DE102022213518A1 - Control unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät (10), mit wenigstens zwei, in einem Innenraum (22) eines Gehäuses (12) angeordneten Leiterplatten (24, 26), wobei die Leiterplatten (24, 26) mittels eines ein Steckerelement (32) und ein Buchsenelement (34) aufweisenden Verbindungssteckers (30) elektrisch miteinander kontaktiert sind, wobei die beiden Leiterplatten (24, 26) mechanisch fixiert mit dem Gehäuse (12) verbunden sind, und wobei die mechanische Fixierung ohne separate mechanische Befestigungselemente mittels der elektrischen Kontaktierung der Leiterplatten (24, 26) dienenden Einpresspins (36, 38, 40) erfolgt.The invention relates to a control device (10) with at least two circuit boards (24, 26) arranged in an interior space (22) of a housing (12), wherein the circuit boards (24, 26) are electrically contacted with one another by means of a connecting plug (30) having a plug element (32) and a socket element (34), wherein the two circuit boards (24, 26) are mechanically fixed to the housing (12), and wherein the mechanical fixing takes place without separate mechanical fastening elements by means of press-in pins (36, 38, 40) serving to electrically contact the circuit boards (24, 26).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, bei dem zwei Leiterplatten mittels eines Verbindungssteckers miteinander verbunden sind, wobei die beiden Leiterplatten in vorteilhafter Art und Weise mechanisch in dem Gehäuse des Steuergeräts gelagert sowie elektrisch kontaktiert sind.The invention relates to a control device in which two circuit boards are connected to one another by means of a connecting plug, wherein the two circuit boards are advantageously mechanically mounted in the housing of the control device and electrically contacted.
Stand der TechnikState of the art
Zur Verbindung zweier Leiterplatten auf einander zugewandten Seiten der Leiterplatten ist es bekannt, sogenannte B2B (Board-to-Board)-Verbindungsstecker einzusetzen. Dabei wird ein Buchsenelement des Verbindungssteckers mit der einen Leiterplatte, und ein Steckerelement des Verbindungssteckers mit der anderen Leiterplatte verbunden. Im verbundenen Zustand der beiden Leiterplatten sind diese parallel zueinander angeordnet. Um diese Anordnung innerhalb des Gehäuses eines Steuergeräts mechanisch zu fixieren ist es darüber hinaus bekannt, beispielsweise zwischen den beiden Leiterplatten Buchsen o.ä. Distanzelemente zu verwenden und mittels Befestigungsschrauben, die die Buchsen in Längsrichtung durchsetzen, zum Beispiel mit einem Gehäuseboden des Steuergeräts zu verbinden. Die Buchsen bzw. Befestigungsschrauben erfordern einerseits einen zusätzlichen Montageaufwand, und benötigen andererseits einen zusätzlichen Platzbedarf auf der Leiterplatte bzw. im Gehäuse des Steuergeräts.To connect two circuit boards on sides of the circuit boards facing each other, it is known to use so-called B2B (board-to-board) connectors. In this case, a socket element of the connector is connected to one circuit board and a plug element of the connector is connected to the other circuit board. When the two circuit boards are connected, they are arranged parallel to each other. In order to mechanically fix this arrangement within the housing of a control unit, it is also known to use sockets or similar spacers between the two circuit boards and to connect them to a housing base of the control unit, for example, using fastening screws that pass through the sockets lengthways. The sockets or fastening screws require additional assembly effort on the one hand, and on the other hand they require additional space on the circuit board or in the housing of the control unit.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die einer elektrischen Kontaktierung wenigstens einer der beiden Leiterplatten dienenden Einpresspins, welche über Einpressverbindungen mit der wenigstens einen Leiterplatte verbunden sind, gleichzeitig der Lagerung bzw. Positionierung der Leiterplatten in dem Gehäuse dienen. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass auf die beim Stand der Technik üblicherweise verwendeten (mechanischen) Verbindungselemente, wie Buchsen, Befestigungsschrauben o.ä. Elemente verzichtet werden kann. Dadurch können die Baugröße des Steuergeräts sowie der Montageaufwand reduziert werden.The control device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the press-in pins used for electrical contact with at least one of the two circuit boards, which are connected to the at least one circuit board via press-in connections, simultaneously serve to store or position the circuit boards in the housing. In other words, this means that the (mechanical) connecting elements usually used in the prior art, such as bushings, fastening screws or similar elements, can be dispensed with. This allows the size of the control device and the assembly effort to be reduced.
Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen ist es daher bei einem erfindungsgemäßen Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen, dass wenigstens zwei, in einem Innenraum eines Gehäuses des Steuergeräts angeordnete Leiterplatten vorhanden sind, wobei die Leiterplatten mittels eines ein Steckerelement und ein Buchsenelement aufweisenden Verbindungssteckers elektrisch miteinander kontaktiert sind, wobei die beiden Leiterplatten mechanisch fixiert mit dem Gehäuse verbunden sind, und wobei die mechanische Fixierung ohne separate mechanische Befestigungselemente mittels der elektrischen Kontaktierung der Leiterplatten dienenden Einpresspins erfolgt, die mit einem ersten axialen Endbereich in Einpressöffnungen der Leiterplatten eingreifen, und die mit einem vom ersten axialen Endbereich beabstandeten Abschnitt am Gehäuse fixiert aufgenommen sind.Against the background of the above explanations, it is therefore provided in a control device according to the invention with the features of claim 1 that at least two circuit boards are arranged in an interior of a housing of the control device, wherein the circuit boards are electrically contacted with one another by means of a connector having a plug element and a socket element, wherein the two circuit boards are mechanically fixedly connected to the housing, and wherein the mechanical fixing takes place without separate mechanical fastening elements by means of press-in pins which serve to electrically contact the circuit boards, which engage with a first axial end region in press-in openings in the circuit boards, and which are fixedly received on the housing with a section spaced apart from the first axial end region.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Steuergeräts sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous further developments of the control device according to the invention are listed in the subclaims.
Um einerseits die Bauhöhe des Gehäuses des Steuergeräts möglichst gering zu halten bzw. eine möglichst kompakte und kinematisch vorteilhafte Anordnung der beiden Leiterplatten in dem Gehäuse zu ermöglichen, ist es bevorzugt vorgesehen, dass die beiden Leiterplatten parallel zueinander angeordnet sind, und dass das Steckerelement und das Buchsenelement des Verbindungssteckers auf einander zugewandten Seiten der Leiterplatten angeordnet sind, vorzugsweise in einem in Bezug auf die Fläche der jeweiligen Leiterplatte zentralen Bereich.In order to keep the height of the housing of the control unit as low as possible and to enable the two circuit boards to be arranged in the housing in the most compact and kinematically advantageous way possible, it is preferably provided that the two circuit boards are arranged parallel to one another and that the plug element and the socket element of the connector are arranged on sides of the circuit boards facing one another, preferably in a central area with respect to the surface of the respective circuit board.
Zusätzlich kann es zur Fixierung der Leiterplatte in dem Gehäuse vorgesehen sein, dass ein insbesondere im Bereich eines wärmeerzeugenden Bauteils vorgesehener Wärmeleitkleber o.ä. Kleber zwischen der Leiterplatte und einem Gehäuseelement des Gehäuses vorgesehen ist. Auch hier erfüllt der Wärmeleitkleber o.ä. Kleber zusätzlich zu seiner thermischen Funktion die Aufgabe, eine mechanische Fixierung der betreffenden Leiterplatte zu realisieren.In addition, to fix the circuit board in the housing, a thermally conductive adhesive or similar adhesive, particularly in the area of a heat-generating component, can be provided between the circuit board and a housing element of the housing. Here too, the thermally conductive adhesive or similar adhesive fulfills the task of mechanically fixing the circuit board in question in addition to its thermal function.
Zur weiteren Positionierung der Leiterplatten bzw. der Vermeidung von unerwünschten (Kipp-) Bewegungen der Leiterplatten sowie zur Vereinfachung des Montagevorgangs der Leiterplatten in dem Gehäuse kann es vorgesehen sein, dass innerhalb des Gehäuses zusätzlich wenigstens ein Abstützelement zur Abstützung einer Leiterplatte in einer senkrecht zur Ebene der Leiterplatte verlaufenden Richtung vorgesehen ist.For further positioning of the circuit boards or to avoid undesirable (tilting) movements of the circuit boards and to simplify the assembly process of the circuit boards in the housing, it can be provided that at least one support element is additionally provided within the housing for supporting a circuit board in a direction perpendicular to the plane of the circuit board.
Bevorzugt ist es darüber hinaus, dass das Gehäuse einen der elektrischen Kontaktierung des Steuergeräts dienenden, aus Kunststoff bestehenden und im Spritzgussverfahren hergestellten Steckerkörper aufweist, und dass die Einpresspins in dem von dem ersten axialen Abschnitt beabstandeten Abschnitt vom Material des Steckerkörpers umspritzt sind. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass der der elektrischen Kontaktierung dienende, Steckerfahnen und auf der Seite der Leiterplatte die Einpresspin aufweisende Steckerkörper nach dessen Fertigung beispielsweise mit einer oder beiden Leiterplatten elektrisch kontaktiert wird und die Leiterplatte(n) alleine bzw. im Zusammenhang mit einem Wärmeleitkleber anschließend mit dem restlichen Gehäuse montiert werden.It is also preferred that the housing has a plug body made of plastic and produced by injection molding, which serves to make electrical contact with the control unit, and that the press-in pins are molded from the material of the plug body in the section spaced apart from the first axial section. In other words, this means that the plug lugs used for making electrical contact and the insertion on the side of the circuit board After its manufacture, the connector body with a presspin is electrically contacted with one or both circuit boards, for example, and the circuit board(s) are then mounted with the rest of the housing alone or in conjunction with a thermally conductive adhesive.
Auch kann es vorgesehen sein, dass ein Einpresspin eine Durchgangsöffnung in einer Leiterplatte durchquert. Dadurch ist es möglich, auch eine Leiterplatte mechanisch zu fixieren, die auf der dem Steckerkörper abgewandten Seite der anderen Leiterplatte bzw. in einem relativ großen Abstand zum Steckeranschlusskörper angeordnet ist.It can also be provided that a press-in pin passes through a through hole in a circuit board. This makes it possible to mechanically fix a circuit board that is arranged on the side of the other circuit board facing away from the plug body or at a relatively large distance from the plug connection body.
Bevorzugt ist es, wenn die Verbindungsstecker als B2B-Verbindungsstecker ausgebildet sind. Derartige B2B-Verbindungsstecker haben den Vorteil, dass sie in der Ebene der Leiterplatten zum Toleranzausgleich schwingend angeordnet sein können.It is preferred if the connectors are designed as B2B connectors. Such B2B connectors have the advantage that they can be arranged in a swinging manner in the plane of the circuit boards to compensate for tolerances.
Bevorzugt ist es darüber hinaus, wenn das Gehäuse einen topfförmigen Gehäuseboden und einen Gehäusedeckel aufweist, die den Innenraum des Gehäuses begrenzen.It is further preferred if the housing has a pot-shaped housing base and a housing cover which delimit the interior of the housing.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention and from the drawing.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
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Die
1 zeigt einen stark vereinfachten Längsschnitt durch ein Steuergerät, in dem zwei parallel zueinander angeordnete, und mittels eines Verbindungssteckers miteinander elektrisch kontaktierte Leiterplatten angeordnet sind.The1 shows a highly simplified longitudinal section through a control unit in which two circuit boards are arranged parallel to each other and electrically contacted with each other by means of a connecting plug.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In der
Zur elektrischen Kontaktierung des Steuergeräts 10 weist dessen Gehäuse 12 im Bereich des Gehäusedeckels 16 beispielhaft drei monolithisch mit dem Gehäusedeckel 16 ausgebildete Steckerkörper 18 bis 20 auf, die vorzugsweise durch einen gemeinsamen Herstellprozess zusammen mit dem restlichen Gehäusedeckel 16 im Spritzgussverfahren hergestellt sind. Die Steckerkörper 18 bis 20 dienen der elektrischen Kontaktierung des Steuergeräts 10, insbesondere mit fahrzeugseitigen Gegensteckern. Die Verbindung zwischen dem Gehäuseunterteil 14 und dem Gehäusedeckel 16 erfolgt auf an sich bekannte Art und Weise, beispielsweise durch Schrauben, durch Schnappverschlüsse o.ä., wobei es bevorzugt vorgesehen ist, dass der von dem Gehäuse 12 begrenzte Innenraum 22 des Gehäuses 12 mediendicht verschlossen ist.For electrical contacting of the
Innerhalb des Innenraums 22 sind zwei, als Schaltungsträger für im Einzelnen nicht dargestellte elektronische Schaltungen dienende Leiterplatten 24, 26 angeordnet. Die Anordnung der Leiterplatten 24, 26 in dem Gehäuse 12 ist derart, dass diese parallel zueinander und parallel zum Gehäusedeckel 16 bzw. zum Gehäuseunterteil 14 angeordnet sind. Die beiden Leiterplatten 24, 26 sind darüber hinaus auf einander zugewandten Seiten, vorzugsweise in einem in etwa zentralen Bereich der beiden Leiterplatten 24, 26, durch einen Verbindungsstecker 30 miteinander elektrisch kontaktiert. Der Verbindungsstecker 30 ist bevorzugt als sogenannter B2B-Verbindungsstecker 31 ausgebildet. Hierzu weist der Verbindungsstecker 30 ein mit der einen Leiterplatte 24 verbundenes Steckerelement 32 auf, das mit einem Buchsenelement 34 des Verbindungssteckers 30 an der anderen Leiterplatte 26 verbunden ist.Arranged within the
Wesentlich ist darüber hinaus, dass die beiden Leiterplatten 24, 26 innerhalb des Innenraums 22 des Gehäuses 12 in horizontaler und vertikaler Richtung fixiert angeordnet sind. Hierzu dient beispielhaft eine Vielzahl von der elektrischen Verbindung dienenden Einpresspins 36, 38 und 40. Die Einpresspins 36, 38 und 40 weisen einen ersten axialen Endbereich 42 auf, der dazu ausgebildet ist, in im Detail nicht dargestellte, elektrisch leitende Durchgangsöffnungen bzw. Durchgangsbohrungen der Leiterplatten 24, 26 eingepresst zu werden. Zumindest die Einpresspins 36, 38 sind darüber hinaus Bestandteil der Steckerkörper 18 bis 20. Dabei sind die Einpresspins 36, 38 in von den ersten axialen Endbereichen 42 beabstandeten Abschnitten von dem Material der Steckerkörper 18 bis 20 umspritzt. Im Bereich der Steckerkörper 18 bis 20 sind die Einpresspins 36 und 38 in Form von Steckerfahnen zur Kontaktierung mit den erwähnten Gegensteckern ausgebildet.It is also essential that the two
Beispielhaft sind darüber hinaus die Steckerpins 36, 38 und 40 alle parallel zueinander angeordnet. Weiterhin weist die in der Zeichnungsebene der
Die Steckerpins 40 sind darüber hinaus neben ihrer Verbindung mit der unteren Leiterplatte 24 mit einem als separatem Bauteil ausgebildeten Kunststoffmodul 45 verbunden und von dessen Material bereichsweise umspritzt. Das Kunststoffmodul 45 ist an der Außenseite des Gehäuseunterteils 14 auf der dem Gehäusedeckel 16 abgewandten Seite angeordnet bzw. an dem Gehäuseunterteil 14 befestigt. Um eine mechanische Verbindung der Steckerpins 40 mit der unteren Leiterplatte 24 zu ermöglichen, weist das Gehäuseunterteil 14 im Bereich der Steckerpins 40 zusätzliche Durchgangsöffnungen 46 auf. Das Kunststoffmodul 45 kann als Motorkontaktmodul zur elektrischen Ansteuerung eines nicht dargestellten Elektromotors dienen bzw. ausgebildet sein.In addition to their connection to the
Zusätzlich zur (mechanischen) Verbindung der Leiterplatten 24, 26 über die Steckerpins 36, 38 und 40 sind auch stoffschlüssige Verbindungen zur mechanischen Fixierung bzw. Befestigung der Leiterplatten 24, 26 vorgesehen. Diese stoffschlüssigen Verbindungen umfassen beispielhaft einen Wärmeleitkleber 48 zwischen der (oberen) Leiterplatte 26 und dem Gehäusedeckel 16 sowie zwischen der unteren Leiterplatte 24 und dem Gehäuseunterteil 14. Die Verwendung von Wärmeleitkleber 48 hat darüber hinaus den Vorteil, dass nicht nur eine stoffschlüssige Verbindung bzw. mechanische Fixierung der jeweiligen Leiterplatte 24, 26 in dem Gehäuse 12 ermöglicht wird, sondern dass darüber hinaus wärmeerzeugende Bauelemente, insbesondere Leistungsbauelemente, effektiv gekühlt werden können, indem die Wärme über den Wärmeleitkleber 48 in das Gehäuse 12 eingeleitet wird.In addition to the (mechanical) connection of the
Zuletzt kann es vorgesehen sein, dass zur Positionierung der Leiterplatten 24, 26 innerhalb des Gehäuses 12 zusätzliche Elemente 50, beispielsweise ein Abstützpin 52 vorgesehen ist. Dieser Abstützpin 52 kann entweder monolithisch bzw. einstückig mit dem Gehäuse 12, beispielhaft mit dem Gehäusedeckel 16 ausgebildet sein, oder aber durch ein zusätzliches bzw. separates Bauteil ausgebildet sein. Beispielhaft ist in der
Das soweit beschriebene Steuergerät 10 bzw. die Verbindungsanordnung zu den Leiterplatten 24 und 26 und dem Gehäuse 12 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The
Claims (9)
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