DE10205816A1 - Housing for electrical device e.g. control circuitry in motor vehicle, has contact spring which makes contact with grounded surface of circuit board when device is assembled - Google Patents
Housing for electrical device e.g. control circuitry in motor vehicle, has contact spring which makes contact with grounded surface of circuit board when device is assembledInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein elektrisches Gerät, insbesondere ein elektronisches Steuer- oder Regelgerät für eine elektromechanische Anordnung, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. The invention relates to a housing for an electrical Device, especially an electronic control or Control device for an electromechanical arrangement, according to Preamble of the main claim.
Bei der Herstellung solcher Gehäuse für ein elektrisches Gerät, insbesondere zur Steuerung elektromechanischer Anordnungen, beispielsweise im Kraftfahrzeug, muss beachtet werden, dass oft sowohl eine dichte Verbindung der Gehäuseteile als auch eine gute elektromagnetische Abschirmung (EMV) für die Steuergeräteelektronik bei möglichst geringem Herstellungsaufwand erreichbar ist. In the manufacture of such housings for an electrical Device, in particular for controlling electromechanical Arrangements, for example in the motor vehicle, must be observed that often both a dense connection of the Housing parts as well as good electromagnetic shielding (EMC) for the control unit electronics if possible low manufacturing costs can be achieved.
Es ist bereits aus der DE-OS 39 37 190 ein elektrisches Gerät bekannt, bei dem die Steuergeräteelektronik für Komponenten eines Verbrennungsmotor in einem Gehäuse angeordnet ist, das im Bereich der Motoraggregate angebracht ist. Das zweiteilige Gehäuse aus Metall lässt sich für sich gesehen relativ gut elektromagnetisch abgeschirmt verschließen, wobei in das Gehäuse eine Anschlussvorrichtung für Verbindungsleitungen integriert ist über die die Spannungsversorgung und die Übertragung von Mess- und Steuersignalen möglich ist. It is already an electrical from DE-OS 39 37 190 Device known in which the control unit electronics for Components of an internal combustion engine in a housing is arranged in the area of the engine units is appropriate. The two-part housing made of metal can be relatively good electromagnetic per se close shielded, with a Connection device for connecting lines integrated is about the power supply and transmission of measurement and control signals is possible.
Aus der DE 42 43 180 A1 ist ein mehrteiliges Gehäuse für Steuergeräte bekannt, bei dem zur Erzielung einer ausreichenden Störstrahldichte und guter Wärmeableitung eine die Leistungsbauelemente und Steuerbauelemente tragende Leiterplatte mit einer umlaufenden Kaschierung aus elektrisch und wärmeleitendem Material versehen ist. Die Leiterplatte wird hier im Bereich dieser Kaschierungen, die miteinander elektrisch leitend verbunden sind, zwischen den Gehäusehälften eingespannt, wobei die Leistungsbauelemente wärmeleitend mit dieser Kaschierung kontaktiert sind. Störstrahlintensive oder -empfindliche Steuerelemente sind dabei von aus der Wand der Gehäuseteile vorstehenden Stutzen eingeschlossen. DE 42 43 180 A1 is a multi-part housing for Control units known in order to achieve a sufficient interference radiation density and good heat dissipation carrying the power components and control components PCB with an all-round lamination is electrically and thermally conductive material. The PCB is here in the area of these laminations, the are electrically connected to each other, between the housing halves clamped, the Power components are thermally contacted with this lamination are. Radiation-intensive or sensitive Control elements are from the wall of the housing parts protruding neck included.
Weiterhin ist es bekannt, dass bei einigen Steuergerätegehäusen durch den Einbau eines sogenannten Masseblechs die Öffnung für die Steckerleiste in der Anschlussvorrichtung des Gehäuses gegenüber hochfrequenter Störstrahlung abgedichtet wird. Damit entsteht trotz der Verwendung von nichtleitenden Werkstoffen für den Steckerleistenisolierkörper näherungsweise ein Faradayscher Käfig, durch den sowohl unerwünschte Einstrahlungen als auch Abstrahlungen wirksam unterdrückt werden können. Die Kontaktierung dieser Massebleche zur Steuergerätemasse erfordert allerdings Geometrien, die das Abdichten der Gehäuseteile sehr schwierig machen; der Prozess der Endmontage läuft hier als verdecktes Fügen ab. Furthermore, it is known that some Control unit housings through the installation of a so-called ground plate the opening for the power strip in the Connection device of the housing compared to high-frequency Interference radiation is sealed. This creates despite the Use of non-conductive materials for the Plug insulating body approximately a Faraday cage, through which both unwanted radiation as well Radiation can be effectively suppressed. The Contacting these ground plates to the control unit ground however, requires geometries that seal the Make housing parts very difficult; the process of Final assembly takes place here as concealed joining.
Es ist hier prinzipiell möglich, für Kontaktierung einer solchen zuvor beschriebenen EMV-Wand auf der Leiterplatte z. B. eine Klammerfeder vorzusehen, die per Reflowlötung als sogenanntes SMD-Baulement auf der Leiterplatte montiert wird. Hierbei ist es jedoch nachteilig, dass die eigentliche elektrische Kontaktierung dieser Klammerfeder mit der EMV-Wand bei der Endmontage des elektrischen Geräts verdeckt abläuft. In principle it is possible to contact one Such previously described EMC wall on the circuit board z. B. to provide a spring clip, the reflow soldering as a so-called SMD component on the circuit board is assembled. However, it is disadvantageous here that the actual electrical contacting of this spring clip with the EMC wall during final assembly of the electrical Device runs down concealed.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das eingangs beschriebene Gehäuse für ein elektrisches Gerät, insbesondere für eine Steuer- und/oder Regelanordnung in einem Kraftfahrzeug, mit mindestens einer im Gehäuse anordbaren elektronischen Schaltung auf einer Leiterplatte und mit einer nahezu störstrahlungssicheren Kammer ist in vorteilhafter Weise mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruchs 1 weitergebildet. Hierzu wird auf einfache Weise an der Wand einer sogenannten EMV- Kammer mindestens eine Kontaktfeder befestigt, die mit ihrem einen federnden Ende, bei der Montage des Geräts auf einer mit Masse verbundenen Kontaktfläche der Leiterplatte und/oder des Gehäuses zu liegen kommt. The housing for an electrical described above Device, especially for a control and / or Control arrangement in a motor vehicle, with at least one in Electronic circuit arranged on a housing PCB and with an almost interference-proof Chamber is advantageously with the features of Characterized of claim 1 further developed. This will in a simple way on the wall of a so-called EMC Chamber attached at least one contact spring with one resilient end when assembling the device on a contact surface of the PCB and / or the housing comes to rest.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine Kontaktfeder eine Schraubenfeder ist, die mit ihrem anderen Ende an einer stiftförmigen Ausbildung, vorzugsweise an einem kegeligen Dorn, der Wand oder in einer kegeligen Bohrung durch Federkraft oder andere Fügeverfahren (Schweißen, Löten) gehalten ist. Die Verwendung von einfachen Schraubenfedern senkt die Kosten gegenüber bisherigen Lösungen mit einer aufwendig zu biegenden Blechfeder erheblich. It is particularly advantageous if the at least one Contact spring is a coil spring that works with your other end on a pin-shaped formation, preferably on a conical mandrel, the wall or in a conical Drilling by spring force or other joining processes (Welding, soldering). The use of simple coil springs lowers the costs previous solutions with a complex to bend Sheet metal spring considerably.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind zwei voneinander unabhängige Kontaktfedern jeweils mit ihrem anderen Ende an der Wand gehalten und kommen jeweils mit ihrem einen federnden Ende an der Kontaktfläche der Leiterplatte oder am elektrisch leitenden Gehäuse zu liegen. In an advantageous embodiment of the invention are two independent contact springs each held at the other end on the wall and come each with one resilient end on the Contact surface of the circuit board or on the electrically conductive housing to lie.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kommt eine erste Kontaktfeder mit ihrem einen federnden Ende an der Kontaktfläche der Leiterplatte zu liegen und eine zweite Kontaktfeder geringeren Durchmessers ist an einer konzentrischen Fortsetzung der selben stiftförmigen Ausbildung mit verringertem Querschnitt oder in einer kegeligen Bohrung gehalten und kommt durch ein Loch in der Kontaktfläche auf der Leitplatte hindurch am Gehäuse zu liegen. According to another embodiment, a first comes Contact spring with its one resilient end on the Contact area of the circuit board to lie and a second Contact spring of smaller diameter is on one concentric continuation of the same pen-shaped training with reduced cross-section or in a tapered bore held and comes through a hole in the contact area to lie on the guide plate on the housing.
Durch die Verwendung von zwei Schraubenfedern, die nebeneinander oder koaxial angeordnet sind, ist es einfach möglich, auch den metallischen Gehäuseboden mit der Wand der EMV-Kammer und darüber mit der Leiterplatte elektrisch zu verbinden und somit den EMV-Schutz auf den gesamten Bauraum auf der Unterseite der Leiterplatte auszudehnen. By using two coil springs, the juxtaposed or coaxial, it's easy possible, also the metallic case back with the wall the EMC chamber and above it with the printed circuit board to connect electrically and thus the EMC protection to the total space on the underside of the circuit board expand.
Der Montagevorgang mit dem Zusammenfügen der Bauteile oder der Vormontagebaugruppen des erfindungsgemäßen Gehäuses ist insbesondere dadurch vereinfacht, dass der Fügevorgang der Schraubenfedern als Kontaktfedern am Gehäuseteil stattfindet und unabhängig von der Montage der Elektronik auf der Leiterplatte durchgeführt werden kann. Die so montierte Schraubenfeder ist daher noch vor der Montage der Elektronik einfach auf ihren richtigen Sitz hin prüfbar. Dadurch wird es möglich, die Schraubenfeder und Gehäuseteile als geprüfte Vormontagebaugruppe zur Endmontage anzuliefern und somit ein verdecktes, nicht prüfbares Fügen, vermieden wird, da nur noch ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. The assembly process with the assembly of the components or the pre-assembly modules of the invention Housing is particularly simplified in that the Joining process of the coil springs as contact springs on Housing part takes place and regardless of the assembly of the Electronics can be carried out on the circuit board. The coil spring thus assembled is therefore still in front of the Simply assemble the electronics in their correct position testable. This makes it possible to use the coil spring and housing parts as a tested pre-assembly module for Deliver final assembly and therefore a covert, not testable joining, is avoided because there is only one electrical contact is established.
Ausführungsbeispiele eines Gehäuses für ein elektrisches Gerät mit einer eingefügten Leiterplatte werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Embodiments of a housing for an electrical Devices with an inserted circuit board are based on the drawing explained. Show it:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Gehäuseteils mit einer zusätzlichen Gehäusewand zur Bildung einer störstrahlungsdichten EMV-Kammer und einer Schraubenfeder zur Massekontaktierung, Fig. 1 is a schematic view of a housing part with an additional housing wall to form a störstrahlungsdichten EMC chamber and a coil spring for ground contact,
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Gehäuseteils nach der Fig. 1 mit einer ersten Schraubenfeder zur Massekontaktierung der Leiterplatte und einer zweiten Schraubenfeder zur Massekontaktierung an einem Gehäuseteil und Fig. 2 is a schematic view of a housing part according to FIG. 1 with a first coil spring for ground contacting the circuit board and a second coil spring for ground contact on a housing part and
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Gehäuseteils nach der Fig. 1 mit zwei konzentrischen Schraubenfedern jeweils zur Massekontaktierung der Leiterplatte und zur Massekontaktierung an einem Gehäuseteil. Fig. 3 is a schematic view of a housing part according to FIG. 1 with two concentric coil springs each for ground contact of the circuit board and for ground contact on a housing part.
In Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 für ein elektrisches Steuergerät gezeigt, das ein Gehäuseteil 2 beispielsweise aus Aluminiumguss oder einem anderen elektrisch leitfähigem Material aufweist. In Fig. 1, a housing 1 is shown for an electric control unit which comprises a housing part 2, for example made of cast aluminum or other electrically conductive material.
Am Gehäuse 1 und somit auch am Gehäuseteil 2 kann in einer entsprechenden Ausformung eine Gehäusewand 3 angeordnet werden, die beim Urformen des Gehäuseteils 2 mitgegossen werden kann und die Aufgabe hat, z. B. eine Anschlussvorrichtung in Form eines hier nicht sichtbaren Steckerteils, welches Steckkontakte für die Spannungsversorgung oder zur Kontaktierung von Signalleitungen für das Steuergerät aufweist, so abzuschließen, dass ein sogenannter Faradayscher Käfig entstehen kann. On the housing 1 and thus also on the housing part 2 , a housing wall 3 can be arranged in a corresponding formation, which can be cast during the original shaping of the housing part 2 and has the task, for. B. to complete a connection device in the form of a plug part (not visible here), which has plug contacts for the voltage supply or for contacting signal lines for the control device, in such a way that a so-called Faraday cage can arise.
An der Wand 3 ist ein kegeliger Dorn 4 als eine stiftförmige Ausbildung vorhanden, auf den eine Schraubenfeder 5so aufgesteckt ist, dass die Feder etwas aufgeweitet wird und aufgrund der dadurch auftretenden elastischen Klemmung sich selbst hält. Sobald der Durchmesser des kegeligen Dorns kleiner wird als der Innendurchmesser der Schraubenfeder 4, ist ein elastisches Federn möglich. Durch den Dorn 4 wird aber auch in diesem Bereich eine Führung der Schraubenfeder 5 gewährleistet. On the wall 3 there is a tapered mandrel 4 in the form of a pin, onto which a helical spring 5 is placed in such a way that the spring is expanded somewhat and holds itself due to the elastic clamping that occurs as a result. As soon as the diameter of the conical mandrel becomes smaller than the inside diameter of the coil spring 4 , elastic springing is possible. The mandrel 4 also ensures that the helical spring 5 is guided in this area.
Auf einer Leiterplatte 6 ist eine Kontaktfläche 7 vorhanden, über die eine Masseverbindung zu der Elektronik auf der Leiterplatte 6 hergestellt werden soll. A contact surface 7 is provided on a printed circuit board 6 , via which a ground connection to the electronics on the printed circuit board 6 is to be established.
Vor der Endmontage des elektrischen Geräts mit dem Zusammenfügen der Bauteile oder der Vormontagebaugruppen kann die so montierte Schraubenfeder 5 daher noch vor der Montage der Elektronik einfach auf ihren richtigen Sitz hin überprüft werden, wodurch eine geprüfte Vormontagebaugruppe zur Endmontage bereitgestellt ist. Before the final assembly of the electrical device with the assembly of the components or the preassembly modules, the coil spring 5 thus assembled can therefore simply be checked for its correct fit before the electronics are assembled, as a result of which a tested preassembly module is provided for the final assembly.
Aus Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel zu entnehmen, bei dem zur gleichzeitigen Kontaktierung der Leiterplatte 6 und eines elektrisch leitenden Gehäusebodens 8 mit der EMV-Wand 3 die Schraubenfeder 5 als erste Schraubenfeder zur Kontaktierung der Leiterplatte 6 und eine zweite Schraubenfeder 9 zur Kontaktierung des Gehäusebodens 8 herangezogen wird. Die zweite Schraubenfeder 9 kann hierbei im Prinzip identisch zu der ersten Schraubenfeder 5 aufgebaut werden; sie ist lediglich durch ein entsprechendes Loch 10 in der Leiterplatte 6 zum Gehäuseboden 8 hin geführt. From Fig. 2, an embodiment can be seen, wherein for the simultaneous contacting of circuit board 6 and an electrically conductive housing bottom 8 with the EMC wall 3, the coil spring 5 as a first coil spring for contacting the printed circuit board 6 and a second coil spring 9 for making contact with the housing floor 8 is used. In principle, the second coil spring 9 can be constructed identically to the first coil spring 5 ; it is only led through a corresponding hole 10 in the circuit board 6 to the housing base 8 .
Bei einem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Schraubenfedern 5 und 11 mit unterschiedlichen Durchmessern in Verbindung mit einem gestuften Dorn 12 vorhanden. Hier kommt die erste Schraubenfeder 5 mit ihrem einen federnden Ende an einer Kontaktfläche 13 der Leiterplatte 6 zu liegen. In an exemplary embodiment shown in FIG. 3, two helical springs 5 and 11 with different diameters are present in connection with a stepped mandrel 12 . Here the first coil spring 5 comes to rest with its one resilient end on a contact surface 13 of the printed circuit board 6 .
Die zweite Schraubenfeder 11 mit einem geringeren Durchmesser ist an einer konzentrischen Fortsetzung des kegeleigen gestuften Dorns 12 mit entsprechend geringerem Querschnitt gehalten und kommt durch ein Loch in der Kontaktfläche 13 auf der Leitplatte 6 hindurch am Gehäuseboden 8 zu liegen. Hierbei kann somit die mechanische Führung der kleineren Schraubenfeder 11 durch einen separaten Dorn entfallen. The second coil spring 11 with a smaller diameter is held on a concentric continuation of the cone-stepped mandrel 12 with a correspondingly smaller cross section and comes to rest on the housing base 8 through a hole in the contact surface 13 on the guide plate 6 . The mechanical guidance of the smaller coil spring 11 by a separate mandrel can thus be omitted.
Claims (7)
mindestens einer im überwiegend aus elektrisch leitenden Werkstoffen hergestellten Gehäuse (1) anordbaren elektronischen Schaltung auf einer Leiterplatte (6) und mit
mindestens einer am Gehäuse (1) gehaltenen Wand (3), mit der nach dem Zusammenfügen der Gehäuseteile (2) eine nahezu störstrahlungssichere Kammer gebildet ist und die mit dem Masseanschluss der Leiterplatte kontaktiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass
an der Wand (3) mindestens eine Kontaktfeder (5; 9; 11) befestigt ist, die mit ihrem einen federnden Ende, die bei der Montage des Geräts auf einer mit Masse verbundenen Kontaktfläche (7; 13) der Leiterplatte (6) und/oder des Gehäuses (8) zu liegen kommt. 1. Housing for an electrical device, with
at least one electronic circuit which can be arranged in a housing ( 1 ), which is predominantly made of electrically conductive materials, on a circuit board ( 6 ) and with
at least one wall ( 3 ) held on the housing ( 1 ), with which an almost interference-proof chamber is formed after the housing parts ( 2 ) have been joined and which is in contact with the ground connection of the printed circuit board, characterized in that
on the wall ( 3 ) at least one contact spring ( 5 ; 9 ; 11 ) is fastened, which has one resilient end, which, when the device is mounted on a contact surface ( 7 ; 13 ) of the printed circuit board ( 6 ) and / or the housing ( 8 ) comes to rest.
eine erste Kontaktfeder (5) jeweils mit ihrem anderen Ende an einer stiftförmigen Ausbildung (12) der Wand (3) oder in einer kegeligen Bohrung gehalten ist und mit ihrem einen federnden Ende an der Kontaktfläche (13) der Leiterplatte (6) zu liegen kommt und dass
eine zweite Kontaktfeder (11) geringeren Durchmessers an einer konzentrischen Fortsetzung der einen stiftförmigen Ausbildung (12) mit geringerem Querschnitt gehalten ist und durch ein Loch in der Kontaktfläche (13) auf der Leitplatte (6) hindurchragt und am Gehäuse (8) zu liegen kommt. 4. Housing according to one of claims 1 or 2, characterized in that
a first contact spring ( 5 ) is held at its other end on a pin-shaped configuration ( 12 ) of the wall ( 3 ) or in a conical bore and with its resilient end comes to rest on the contact surface ( 13 ) of the printed circuit board ( 6 ) and that
a second contact spring ( 11 ) of smaller diameter is held on a concentric continuation of a pin-shaped design ( 12 ) with a smaller cross-section and projects through a hole in the contact surface ( 13 ) on the guide plate ( 6 ) and comes to rest on the housing ( 8 ) ,
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