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Die
Erfindung betrifft ein Schaltungsmodul mit einem eine Öffnung aufweisenden
Gehäusegrundkörper und
einem im Gehäusegrundkörper angeordneten
und eine Bestückungsseite
aufweisenden Schaltungsträger
sowie mit einer an der Öffnung des
Gehäusegrundkörpers angebrachten,
mit einem Kontaktelement versehenen Abdeckung.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Schaltungsmoduls.
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Derartige
Schaltungsmodule sind allgemein bekannt und werden in der Automobilindustrie
zur Aufnahme von Getriebe- und Motorsteuerungen verwendet. Die bekannten
Schaltungsmodule werden nach Möglichkeit
so konstruiert, dass sie die auf dem Schaltungsträger angeordnete
elektronische Getriebe- oder Motorsteuerung von der schmutz- und
vibrationsbelasteten Umgebung abschirmen. Üblicherweise wird daher die
elektronische Getriebe- oder Motorsteuerung auf einer als Schaltungsträger dienenden Leiterplatte
aufgebaut und die Leiterplatte in den Gehäusegrundkörper eingebracht.
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Die
Durchführung
der als Kontaktelemente dienenden Stecker durch die Wand des Schaltungsmoduls
ist besonders kritisch, da trotz der hohen Vibrationsbelastung keine
undichten Stellen entstehen sollen. Gleichzeitig soll die Steckerdurchführung einfach
montierbar und möglichst
kostengünstig
herstellbar sein. Insbesondere im rechten Winkel zur Bestückungsseite
der Leiterplatte ausgerichtete Stecker sollen ebenso einfach montierbar
sein wie parallel zur Leiterplatte ausgerichtete Stecker.
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Aus
der Druckschrift
DE
197 05 173 A1 ist ein elektrisches Gerät mit einem becherförmigen Gehäuse zur
Aufnahme eines Schaltungsträgers
bekannt, das durch ein Verschlussteil an einer Stirnseite des Gehäuses verschlossen
ist. Ein Steckerteil ist dabei rechtwinklig zu einer Breitseite
des Schaltungsträgers
gerichtet und über
einem Randbereich dieser Breitseite angeordnet. Steckerteil und
Verschlussteil sind einstückig
ausgebildet.
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Aus
der Druckschrift
DE
197 22 602 A1 ist ein Gehäuse zur Aufnahme einer Leiterplatte
bekannt, des aus einem im Querschnitt im Wesentlichen kastenförmigen Strangpressprofil
besteht. Zumindest eine der Seiten ist relativ zur Grundseite und/oder
zur gegenüberliegenden
Seite aufweitbar.
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Ein
weiteres bekanntes Gehäuse
zur Aufnahme einer Leiterplatte (
DE 101 09 584 A1 ) weist eine abgeschrägte Einführungsöffnung auf,
an der eine mit einem Kontaktelement versehene Abdeckung angebracht
ist.
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Schließlich ist
aus der Druckschrift
DE
44 29 983 C1 ein weiteres Gehäuse bekannt, das eine abgeschrägte Öffnung aufweist,
an der eine Abdeckung vorgesehen ist, die ein Kontaktelement aufweist.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Schaltungsmodul mit einer einfach und flexibel montierbaren
Durchführung
von Kontaktelementen zu schaffen. Der Erfindung liegt ferner die
Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.
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Diese
Aufgaben werden durch ein Schaltungsmodul und ein Verfahren mit
den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
In davon abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.
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Das
Schaltungsmodul weist einen Gehäusegrundkörper auf,
durch dessen Öffnung
der Schaltungsträger
in den Gehäusegrundkörper eingebracht werden
kann. Diese Öffnung
ist durch einen Einzug der eine Bestückungsseite des Schaltungsträgers überdeckenden
Wand des Gehäusegrundkörpers derart
erweitert, dass auch ein senkrecht auf der Leiterplatte stehendes
Kontaktelement bei eingebrachter Leiterplatte im Bereich des Einzugs
angeordnet werden kann. Dadurch ist es möglich, ein im rechten Winkel
zur Bestückungsseite
des Schaltungsträgers ausgerichtetes
Kontaktelement im Bereich der ohnehin vorhandenen Öffnung zum
Einführen
des Schaltungsträgers
unterzubringen. Daneben kann auch ein parallel zum Schaltungsträger ausgerichtetes Kontaktelement
im Bereich der Öffnung
angeordnet werden, ohne dass zusätzliche Öffnungen
erforderlich sind, die durch separate Stanz- oder Fräsvorgänge in den
Gehäusegrundkörper eingebracht
werden müssen.
Im Vergleich zum Stand der Technik können daher zusätzliche
Fertigungsschritte eingespart werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Abdeckung über
das Kontaktelement am Schaltungsträger befestigt. Dies bietet
den Vorteil, dass die Abdeckung zusammen mit dem Kontaktelement
vor dem Einschieben des Schaltungsträgers in den Gehäusegrundkörper am
Schaltungsträger
befestigt werden kann und dass die von Schaltungsträger, Kontaktelement
und Abdeckung gebildete Einheit in einem Arbeitsgang in den Gehäusegrundkörper eingeschoben
werden kann, wobei die Abdeckung passgenau auf der Öffnung des
Gehäusegrundkörpers zu
liegen kommt.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird der Gehäusegrundkörper durch
Abteilen eines Hohlprofils entlang einer zur Längsachse des Hohlprofils geneigten
Trennfläche
hergestellt.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann der Einzug der Wand des Gehäusegrundkörpers in
einem Arbeitsgang ausgebildet werden, da die sich ergebende Öffnung des
Gehäusegrundkörpers die
Bestückungsseite
des Schaltungsträgers
teilweise freilegt. Es ist daher ohne weiteres möglich, auf dem Schaltungsträger ein
im rechten Winkel zur Bestückungsseite
ausgerichtetes Kontaktelement vorzusehen. Insbesondere ist es möglich, einen
im rechten Winkel zur Bestückungsseite
einer Leiterplatte ausgerichteten Steckerabgang einzurichten.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnung im Einzelnen erläutert werden.
Es zeigen:
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1 eine Explosionsansicht
eines Schaltungsmoduls;
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2 eine perspektivische Ansicht
des Schaltungsmoduls aus 1;
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3 eine Seitenansicht des
Schaltungsmoduls aus den 1 und 2;
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4 eine Längsschnittansicht des Schaltungsmoduls
aus den 1 bis 3;
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5A und 5B Querschnittsansichten eines abgewandelten
Schaltungsmoduls;
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6A und 6B Querschnittsansichten eines weiteren
abgewandelten Schaltungsmoduls;
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7 eine perspektivische Ansicht
einer abgewandelten Ausführungsform
eines Schaltungsmoduls; und
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8 eine perspektivische Ansicht
einer abgewandelten Ausführungsform
des Schaltungsmoduls.
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1 zeigt ein Schaltungsmodul 1,
das einen Gehäusegrundkörper 2 aufweist.
Der Gehäusegrundkörper 2 ist
aus einem 1anggestreckten Hohlprofil hergestellt und weist eine
vordere Öffnung 3 und
eine hintere Öffnung 4 auf.
Das Querschnittsprofil des Gehäusegrundkörpers 2 ist
so gestaltet, dass eine mit Bauelementen 5 bestückte Leiterplatte 6 auf Schultern 7 des
Gehäusegrundkörpers 2 in
den Gehäusegrundkörper 2 eingeschoben
werden kann. Über
den Schultern 7 sind gekapselte Führungsnuten 8 vorgesehen,
in die Federleisten 9 eingebracht werden können. Zum
Schließen
der vorderen Öffnung 3 ist
eine Abdeckung 10 vorgesehen, an der ein Stecker 11 ausgebildet
ist. Der Stecker 11 ist dabei so ausgerichtet, dass Kontaktstifte 12 des
Steckers 11 im rechten Winkel auf einer oberen Bestückungsseite 13 der
Leiterplatte 6 stehen.
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Es
sei angemerkt, dass die Leiterplatte 6 nicht nur auf der
oberen Bestückungsseite 13 mit Bauelementen 5 bestückt werden
kann, sondern dass das Querschnittsprofil des Gehäusegrundkörpers 2 auch
eine Bestückung
der Leiterplatte 6 auf einer unteren Bestückungsseite 14 zulässt.
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Zum
Verschließen
der hinteren Öffnung 4 ist eine
hintere Abdeckung 15 vorgesehen. Sowohl die vordere Abdeckung 10 als
auch die hintere Abdeckung 15 können mit Schrauben 16 am
Gehäusegrundkörper 2 befestigt
werden.
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Zur
Montage des Schaltungsmoduls 1 wird zunächst die vordere Abdeckung 10 mit
Hilfe der Kontaktstifte 12 an der Leiterplatte 6 angebracht.
Außerdem
werden die Federleisten 9 an der Abdeckung 10 befestigt
und die von vorderer Abdeckung 10, Federleisten 9 und
der Leiterplatte 6 gebildete Einheit in den Gehäusegrundkörper 2 eingeschoben.
Die Federleisten 9 werden dabei in die Führungsnuten 8 eingebracht.
Anschließend
wird die hintere Öffnung 4 mit
der Abdeckung 15 verschlossen. Dabei wird die Federleiste 9 in
Längsrichtung
komprimiert und Federringe 17 in Querrichtung so weit gespreizt,
dass die von den Führungsnuten 8 gehaltenen
Federringe 17 eine auf die Leiterplatte 6 einwirkende
Federkraft erzeugen. Durch diese Federkraft wird die Leiterplatte 6 im
Gehäusegrundkörper 2 fixiert.
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Daneben
ist es auch möglich,
die Federleisten 9 getrennt von der Leiterplatte 6 in
den Gehäusegrundkörper 2 einzubringen.
Insbesondere ist es möglich,
die Federleisten 9 auch durch die hintere Öffnung 4 in
den Gehäusegrundkörper 2 einzuführen.
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Grundsätzlich ist
es auch möglich,
den Stecker 11 erst nach dem Einbringen der Leiterplatte 6 in den
Gehäusegrundkörper 2 an
der Leiterplatte 6 zu befestigen.
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Ferner
sei angemerkt, dass es sich bei der Federleiste 9 auch
um eine Zugfeder handeln kann. Die Zugfedern können beim Einbringen in die
Führungsnuten 8 mit
Hilfe eines durch die hintere Öffnung 4 eingebrachten
Werkzeugs, mit dem sich die vorderen Enden der Zugfedern greifen
lassen, vorgespannt werden. Eine derartige Ausführungsform der Federleiste 9 wird
dann nach dem Einbringen der Leiterplatte 6 in den Gehäusegrundkörper 2 entspannt, worauf
sich diese Ausführungsform
der Federleiste 9 in den Führungsnuten 8 zusammenzieht
und eine Federkraft auf die Leiterplatte 6 ausübt, durch
die die Leiterplatte 6 im Gehäusegrundkörper 2 fixiert wird.
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Neben
diesen Ausführungsformen
der Federleiste 9 kommen auch weitere Federleisten, zum Beispiel
wellenförmig
ausgebildete Federleisten oder dergleichen zum Fixieren der Leiterplatte 6 in
Frage.
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In 2 ist eine perspektivische
Ansicht des fertig montierten Schaltungsmoduls 1 dargestellt.
Die hintere Abdeckung 15 ist auf die hintere Öffnung 4 und
die vordere Abdeckung 10 auf die vordere Öffnung 3 montiert.
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3 zeigt eine Seitenansicht
des Schaltungsmoduls aus den 1 und 2. In 3 ist deutlich erkennbar, auf welche
Weise der Gehäusegrundkörper 2 aus
dem Hohlprofil hergestellt wird. Der Gehäusegrundkörper 2 wird vorzugsweise
durch Abteilen eines stranggepressten Hohlprofils hergestellt. Das
Abteilen des Hohlprofils erfolgt dabei entlang der Trennflächen 18 und 19,
die gegenüber
einer Längsachse 20 des
Hohlprofils geneigt sind.
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Des
Weiteren ist in 3 erkennbar,
dass eine Längsachse 21 des
Steckers 11 im rechten Winkel zu der oberen Bestückungsseite 13 der
Leiterplatte 6 ausgerichtet ist. Die Trennflächen 18 und 19 nehmen
daher jeweils einen Winkel A und B zur Längsachse 21 des Steckers 11 ein.
Im vorliegenden Fall sind die Beträge der Winkel A und B jeweils
gleich. Wie in 3 dargestellt,
weist der Gehäusegrundkörper 2 daher
ein parallelogrammförmiges
Längsschnittprofil
auf. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass beim Abteilen des
Gehäusegrundkörpers 2 aus einem
Hohlprofil nur wenig Verschnitt anfällt.
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4 zeigt ein Längsschnittprofil
des Schaltungsmoduls 1 aus den 1 bis 3.
Anhand 4 ist deutlich
erkennbar, dass die Längsachse 21 des
Steckers 11 im rechten Winkel zur Leiterplatte 6 ausgerichtet
ist.
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Es
sei angemerkt, dass auch ein Stecker, dessen Längsachse parallel zur Längsachse 20 des Gehäusegrundkörpers 2 verläuft, an
der Abdeckung 10 angebracht werden kann. In diesem Fall
sind die Kontaktstifte so abgewinkelt, dass diese einerseits an
der Leiterplatte 6 befestigt werden können und andererseits sich
im Bereich des Steckers 11 parallel zur Längsachse 20 des
Gehäusegrundkörpers 2 erstrecken.
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Es
ist ein wesentlicher Vorteil des anhand der 1 bis 4 beschriebenen
Schaltungsmoduls, dass die Form des Gehäusegrundkörpers 2 sowohl einen
Steckerabgang quer zur Längsachse 20 des Gehäusegrundkörpers 2 als
auch einen sich in Richtung der Längsachse 20 erstreckenden
Steckerabgang zulässt.
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Bei
der Ausgestaltung des Schaltungsmoduls 1 sind verschiedene
Abwandlungen möglich.
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So
ist es zum Beispiel möglich,
wie in 5A und 5B dargestellt, die Leiterplatte 6 mit
Hilfe von Klemmleisten 22 im Gehäusegrundkörper 2 zu befestigen.
Diese Klemmleisten 22 werden nach dem Einführen der
Leiterplatte 6 in den Gehäusegrundkörper durch Anwenden einer Presskraft 23 so
weit verformt, bis beide Enden der Klemmleisten 22 die Leiterplatte 6 berühren und
diese im Gehäusegrundkörper 2 fixieren.
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Bei
einer weiteren abgewandelten Ausführungsform sind die Klemmleisten 22 durch
Federleisten 24 ersetzt, die in Seitenwänden 25 des Gehäusegrundkörpers 22 verankert
sind. Durch Anwenden einer Presskraft 26 kann dann der
Gehäusegrundkörper 2 derart
verformt werden, dass die Seitenwände 25 nach innen
gekippt werden und die vorderen Enden der Federleisten 24 auf
der Leiterplatte 6 anliegen. Dadurch wird die Leiterplatte 6 im
Gehäusegrundkörper 2 fixiert.
In diesem Fall sind zwischen dem Gehäusegrundkörper 2 und den Abdeckungen 10 und 15 Dichtungen
vorgesehen, die die Verformung des Gehäusegrundkörpers 2 ausgleichen. Dichtungen
können
allerdings auch dann vorge sehen werden, wenn der Gehäusegrundkörper 2 nicht verformt
wird.
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Weitere
Abwandlungen betreffen die äußere Form
des Gehäusegrundkörpers 2.
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So
ist es zum Beispiel möglich,
gemäß 7 eine der beiden Trennebenen 18 und 19 im
rechten Winkel zur Längsachse 20 des
Gehäusegrundkörpers 2 auszurichten.
Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist zum Beispiel die hintere Trennebene 18 im rechten Winkel
zur Längsachse 20 des
Gehäusegrundkörpers 2 ausgerichtet.
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Ferner
ist in 7 die vordere
Abdeckung 10 transparent gezeichnet, so dass ein Querschnittsprofil 27 des
Gehäusegrundkörpers 2 deutlich
erkennbar ist. Wenn es auf die Dichtigkeit des Schaltungsmoduls 1 ankommt,
kann das Querschnittsprofil 27 mit einer Dichtung belegt
werden, die den Übergang
zwischen dem Gehäusegrundkörper 2 und
der Abdeckung 10 abdichtet. Eine entsprechende Abdichtung kann
auch zwischen der hinteren Abdeckung 15 und dem Gehäusegrundkörper 2 vorgesehen
sein.
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Außerdem ist
in 7 die Verankerung
der Federleisten 9 in der vorderen Abdeckung 10 deutlich erkennbar.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform
können
die Federleisten 9 auch separate Teile ohne feste mechanische
Verbindung zur Abdeckung 10 sein.
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8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des
Schaltungsmoduls 1, bei dem die Seitenwand 25 des
Gehäusegrundkörpers trapezförmig ausgestaltet ist.
Dadurch ergibt sich eine besonders gedrungene Bauform des Schaltungsmoduls 1.
Wenn das Längsschnittprofil
des in 8 dargestellten
Schaltungsmoduls 1 symmetrisch gestaltet wird, entsteht
beim Abteilen der Gehäusegrundkörper 2 aus
einem Hohlprofil wenig Verschnitt, so dass das Schaltungsmodul 1 ebenfalls
kostengünstig
herstellbar ist.
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Der
Stecker 11 und die Abdeckung 10 können entweder
miteinander verschraubt, vernietet, vercrimpt, verklebt oder vergossen
werden. Diese Befestigungsarten können auch zur Befestigung der Abdeckungen 10 und 15 am
Grundkörper 2 verwendet
werden. Ferner können
die Abdeckung 10 und der Stecker 11 in einem Spritzgussverfahren
aus einem Stück
hergestellt werden.
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Abschließend sei
nochmals hervorgehoben, dass das hier beschriebene Gehäusekonzept
sich dadurch auszeichnet, dass durch eine einzelne Öffnung im
Gehäusegrundkörper Steckerabgänge in verschiedene
Richtungen möglich
sind.