DE19755767C2 - Gehäuse mit Steckereinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse mit einer Steckereinheit für eine elektronische Kraftfahrzeug-Baugruppe gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Bisher wurden elektronische Kraftfahrzeug-Baugruppen in Gehäuse mit integriertem Stecker montiert. Hierbei besteht Gehäuse und Stecker aus einem Teil. Diese Gehäuse sind aus einem nicht leitfähigen, harten, ge­ gebenenfalls glasgefüllten Kunststoff auf Thermoplastbasis. In diese Ge­ häuse werden beim Herstellungsprozeß, das in der Regel auf der Spritz­ gußtechnik basiert, Metallstifte mit eingegossen. Diese dienen auf der Außenseite des Gehäuses als Steckerstifte, die an den Kabelbaum des Kraftfahrzeugs angesteckt werden können, und auf der Innenseite des Gehäuses als Kontaktstifte zum Kontaktieren, insbesondere Anlöten, der elektronischen Schaltung. Diese Gehäuse mit integriertem Stecker sind innen hohl. In diesem Hohlraum wird die elektronische Baugruppe me­ chanisch montiert und mit den Steckerstiften elektrisch kontaktiert. Zum Schutz der Baugruppe vor Umwelteinflüssen wird das Gehäuse mit einem Deckel aus Kunststoff verschlossen.

Bei neueren Generationen von elektronischen Kraftfahrzeug-Baugruppen wird eine Abschirmung gegen elektrische Felder, die durch z. B. Zündfun­ ken, Autotelefone oder Hochspannungsleitungen erzeugt werden und die Funktionsweise der elektronischen Baugruppe gefährden, gefordert. Hier wird in das Kunststoffgehäuse zusätzlich z. B. ein Metallbecher eingelegt, der mit der Masse der Elektronik verbunden wird. Eine weitere Schutz­ maßnahme gegen elektrische Felder ist der Einsatz von metallbeschich­ teten Kunststoffgehäusen.

Die DE 44 29 983 C1 offenbart ein elektronisches Gerät für ein Kraftfahr­ zeug, das einen Tragekörper und eine Leiterplatte umschließt. Dabei ist mindestens ein Teil mit dem Gehäuse und mit der Leiterplatte verbunden. Des weiteren weist der Tragekörper Einzugshaken auf an denen entlang das Gehäuse beim Verbinden geführt wird. Hierbei werden Schaltungs­ teile die eine elektrische Verbindung nach außerhalb des Gerätes ausbil­ den, wie z. B. Steckerstifte oder Steckerbuchsen, auf der Leiterplatte auf­ gebracht. Diese werden mit der Leiterplatte mechanisch und elektrisch befestigt. Diese Steckervorrichtung ist so ausgebildet, daß sie ein eigen­ ständiges Gehäuseteil darstellt, welches z. B. mit weiteren Gehäuseteilen auf einfache Weise verrastet wird.

Die DE 39 36 906 A1 offenbart ein Gehäuse für Kfz-Elektronik. Dieses Gehäuse besteht aus einem Rahmen und Trägerplatten, die in den Rah­ men eingespreizt werden. Im Innern des Gehäuses befindet sich eine fle­ xible Leiterplatte, an der sich die Elektronikbauteile befinden. In einem Ausführungsbeispiel dieser Veröffentlichung wird ein Stecker in eine noch nicht montierte Trägerplatte eingespreizt. Dann wird der Stecker mit der flexiblen Leiterplatte verbunden. Zum Schluß wird dann die Trägerplatte mitsamt Stecker in den Träger eingespreizt.

Die DE 42 21 137 A1 offenbart ein Gehäuse mit einem Fenster zur Auf­ nahme eines Steckers. Hierbei wird zuerst der Stecker an der Leiterplatte befestigt und in das Gehäuseinnere gelegt. Der Stecker wird dann vom Innern des Gehäuses durch das Fenster geschoben, so daß ein Teil des Steckers nach außen ragt. Der Stecker wird dann am Gehäuse fixiert.

Nachteilig bei diesen Aufbauten sind die hohen Kosten bzw. die aufwen­ dige Montage des Steckers. Diese ergeben sich daraus, daß z. B. viele verschiedene Varianten ein und derselben Baugruppe aufgebaut und ge­ lagert werden müssen. Die Ursache liegt in den unterschiedlichen Stec­ kereinheiten, die fester Bestandteil des Gehäuses sind. Für jeden Kraft­ fahrzeugtyp wird eine andere Steckervariante benötigt und für jede Stec­ kervariante wird ein anderes Gehäuse bzw. Gehäuseteil benötigt, obwohl der Gehäuseinhalt identisch ist. Auch erfordert es einen hohen Aufwand den Stecker zuerst an einer Leiterplatte zu montieren und dann erst am Gehäuse zu befestigen bzw. den Stecker zuerst an einem nicht montier­ ten Gehäuseteil zu befestigen, dann der Leiterplatte anzuschließen und letztendlich das Gehäuseteil mit dem Stecker mit dem restlichen Gehäuse zu verbinden.

Bekannt sind auch Gehäuse aus Aluminium-Druckguß, durch die eine auf die Leiterplatte aufgelötete Steckereinheit nach außen geführt wird.

Nachteilig hierbei ist jedoch, daß die Steckereinheit nicht fest mit dem Gehäuse verbunden ist. Das Gehäuse ist nicht dicht verschlossen und die Verbindung der Steckereinheit nicht stabil.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei Kraftfahrzeug- Baugruppen die Gehäusevielfalt zu reduzieren ohne die Dichtigkeit und Stabilität zu beeinflussen und einen kostengünstigen und einfachen Auf­ bau zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzei­ chen des Patentanspruches 1 gelöst. Hierbei befindet sich im Gehäuse ein Fenster, in die eine separate Steckereinheit von außen eingebracht und die Steckereinheit durch einen Formschluß mit dem Gehäuse ver­ bunden wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen in der Reduzierung der Va­ rianten. Es wird nur noch ein Gehäuse benötigt, in das nachträglich die Steckereinheit eingesetzt und durch einen Formschluß fixiert wird. Da­ durch können alle Anforderungen bezüglich Steckervarianten mit ein und demselben Gehäuse ohne Mehraufwand realisiert werden. Auch kann für verschiedene elektronische Kraftfahrzeug-Baugruppen, die in verschiede­ nen Gehäusen eingebaut sind, ein und derselbe Stecker verwendet wer­ den. Dadurch können weitere Gehäusevarianten entfallen.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Hierbei kann der Formschluß als fester oder drehbarer Rastverschluß ausgebildet sein. Das Gehäuse kann gleichfalls ganz oder teilweise aus Metall oder leitendem Kunststoff bestehen. Weiterhin kann die Stec­ kereinheit mit der elektronischen Baugruppe elektrisch leitend verbunden werden und zusätzlich beim Vergießen der elektronischen Baugruppe mit dem Gehäuse einen weiteren Kraftschluß bilden. Dabei wird gleichzeitig das Gehäuse mit der Steckereinheit abgedichtet.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Zu­ sammenhang mit zwei Zeichnung dargestellt und erläutert werden.

Fig. 1: Erfindungsgemäßes Gehäuse mit einer Steckereinheit im offe­ nen Zustand.

Fig. 2: Erfindungsgemäßes Gehäuse mit einer Steckereinheit im ver­ schlossenen Zustand.

Fig. 1 zeigt ein Gehäuse 1 im offenen Zustand, in dem sich eine elek­ tronische Baugruppe 8 befindet. Deckel 3 und Steckereinheit 4 sind noch nicht am Gehäuse 1 angebracht. Bei dieser Baugruppe kann es sich um einen sicherheitsrelevanten elektronischen Aufbau handeln, wie bei­ spielsweise ein ABS-System, eine Airbagansteuerung mit Beschleuni­ gungssensoren, eine Fahrwerkregelung oder andere Steuerbaugruppen. Die Baugruppe 8 wiederum besteht aus einzelnen Bauteilen und einer Leiterplatte oder einem anderen Träger, auf welcher die Bauteile montiert sind. In dem Träger befinden sich die Anschlüsse 12 zur Kontaktierung der Steckerstifte 8 aus der Steckereinheit 4. Zur Aufnahme der Stec­ kereinheit 4 weist das Gehäuse ein Fenster 5 auf. An diesem Fenster und am Anschlußbereich der Steckereinheit befinden sich Vorrichtungen 6 zur Bildung eines Formschlusses zwischen Gehäuse und Steckereinheit. In diesem Anwendungsbeispiel ist der Formschluß als sogenannter "Snap-In"-Rastverschluß 6 ausgebildet. Bestandteile des Snap-In-Verschlusses sind Aussparungen 6 in dem Fenster 5 und Krallen 6 in der Steckereinheit 4. Beim Einführen der Steckereinheit 4 in das Fenster 5 rasten die Krallen in die Aussparungen, wodurch das Gehäuse 1 und die Steckereinheit 4 zuverlässig miteinander verbun­ den werden. Gleichzeitig werden die Steckerstifte in die Anschlußvorrich­ tung 12 im Träger der Baugruppe 9 eingeführt und kontaktiert. Nach dem Anlöten der Steckerstifte 8 an den Träger kann die Baugruppe vergossen werden. An der Steckereinheit 4 ist im Bereich der Fläche, an der sich Steckereinheit 4 und Träger der Baugruppe 8 berühren oder sehr nahe beieinander liegen, eine Kerbe 7 angebracht. Diese Kerbe 7 dient dazu, daß zusätzlich zum Rastverschluß 6 ein weiterer Kraftschluß ermöglicht wird. Auch kann durch diese Kerbe 7 das Gehäuse 1 an dem Fenster 5 abgedichtet werden, da der abgebildete Rastverschluß 6 dies allein nicht bewirken kann. Wird beim Vergießen der Baugruppe 9 als Vergußmasse 2 Epoxydharz verwendet, so läuft dieser beim Einfüllen auch hinter den Träger in das Fenster 5, in der sich der Stecker 4 befindet.

Dies wird in der Fig. 2 dargestellt. In dieser Abbildung wird das Gehäuse im verschlossenen Zustand dargestellt. Hier befindet sich die Verguß­ masse 2 im Gehäuseinnern 10 und die Steckereinheit 4 in dem Fenster 5. Des weiteren ist der Rastverschluß 6 eingerastet und die Stec­ kerstifte 8 kontaktiert. Alle luftgefüllten Zwischenräume und damit auch die Kerbe 7 sind mit der Vergußmasse 2 gefüllt. Die Kerbe 7 kann z. B. wie eine Fase an einer Lochkante ausgebildet sein. Von Bedeutung ist hierbei nur, daß nach der Aushärtung des Epoxydharzes ein fester und dichter Kraftschluß zwischen Stecker, Epoxydharz und Gehäuse entsteht. Bei der Kerbe 7 kann es sich auch um eine andere Vorrichtung handeln, die auch ohne einen anderen Formschluß nach dem Verguß nicht mehr vom festen Epoxydharz entfernt werden kann. Dabei ist es unwesentlich, ob die Vor­ richtung konvex oder konkav ausgebildet ist. Eine Entfernung der Stec­ kereinheit 4 aus dem Gehäuse 1 ist dann unmöglich. Die Zwischenräume im überlappenden Stecker und Gehäusebereich sind mit Epoxydharz ge­ füllt und damit gegen schädliche Umwelteinflüsse abgedichtet. Nach dem Einfüllen der Vergußmasse 2 in das Gehäuseinnere 10 kann der Deckel 3 auf das Gehäuse 1 gesetzt werden und die Öffnung fest und dicht ver­ schließen, die zum Einbringen der elektronischen Baugruppe und zum Vergießen benötigt wird. Zum Schluß kann das Gehäuse 1 mit Stec­ kereinheit 4 an den Montagelöchern 11 am Kraftfahrzeug befestigt und an der Steckereinheit 4 elektrisch an den Kabelbaum des Kraftfahrzeugs an­ geschlossen werden. Das Gehäuse 1 kann sowohl aus isolierendem Kunststoff sein oder bei hohen Anforderungen, bezüglich der Abschir­ mung von elektrischen Feldern, aus leitendem Kunststoff, einem metall­ beschichteten Kunststoff oder ganz aus Metall. Die Oberfläche der Stec­ kereinheit 4 wird zweckmäßigerweise immer aus Kunststoff sein. Beim Einsatz in ein Metallgehäuse erweist sich dies als besonders günstig, da gleichzeitig eine isolierende Wirkung am Übergang zwischen Gehäuse und der Steckereinheit erzielt wird und nur die Signale von der Baugruppe im Innern des Gehäuses über die Steckerstifte nach außen transportiert werden. Die Gehäuseform 1 ist unabhängig vom verwendeten Stecker. Die einzige Voraussetzung für das Gehäuse 1 besteht darin, daß das Fenster 5 zur Aufnahme des Steckers passend zum Stecker 4 sein muß und der Teil des Rastverschlusses 6 an dem Fenster 5 zum anderen Teil des Rastverschlusses 6 an der Steckereinheit 4 paßt. Bei diesem Aufbau spielt es beispielsweise für das Gehäuse 1 keine Rolle mehr, wie groß die Steckereinheit 4 ist, wie sie ausgerichtet ist, wieviel Steckerstifte bzw. Pole die Steckereinheit beinhaltet, wie groß der Abstand zwischen den Polen ist, wo und wie die Pole angeordnet sind oder welche Farbe die Steckereinheit aufweist. In ein und dasselbe Gehäuse, welches immer die gleiche Baugruppe beinhaltet und damit immer den gleichen Zweck erfüllt, können verschiedene Steckereinheiten eingelegt werden. Jedoch können gleiche Steckereinheiten auch für verschiedene Baugruppen, die aus Platzgründen in unterschiedlichen Gehäusen montiert sind, verwendet werden. Hierzu müssen die Gehäuse nur die gleiche Öffnung bzw. den gleichen Formschluß zur Aufnahme des Steckers aufweisen. Dadurch kann die Variantenvielfalt stark eingeschränkt und die Lager- und Monta­ gekosten gesenkt werden.

Claims (7)

1. Gehäuse mit Steckereinheit (4) bestehend aus mehreren Gehäusetei­ len (1, 3) zur Aufnahme einer elektronischen Baugruppe, insbesondere eine elektronische Kraftfahrzeug-Baugruppe, dadurch gekennzeich­ net, daß

• - mindestens ein Gehäuseteil (1, 3) ein Fenster (5) aufweist und
• - die Steckereinheit (4) nach dem Bestücken des Gehäuses mit der Baugruppe nachträglich in das Fenster (5) von außen eingesetzt wird und
• - durch einen Formschluß (6) mechanisch mit dem Gehäuse (1) und elektronisch mit der darin befindlichen Baugruppe verbunden wird.

2. Gehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formschluß (6) ein Rastverschluß ist.

3. Gehäuse (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastverschluß (6) durch Eindrehen der Steckereinheit (4) in dem Fenster (5) geschlossen wird.

4. Gehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (5), in das die Steckereinheit (4) eingesetzt wird, und die Steckereinheit selbst eckig ist.

5. Gehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) ganz oder teilweise aus Metall oder einem leitfähigen Kunststoff besteht und die Steckereinheit (4) an den Stellen, an denen sie das Gehäuse berührt, aus Kunststoff oder einem anderen isolieren­ den Material gebildet ist.

6. Gehäuse (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckereinheit (4) Steckerstifte (8) aufweist und die Komponenten der elektronischen Baugruppe (9) im Gehäuse (1) auf einen Träger, insbesondere eine Leiterplatte montiert sind, und die Steckerstifte (8) auf dem Träger kontaktiert werden.

7. Gehäuse (1) mit Steckereinheit (4) nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, wobei das Gehäuse (1) mit der Steckereinrichtung (4) durch eine zuerst flüssige Vergußmasse (2) oder Klebstoff vergos­ sen und die Vergußmasse (2) oder der Kleber später ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckereinheit (4) eine Vorrichtung, insbesondere eine Kerbe (7) aufweist, die beim Vergießen aufgefüllt oder umhüllt wird, wodurch die Verbindung zwischen Gehäuse (1) und Steckereinheit (4) verstärkt und abgedichtet wird.