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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Steuergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Steuergerät mit einem erfindungsgemäßen Gehäuse sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Steuergeräts.
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Ein Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
DE 198 11 610 C1 bekannt. Es umfasst zwei Gehäuseteile, einen Gehäuseboden und einen haubenförmigen, aus Kunststoff bestehenden Gehäusedeckel. In dem aus Metall bestehenden Gehäuseboden sind Bohrungen ausgebildet, in denen Pressbuchsen bzw. Isolierhülsen eingesetzt sind. Die Presshülsen bzw. Isolierhülsen wirken mit Rastelementen zusammen, die an dem zweiten Gehäuseteil angeordnet sind. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Rastelemente eine hakenförmige Geometrie aufweisen, die sich nach Einbringen in die Durchgangsöffnungen der Isolierhülsen bzw. der Pressbuchsen mit diesen verkrallen und somit die beiden Gehäuseteile miteinander fest und unlösbar verbindet. Die Rastelemente sind entweder als Drahtenden, oder als Einpressstifte ausgebildet und bei der Herstellung des zweiten Gehäuseteils (Gehäusedeckel) von dem Material des Gehäusedeckels umspritzt. Durch die Verwendung der zusätzlichen Bauteile (Rastelemente, Presshülsen und Isolierhülsen) ist die aus der genannten Schrift bekannte Gehäusekonstruktion relativ aufwendig ausgebildet.
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Aus der
DE 198 29 920 A1 sind darüber hinaus widerhakenförmige Elemente innerhalb eines Steuergeräts bekannt, die zur Positionierung von Bauteilen und/oder der Fixierung einer Leiterplatte innerhalb des Gehäuses des Steuergeräts dienen.
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Bei einer aus der
DE 37 43 192 A1 bekannten Gehäusekonstruktion sind an einem ersten Gehäuseteil einstückig Rasthakenelemente angeformt, die mit einem zweiten Gehäuseteil zusammenwirken. Bevorzugt besteht das die Widerhakenelemente aufweisende Gehäuseteil aus Kunststoff und ist einstückig ausgebildet, es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Widerhakenelemente als separate, aus Kunststoff oder Metall bestehende Elemente ausgebildet sind und mit dem Gehäuseteil verbunden sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für ein Steuergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass eine fertigungstechnisch besonders einfache Herstellbarkeit des Gehäuses ermöglicht wird. Darüber hinaus soll das Gehäuse eine mechanisch besonders hohe Festigkeit aufweisen und besonders gut zur Wärmeableitung von innerhalb des Gehäuses angeordneten, wärmeerzeugenden Bauteilen geeignet sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Gehäuse für ein Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Rasthakenelement durch einen vom ersten Gehäuseteil einstückig angeformten, umgebogenen Abschnitt gebildet ist, und dass das erste Gehäuseteil aus Metall besteht. Durch die Ausbildung des ersten Gehäuseteils aus Metall wird die Möglichkeit geschaffen, das erste Gehäuseteil durch einen wirtschaftlich vorteilhaften Stanzprozess herzustellen und das Rasthakenelement durch einen einfachen Umformprozess (Umbiegen) von der Ebene des ersten Gehäuseteils in eine insbesondere 90° zur ursprünglichen Orientierung verlaufende Richtung umzubiegen. Darüber hinaus eignet sich das erste Gehäuseteil durch seine Ausbildung aus Metall besonders gut zur Wärmeableitung.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gehäuses sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil als ebenes Bodenelement ausgebildet ist und dass das zweite Gehäuseteil ein haubenförmiger, vorzugsweise aus Kunststoff bestehender Gehäusedeckel ist. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, dass ein besonders einfaches Handling des ersten Gehäuseteils ermöglicht wird, indem das wenigstens eine Rasthakenelement erst vor dessen Nutzung aus der Ebene des (ebenen) Bodenelements umgebogen wird. Dadurch wird ein einfacher Transport einer Vielzahl von Bodenelementen durch die Stapelfähigkeit der Bodenelemente ermöglicht. Darüber hinaus wird durch die Ausbildung des zweiten Gehäuseteils als haubenförmiger, aus Kunststoff bestehender Gehäusedeckel eine besonders einfache Ausbildung der Aufnahmen für die Rasthakenelemente in dem zweiten Gehäuseteil ermöglicht, da die Aufnahmen bei der Fertigung des Gehäusedeckels, welcher üblicherweise als Kunststoffspritzteil ausgebildet ist, berücksichtigt werden können.
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Um eine möglichst sichere und gleichmäßige Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen zu ermöglichen, ist es bevorzugt vorgesehen, dass mehrere Rasthakenelemente vorgesehen sind, die vor dem Umbiegen von Seitenkanten des ersten Gehäuseteils wegragen und an den Seitenkanten angeformt sind.
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Zur Befestigung des Gehäuses, beispielsweise an einem Getriebetunnelbereich eines Kraftfahrzeugs, kann es vorgesehen sein, dass Öffnungen aufweisende Befestigungslaschen einstückig an dem ersten Gehäuseteil angeformt sind, die von Seitenkanten wegragen. Durch die Öffnungen wird eine Befestigung des Gehäuses durch Anschrauben, beispielsweise einem Karosserieteil, ermöglicht.
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Um insbesondere eine Demontage bzw. Manipulation an dem Gehäuse bzw. an den in dem Gehäuse angeordneten Bauteilen zu verhindern bzw. zu erschweren, und darüber hinaus die Rasthakenelemente geschützt anzuordnen, ist es bevorzugt vorgesehen, dass das zweite Gehäuseteil mit einer umlaufenden Gehäusewand die Rasthakenelemente umgibt, derart, dass die Rasthakenelemente innerhalb der Gehäusewand angeordnet sind.
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Die Erfindung umfasst auch ein Steuergerät unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Gehäuses, wobei innerhalb des Gehäuses ein Schaltungsträger in Form einer Leiterplatte angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Leiterplatte wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweist, die von dem wenigstens einen Rasthakenelement durchsetzt ist, so dass das wenigstens eine Rasthakenelement die Leiterplatte in dem Einbauraum positioniert. Eine derartige Ausbildung der Leiterplatte ermöglicht es insbesondere, auf zusätzlich Verbindungs- bzw. Positionierelemente zu verzichten, so dass eine besonders wirtschaftliche Herstellbarkeit bei einfacher Montage des Steuergeräts ermöglicht wird.
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Ganz besonders bevorzugt ist eine Anordnung, bei der die Leiterplatte zwischen den beiden Gehäuseteilen eingespannt ist. Dadurch wird die Leiterplatte nicht nur in der Ebene der Leiterplatte, sondern auch in einer Ebene senkrecht zur Leiterplatte innerhalb des Einbauraums fixiert.
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Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass wenigstens ein weiteres Rasthakenelement vorgesehen ist, das die Leiterplatte vorzugsweise in einem beabstandet zum Randbereich der Leiterplatte angeordneten Bereich fixiert, oder das zur Fixierung von auf der Leiterplatte angeordneten Bauteilen dient.
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Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass zwischen den beiden Gehäuseteilen ein elastisches Dichtelement angeordnet ist und/oder dass die Leiterplatte zumindest bereichsweise wärmeleitend mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist. Die Modifikationen ermöglichen zum einen ein besonders gut abgedichtetes Gehäuse, das ein Eindringen von insbesondere Feuchtigkeit in den Innenraum des Gehäuses zuverlässig vermeidet und/oder eine besonders gute Wärmeabfuhr von in dem Einbauraum des Gehäuses angeordneten elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen.
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Zuletzt umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Steuergeräts unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Gehäuses, bei dem zwei Gehäuseteile durch eine Rastverbindung miteinander verbunden werden und in einem durch die beiden Gehäuseteile begrenzten Einbauraum ein Schaltungsträger in Form einer Leiterplatte angeordnet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Rasthakenelement von einem ersten Gehäuseteil umgebogen wird, dass die Leiterplatte mit einer Durchgangsöffnung in Wirkverbindung mit dem wenigstens einen Rasthakenelement gebracht wird, und dass das zweite Gehäuseteile zum Ausbilden des geschlossenen Gehäuses mit einer Aufnahme mit dem Rasthakenelement verbunden wird. Ein derartiges Verfahren ermöglicht es, unter Verzicht auf zusätzliche Befestigungselemente nicht nur die beiden Gehäuseteile fest miteinander zu verbinden, sondern gleichzeitig auch die innerhalb des Einbauraums des Gehäuses angeordnete Leiterplatte in dem Gehäuse zu positionieren bzw. fixieren.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
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1 in vereinfachter Darstellung ein Steuergerät unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Gehäuses in einer Schnittdarstellung und
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2 das Steuergerät gemäß 1 in einem Längsschnitt, bei der das Steuergerät an einem feststehenden Karosserieteil befestigt ist.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In den Figuren ist ein Steuergerät 100 dargestellt, wie es insbesondere, jedoch nicht einschränkend, als Steuergerät 100 in einem Kraftfahrzeug verwendet wird. Das Steuergerät 100 ist entsprechend der 2 an einem feststehenden Teil 1, beispielsweise einem Getriebetunnel des Kraftfahrzeugs, befestigt. Die Befestigung des Steuergeräts 100 erfolgt über im Einzelnen nicht dargestellte Schraubverbindungen, von denen in der 2 lediglich die Schraubenköpfe 2 erkennbar sind.
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Das Steuergerät 100 umfasst ein erfindungsgemäßes Gehäuse 10, das aus einem ersten Gehäuseteil 11 und einem zweiten Gehäuseteil 12 besteht. Zusätzlich ist es auch denkbar, dass das Gehäuse 10 zusätzliche Gehäuseteile aufweist, so dass es aus mehr als zwei Gehäuseteilen 11, 12 besteht. Das geschlossene Gehäuse 10 bildet in seinem Inneren einen Einbauraum 13 zur Aufnahme eines Schaltungsträgers in Form einer Leiterplatte 15 aus. Zumindest auf einer Seite der Leiterplatte 15 sind, wie in der 2 erkennbar ist, elektrische bzw. elektronische Bauteile 16 angeordnet.
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Das erste Gehäuseteil 11 besteht aus Metall, beispielsweise aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung, und ist als ebener Gehäuseboden 17 ausgebildet. Unter einem ebenen Gehäuseboden 17 sollen dabei auch Ausführungsformen des Gehäusebodens 17 verstanden werden können, bei denen der Gehäuseboden 17 beispielsweise Einprägungen o.ä. aufweist, die insbesondere der Verstärkung des Gehäusebodens 17 dienen.
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Das erste Bauteil 11 ist als Stanzteil bzw. als Stanz-/Prägeteil ausgebildet. Es weist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine rechteckförmige Grundfläche mit jeweils zwei, parallel zueinander angeordneten Seitenkanten 18, 19 auf. An den beiden schmäleren Seitenkanten 18 sind jeweils zwei Befestigungslaschen 21 mit als Durchgangsbohrungen 22 ausgebildeten Öffnungen angeordnet, wobei die Durchgangsbohrungen 22 bzw. die Befestigungslaschen 21 der Befestigung des Gehäuses 10 an dem Bauteil 1 mittels der erwähnten Schraubverbindungen dienen. Zwischen den beiden Befestigungslaschen 21 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils zwei, identisch ausgebildete Rasthakenelemente 25 mit einer Widerhakengeometrie 26 angeordnet. Die Rasthakenelemente 25 sind als einstückig am ersten Gehäuseteil 11 angeformte Abschnitte ausgebildet und ragen bei der Fertigung des ersten Gehäuseteils 11 zunächst nicht von der Ebene des ersten Bauteils 11 weg. Die Rasthakenelemente 25 sind durch Ausstanzen aus einem Rohblechteil für das erste Gehäuseteil 11 ausgebildet, wobei bei dem Stanzvorgang bevorzugt gleichzeitig die Befestigungslaschen 21 und ggf. die Durchgangsbohrungen 22 ausgebildet werden. Die Rasthakenelemente 25 weisen beispielhaft Symmetrieachsen bzw. Symmetrieebenen 27 auf, die parallel zu den beiden Seitenkanten 19 bzw. senkrecht zu den Seitenkanten 18 verlaufen.
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Ergänzend wird erwähnt, dass es selbstverständlich auch im Rahmen der Erfindung liegt, mehr und weniger als zwei Rasthakenelemente 25 an den beiden Seitenkanten 18 des ersten Gehäuseteils 11 anzuordnen bzw. auszubilden. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, die Rasthakenelemente 25 zusätzlich oder alternativ an den anderen Seitenkanten 19 auszubilden.
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Die als Einpressteile ausgebildeten Rasthakenelemente 25 sind nach dem Ausstanzen, wie oben erwähnt, in der Ebene des ersten Gehäuseteils 11 angeordnet und werden anschließend zur Verbindung mit dem zweiten Gehäuseteil 12 entsprechend der Darstellung der 2 in eine um 90° zur Ebene des ersten Gehäuseteils 11 verlaufende Richtung umgebogen, insbesondere durch ein entsprechend ausgebildetes Werkzeug.
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Das zweite Gehäuseteil 12, das bevorzugt, jedoch nicht einschränkend aus Kunststoff besteht und als Spritzgussteil ausgebildet ist, bildet einen haubenförmigen Gehäusedeckel 28 aus. Der Gehäusedeckel 28 weist einen parallel zum ersten Gehäuseteil 11 angeordneten Deckelbereich 29 und eine senkrecht zum Deckelbereich 29 angeordnete, umfangsseitig umlaufende, geschlossene Gehäusewand 30 auf. Auf der dem Einbauraum 13 zugewandten Innenseite der Gehäusewand 30 weist das zweite Gehäuseteil 12 für jedes Rasthakenelement 25 eine Aufnahme 31 mit einer Aufnahmegeometrie 32 auf. Die Aufnahme 31 ist insbesondere einstückig an dem zweiten Gehäuseteil 12 angeformt und weist beispielsweise eine Aufnahmegeometrie 32 in Form eines Schlitzes mit einem Fangtrichter für das Rasthakenelement 25 auf, derart, dass beim Gegeneinanderbewegen zwischen einem Rasthakenelement 25 und der Aufnahme 31 sich die Widerhakengeometrie 26 des Rasthakenelements 25 in der Aufnahmegeometrie 32 verkrallt und eine Bewegung in entgegengesetzter Richtung anschließend verhindert wird.
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Neben den in Überdeckung mit den Rasthakenelementen 25 angeordneten Aufnahmen 31 am zweiten Gehäuseteil 12 weist die Leiterplatte 15 für jedes Rasthakenelement 25, ebenfalls in Überdeckung mit dem Rasthakenelement 25 bzw. der Aufnahme 31, eine Durchgangsöffnung 33 auf. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass von der Gehäusewand 30 im Bereich der Aufnahmen 31 frei gestanzte Andrucklaschen 34 vorgesehen sind, die als Toleranzausgleich dienen und entsprechend der 2 die Leiterplatte 15 in der Ebene der Leiterplatte 15 innerhalb des Einbauraums 13 durch Einklemmen positionieren. Wie ferner anhand der 2 erkennbar ist, durchdringen im Einbauzustand die Rasthakenelemente 25 die Durchgangsöffnungen 33 der Leiterplatte 15 derart, dass die Leiterplatte 15 zwischen den beiden Gehäuseteilen 11, 12 in einer Ebene senkrecht zur Leiterplatte 15 fixiert ist.
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Die Fertigung des Steuergeräts 100 erfolgt dadurch, dass die Rasthakenelemente 25 aus ihrer ursprünglichen, in der Ebene des ersten Bauteils 11 befindlichen Richtung senkrecht in Richtung zum zweiten Gehäuseteil 12 umgebogen werden. Anschließend wird die Leiterplatte 15 mit ihren Durchgangsöffnungen 33 in die Rasthakenelemente 25 eingeschoben, und zuletzt wird das zweite Gehäuseteil 12 mit seinen Aufnahmen 31 auf die Rasthakenelemente 25 aufgeschoben bzw. eingepresst, derart, dass die feste Verbindung zwischen den Rasthakenelementen 25 und den Aufnahmen 31 in Form einer Rastverbindung hergestellt wird.
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Zusätzlich wird erwähnt, dass es vorgesehen sein kann, dass zwischen den beiden Gehäuseteilen 11, 12 ein umlaufendes Dichtelement, z.B. in Form einer Dichtung oder einer Dichtmasse angeordnet sein kann, die das Einbringen von Feuchtigkeit oder ähnliches in das Gehäuseinnere verhindert. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Leiterplatte 15 auf der dem ersten Gehäuseteil 11 bzw. dem Gehäuseboden 17 zugewandten Seite wärmeleitend mit dem Gehäuseboden 17 verbunden ist. Dies erfolgt, wie aus dem Stand der Technik an sich bekannt, beispielsweise durch eine Wärmeleitpaste oder ähnliches.
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In der 2 ist darüber hinaus in einem von den Randbereichen der Leiterplatte 15 beabstandeten Bereich ein zusätzliches (lediglich optional vorgesehenes) Rasthakenelement 25a erkennbar. Dieses kann beispielsweise der zusätzlichen Fixierung der Leiterplatte 15 zur Unterdrückung von Vibrationen, oder aber der Befestigung von Bauelementen innerhalb des Einbauraums 13 des Gehäuses 10 dienen.
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Das soweit beschriebene Gehäuse 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19811610 C1 [0002]
- DE 19829920 A1 [0003]
- DE 3743192 A1 [0004]
