterplatte 3 liegenden Endstücke sind jeweils mittels Einpresstechnik in metallisierte Löcher der Leiterplatte eingepresst. Die zweiten Kontaktabschnitte 41, 51 sind im Schacht des Steckverbinders 13 in einer ersten Kontaktebene 14 bzw. in einer zweiten Kontaktebene 15 angeordnet. Sie liegen jeweils zueinander und zur Ebene der Leiterplatte parallel. Wie aus der Schnittzeichnung der 5 deutlich erkennbar ist, stützt sich der vertikale zweite Kontaktabschnitt 51 formschlüssig mittels des Profils oder Ansatzes 8 in einer kongruenten Ausnehmung 18 im Gehäuseoberteil 1 ab. Durch entsprechende Formpaarung erfolgt auch die Abstützung der in der ersten Kontaktebene 14 angeordneten vertikalen Kontaktabschnitte 41, was am besten aus der Schnittdarstellung in 3 bzw. aus der vergrößerten Darstellung des Details A in 6 zum Ausdruck kommt, bei der der Ansatz 8 in der Ausnehmung 19 zum Liegen kommt.
Der Steckerkragen des Steckverbinders 13 wird durch eine erstes Kragenteil 11 und ein zweites Kragenteil 12 gebildet, die jeweils einstückig und materialeinheitlich (Kunststoff) an dem Gehäuseoberteil 1 bzw. Gehäuseunterteil 2 angeformt sind.
Die Gehäuseteile 1, 2 werden in einem zusammengefügten Zustand durch nicht näher dargestellte Rastverbindungen zusammen gehalten. Die Platine 3 wird durch nicht näher dargestellte Halterungen im Innenraum 17 des Gehäuses 20 gehalten. Selbstverständlich kann das in den 1 bis 6 dargestellte Steuergerät 10 mehrere Leiterplatten beinhalten. Ebenso können am Gehäuse 20 mehrere der oben dargestellten Steckeinrichtungen vorgesehen sein.
In 7 bzw. 8 ist die Abfolge von Herstellungsschritten skizziert. Es zeigt die 7 Montageschritt für eine erste Variante des Ausführungsbeispiels und die 8, die einer zweiten Variante In beiden Varianten sind die Kontaktelemente 4, 15 in einem vormontierten Zustand ohne Stützkörper auf der Platine 3 frei stehen in Einpresslöchern eingepresst.
Erste Variante:
In einem ersten Montageschritt wird die Leiterplatte 3 samt der darauf frei stehenden, abgewinkelten und in Einpresstechnik auf der Leiterplatte 3 vormontierten Kontaktelemente 4, 5 in das Gehäuseunterteil 2 abgesenkt und von einer nicht näher dargestellten Aufnahme aufgenommen. Jeder Ansatz 8 kommt dabei in einer kongruenten Ausnehmung 19 zum liegen.
In einem zweiten Schritt wird der plattenförmige Abdeckkörper 6 zwischen den beiden Kontaktebenen 14, 15 in Steckrichtung 21 eingeschobenen und durch Klemmung gehalten.
In einem dritten Schritt wird das Gehäuseoberteil aufgesetzt, wodurch der durch Formschluss zwischen den Gehäuseteilen 1, 2 gehalten wird.
Zweite Variante:
In einem ersten Montageschritt wird die Leiterplatte samt den vormontierten Kontaktelementen 4, 5 in die nach oben offene Gehäuseunterschale 2 abgesenkt.
In einem zweiten Schritt wird das Gehäuseoberteil 1 aufgesetzt und verrastet.
In einem dritten Schritt wird der Abdeckkörper 6 in Steckrichtung 21 eingeschobenen durch Einrasten der Rastverbindung 7 im Gehäuse-Durchbruch 16 gehalten.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuseoberteil
2: Gehäuseunterteil
3: Leiterplatte
4: Kontaktelemente der ersten Kontaktebene
5: Kontaktelemente der zweiten Kontaktebene
6: Abdeckkörper
7: Rastverbindung
8: Ansatz, Profil
9: Formschluss zwischen 6 und 2,1
10: Steuergerät
11: erstes Kragenteil
12: zweites Kragenteil
13: Steckverbinder
14: erste Kontaktebenen
15: zweiten Kontaktebenen
16: Gehäuse-Durchbruch
17: Innenraum
18: Ausnehmung
19: Ausnehmung
20: Gehäuse
21: Steckrichtung
41, 51: zweite Kontaktabschnitte
42, 52: erste Kontaktabschnitte

Claims

Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, umfassend: - ein Gehäuse (20), das ein jeweils aus einem nichtleitenden Werkstoff gebildetes Gehäuseoberteil (1) und Gehäuseunterteil (2) aufweist, - eine im Gehäuse (20) angeordnete Leiterplatte (3), welche eine elektrische Schaltung trägt, die mittels Kontaktelementen (4, 5), eines im Bereich eines Gehäuse-Durchbruchs (16) angeordneten Steckverbinders (13) kontaktierbar ist, wobei jedes Kontaktelement (4,5) einstückig aus einem ersten, im Inneren (17) des Gehäuses (20) angeordneten Kontaktabschnitt (42, 52), welcher endseitig mit der Leiterplatte (3) verbunden ist, und einem zweiten, sich im Wesentlichen parallel zur Leiterplatte (3) erstreckenden Kontaktabschnitt (41, 51), der durch den Gehäuse-Durchbruch (16) hindurch geführt ist, gebildet ist, - wobei im Gehäuse-Durchbruch (16) eine formschlüssige Kontakt-Abstützeinrichtung (8, 18, 19) ausgebildet ist, mit welcher jeder der zweiten Kontaktabschnitte (41, 51) am Gehäuseoberteil (1) oder am Gehäuseunterteil (2) abgestützt ist und wobei die Kontakt-Abstützeinrichtung (8, 18, 19) durch eine Formpaarung eines am Kontaktelement (4,5) ausgebildeten Ansatzes (8) und einer zugeordneten kongruenten Ausnehmung (18,19), die am Gehäuseoberteil (1) bzw. am Gehäuseunterteil (2) ausgebildet ist, gebildet ist und wobei der Ansatz (8) durch eine am zweiten Kontaktabschnitt (41, 51) ausgebildete Querschnittserweiterung gebildet ist.
Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kontaktabschnitte (41, 51) in einer ersten Kontaktebene (14) und in einer zweiten Kontaktebene (15) angeordnet sind, wobei mittels der Kontakt-Abstützeinrichtung (8, 18, 19) jeweils die in der ersten Kontaktebene (14) angeordneten Kontaktabschnitte (41) am Gehäuseunterteil (2) und die in der zweiten Kontaktebene (15) angeordneten Kontaktabschnitte (51) am Gehäuseoberteil (1) abgestützt sind, und wobei zwischen der ersten und der zweiten Kontaktebene (14, 15) ein Abdeckelement (6) vorgesehen ist.
Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (6) als plattenförmiges Abdeckteil ausgebildet ist, welches mit dem Gehäuseoberteil (1) und/oder dem Gehäuseunterteil (2) mittels einer formschlüssigen Verbindung (9) verbunden ist.
Steuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung (9) als Rastverbindung (7) ausgebildet ist.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kontaktabschnitte (42, 52) endseitig als Einpressstifte ausgebildet sind, die frei stehend auf der Leitplatte (3) angeordnet und in metallisierten Leiterplatten-Löchern eingepresst sind.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (13) ein erstes und ein zweites Kragenteil (11, 12) aufweist, wobei das erste Kragenteil (11) einstückig mit dem Gehäuseoberteil (1) und das zweite Kragenteil (12) einstückig mit dem Gehäuseunterteil (2 ) ausgebildet ist.
Steuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil (1) und das Gehäuseunterteil (2) aus einem polymeren Werkstoff durch Spritzgießen hergestellt ist.
Steuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kontaktabschnitte (41, 51) parallel nebeneinander angeordnet sind.