DE4342978A1

DE4342978A1 - Steuergerät

Info

Publication number: DE4342978A1
Application number: DE4342978A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing Grad Kolberg; Juergen Koelmel; Thomas Fabry; Peter Dipl Ing Kusserow
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1995-06-22
Also published as: JPH07202471A; US5526232A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Steuergerät nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Ein solches Steuergerät ist durch die DE-U 91 14 820 bekannt. Dieses Steuergerät ist insbesondere für Kraftfahrzeuge vorgesehen und weist ein Gehäuse auf, in dem eine Leiterplatte mit einer Schaltung ange ordnet ist. Innerhalb des Gehäuses ist ein weiteres metallisches Gehäuse angeordnet, das einen Teil der Leiterplatte zur Abschirmung gegen HF-Strahlung umgibt. Durch das metallische Gehäuse wird auch verhindert, daß von den elektrischen Bauteilen der Leiterplatte hervorgerufene elektromagnetische Strahlung aus dem Steuergerät austreten und den Betrieb anderer Steuergeräte oder elektrischer Einrichtungen stören kann. Wie das Steuergerät mit anderen Teilen, beispielsweise einer vom Steuergerät zu versorgenden elektrischen Einrichtung, verbunden wird, ist bei diesem Steuergerät nicht angegeben. Es ist jedoch allgemein üblich, am Steuergerät hierfür einen Steckanschluß vorzusehen. Im Bereich des Steckanschlusses ist dabei jedoch keine Abschirmung der elektromagnetischen Strahlung vorhanden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Steuergerät mit den Merkmalen gemäß dem Patent anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch sich bis nahe an die Leiterplatte erstreckende metallische Umhüllung des Steckan schlusses eine wirkungsvolle Abschirmung elektromagnetischer Strah lung erreicht ist.

In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben. Bei der Weiterbildung gemäß Patentanspruch 5 kann die Umhüllung des Steckanschlusses zu gleich als Kühlkörper zur Abführung der in den Leistungsbauteilen entstehenden Wärme dienen. Durch die Weiterbildung gemäß den Patent ansprüchen 11 und 12 sind die Anschlußfüße der Leistungsbauteile geführt und diese sind bei der Verbindung mit der Leiterplatte gegen Verbiegen oder sonstige Verformung oder Beschädigung geschützt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Steuergerät in einem Schnitt entlang Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 das Steuergerät in einem Schnitt entlang Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 das Steuergerät abschnittsweise in einem Schnitt entlang Linie III-III in Fig. 2 und Fig. 4 einen Kraft fahrzeugscheinwerfer mit dem angebauten Steuergerät.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Steuergerät dargestellt, das für elektrische Einrichtungen insbesondere von Kraftfahrzeugen vorge sehen ist. Das Steuergerät ist beispielsweise für einen Kraftfahr zeugscheinwerfer mit einer Gasentladungslampe als Lichtquelle vorgesehen und dient dazu, ein sicheres Entzünden und einen stabilen Betrieb der Gasentladungslampe sicherzustellen. Das Steuergerät weist ein aus zwei Teilen 10, 11 bestehendes Gehäuse aus Metall, beispielsweise Leichtmetallguß auf. Das Gehäuseteil 10 ist dabei wannenförmig ausgebildet und das Gehäuseteil 11 ist als ein Deckel ausgebildet, durch den das Gehäuseteil 10 verschließbar ist. Im Gehäuse des Steuergeräts ist eine Leiterplatte 14 angeordnet, auf der eine elektrische Schaltung angeordnet ist. Am Gehäuseteil 10 sind über dessen Umfang verteilt mehrere Rippen 16 vorhanden, zwischen denen und dem Deckel 11 die Leiterplatte 14 gehalten ist. An der Innenseite des Deckels 11 ist eine umlaufende Raupe 18 eines elastischen Dichtmaterials aufgebracht, an der die Leiterplatte 14 anliegt, wodurch einerseits eine Abdichtung des Gehäuses erreicht ist und andererseits eine spielfreie Anordnung der Leiterplatte 14 im Gehäuse. Die beiden Gehäuseteile 10, 11 werden beispielsweise über nicht dargestellte Schrauben miteinander verbunden.

Am Steuergerät ist ein Steckanschluß 20 vorgesehen, in den zur Ver bindung des Steuergeräts mit der von diesem zu versorgenden elektri schen Einrichtung ein Stecker eingeführt werden kann. Der Steckan schluß 20 führt am Steuergerät etwa senkrecht zur Leiterplatte 14 ab. Der Steckanschluß 20 besteht aus einem Steckeinsatz 22 und einer diesen zumindest teilweise umgebenden Umhüllung 24 aus Metall. Die Umhüllung 24 besteht wie die Gehäuseteile 10, 11 aus Leichtmetallguß und ist innerhalb des Gehäuses angeordnet. Das Gehäuseteil 10 weist für den Steckanschluß 20 in einer der Leiterplatte 14 gegenüber liegenden Wandung 13 eine Öffnung 26 auf und die Umhüllung 24 kommt mit einem an dieser ausgebildeten Flansch 25 an ihrem von der Leiterplatte 14 wegweisenden Ende an der die Öffnung 26 umgebenden Wandung 13 des Gehäuseteils 10 an deren Innenseite zur Anlage. Das Ende der Umhüllung 24 ragt durch die Öffnung 26 etwas nach außen und in dieses wird das Steckerteil eingeführt. Im Flansch 25 sind, wie in Fig. 2 dargestellt, eine oder mehrere Gewindebohrungen 12 ausgebildet, in die durch Öffnungen in der Wandung 13 von außen Schrauben 15 eingedreht werden können, durch die die Umhüllung 24 am Gehäuseteil 10 gehalten wird. Von der Innenseite der Wandung 13 stehen ein oder mehrere Vorsprünge 27 ab, die in entsprechende Ausnehmungen 29 im Flansch 25 eingreifen, so daß die Umhüllung 24 exakt positioniert wird und nur in einer Stellung in das Gehäuseteil 10 eingesetzt werden kann.

Der Steckeinsatz 22 besteht aus Kunststoff und in diesem sind ein oder mehrere Steckkontakte 28 nach Art einer Messerleiste zusammen gefaßt, die mit der Schaltung auf der Leiterplatte 14 verbunden sind. Die Steckkontakte 28 sind in einer Reihe nebeneinander angeordnet, so daß der Steckeinsatz 22 und entsprechend auch die Umhüllung 24 in der Richtung, in der die Steckkontakte 28 neben einander angeordnet sind, eine größere Ausdehnung aufweisen als quer dazu. Der Steckeinsatz 22 ist in die Umhüllung 24 in Richtung des Pfeils 30 einschiebbar und in dieser in seiner Endlage gehalten, beispielsweise mittels einer Rastverbindung. Der Steckeinsatz 22 weist einen Flansch 32 auf, der größer ist als der freie Querschnitt der Umhüllung 24 und kommt mit diesem Flansch 32 in seiner Endlage am zur Leiterplatte 14 weisenden Stirnende der Umhüllung 24 zur Anlage. Der Steckeinsatz 22 weist beim Ausführungsbeispiel zwei quer zur Einsetzrichtung 30 federnd bewegliche Arme 34 auf und die Umhüllung 24 weist zwei sich in Einsetzrichtung 30 des Steckein satzes 22 erstreckende Aussparungen 36 für die Arme 34 auf. In den Fig. 2 und 3 ist jeweils nur ein Arm 34 mit zugehöriger Aus nehmung 36 dargestellt, wobei der andere Arm 34 und die zugehörige Ausnehmung 36 am anderen Ende des Steckeinsatzes 22 bzw. der Umhüllung 24 angeordnet sind. Am entgegen der Einsetzrichtung 30 weisenden Ende ist an den Aussparungen 36 eine an der Umhüllung 24 nach innen weisende Stufe 38 ausgebildet. Die Arme 34 des Steckein satzes 22 weisen mit ihren freien Enden entgegen der Einsetzrichtung 30. Beim Einschieben des Steckeinsatzes 22 in die Umhüllung 24 werden die Arme 34 federnd zum Inneren der Umhüllung 24 hin ge schwenkt und in der Endlage des Steckeinsatzes 22 schwenken diese nach außen und rasten hinter der Stufe 38 ein.

Die vorstehend gemachte Angabe, daß die Umhüllung 24 den Steckein satz 22 zumindest teilweise umgibt, bedeutet konkret, daß die Umhüllung 24 an ihrem Umfang vollständig geschlossen ausgebildet ist und sich von der Wandung 13 des Gehäuseteils 10 bis nahe an die Leiterplatte 14 erstreckt. Zwischen der Leiterplatte 14 und dem Ende der Umhüllung 24 ist lediglich durch den Flansch 32 des Steckein satzes 22 ein Abstand vorhanden.

Das Steuergerät weist weiterhin elektrische Leistungsbauteile 40 wie beispielsweise Transistoren auf, die mit der Schaltung auf der Leiterplatte 14 verbunden sind. Die Leistungsbauteile 40 sind auf den beiden Breitseiten der Umhüllung 24 angeordnet und auf jeder Breitseite ist ein Halteelement 42 angeordnet, in dem die Leistungs bauteile 40 in einer vorgegebenen Position gehalten sind. Es ist auch möglich, daß nur an einer Breitseite der Umhüllung 24 Leis tungsbauteile 40 angeordnet sind und dementsprechend auch nur ein Halteelement 42 vorhanden ist. Das Halteelement 42 besteht aus Kunststoff und ist bügelartig ausgebildet, wobei dessen seitliche Enden, wie in Fig. 3 dargestellt, jeweils in eine Nut 44 in den Schmalseiten der Umhüllung 24 eingreifen und sich dessen mittlerer Bereich über die Breitseite der Umhüllung 24 erstreckt. Die Nuten 44 sind zum zur Leiterplatte 14 weisenden Ende der Umhüllung 24 hin offen und werden bei montiertem Steckeinsatz 22 durch dessen Flansch 32 verschlossen. Das Halteelement 42 weist in seinem mittleren Bereich mehrere Abschnitte auf, in denen jeweils ein Leistungsbau teil 40 angeordnet ist.

Die Leistungsbauteile 40 werden durch ein federndes Element 46 an die Breitseite der Umhüllung 24 gedrückt. Das federnde Element 46 ist beim Ausführungsbeispiel eine Metallfeder, die an ihrem einen Ende 48 u-förmig gebogen ist und die an ihrem anderen Ende mehrere freie Federarme 50 aufweist, die sich etwa parallel zur Breitseite der Umhüllung 24 erstrecken. Am Flansch 25 der Umhüllung 24 ist ein Schlitz 52 vorhanden, in den das u-förmige Ende 48 der Metallfeder 46 von der Wandung 13 des Gehäuseteils 10 her bügelartig eingehängt ist, wobei deren Federarme 50 zur Leiterplatte 14 hinweisen. Beim Ausführungsbeispiel ist, wie in Fig. 2 dargestellt, jedem der Leistungsbauteile 40 ein Federarm 50 zugeordnet, die alle vom u-förmigen Ende 48 ausgehen. Die Federarme 50 greifen über das Falteelement 42 an den Leistungsbauteilen 40 an und drücken diese gegen den Außenmantel der Umhüllung 24. Zwischen den Leistungsbau teilen 40 und dem Außenmantel der Umhüllung 24 ist eine elektrisch isolierende jedoch wärmeleitende Schicht 54 beispielsweise in Form einer Folie angeordnet.

Die Leistungsbauteile 40 weisen Anschlußfüße 56 auf, über die sie mit der Schaltung auf der Leiterplatte 14 verbunden sind. Der über die Umhüllung 24 hinausragende Flansch 32 des Steckeinsatzes 22 weist mehrere Öffnungen 58 auf, durch die jeweils ein Anschlußfuß 56 der Leistungsbauteile 40 mit geringem Spiel hindurchtritt. Die Anschlußfüße 56 sind dadurch in den Öffnungen 58 geführt.

Nachfolgend wird die Montage des Steuergeräts erläutert. Zunächst wird auf den Außenmantel der Umhüllung 24 des Steckanschlusses 20 die Isolationsfolie 54 aufgebracht. Anschließend wird der Steckein satz 22 in die Umhüllung 24 in Pfeilrichtung 30 eingeschoben, bis dessen Flansch 32 am Stirnende der Umhüllung 24 zur Anlage kommt. Der Steckeinsatz 22 ist in der Umhüllung 24 durch dessen an den Stufen 38 einrastende Arme 34 gehalten. Die Leistungsbauteile 40 werden dann mit ihren Füßen 56 durch die Öffnungen 58 im Flansch 32 des Steckeinsatzes 22 gesteckt, so daß sie in der Endlage durch den Flansch 32 zur Leiterplatte 14 hindurchragen. Über die Leistungsbau teile 40 wird dann das Halteelement 42 gestülpt, wobei dessen Bügel zu deren Einführung in die Nuten 44 federnd etwas aufgebogen werden können. Durch den Flansch 32 werden die Nuten 44 verschlossen, so daß das Halteelement 42 nicht zur Leiterplatte 14 hin aus den Nuten 44 heraus rutschen kann. Schließlich wird die Metallfeder 46 mit ihrem u-förmig gebogenen Ende 48 in den Schlitz 52 im Flansch 25 der Umhüllung 24 eingeschoben und gleitet mit ihren Federarmen 50 unter elastischer Verformung auf das Halteelement 42 auf, so daß die Leistungsbauteile 40 unter Zwischenlage des Halteelements 42 unter Vorspannung gegen den Außenmantel der Umhüllung 24 gedruckt werden.

Die wie vorstehend beschrieben montierten Bauteile bilden insgesamt eine Vormontageeinheit, die anschließend mit der Leiterplatte 14 verbunden wird. Dabei werden die Steckkontakte 28 und die Anschluß füße 56 der Leistungsbauteile 40 mit der Schaltung auf der Leiter platte 14 verbunden, wobei die Anschlußfüße 56 und die zur Leiter platte 14 aus dem Steckeinsatz 22 ragenden Füße der Steckkontakte 28 auf der Leiterplatte 14 angelötet werden. Die Anschlußfüße 56 sind dabei in den Öffnungen 58 im Flansch 32 geführt, so daß diese nicht verbogen oder auf andere Weise beschädigt werden können.

Der Steckanschluß 20 und die Leiterplatte 14 werden anschließend in das Gehäuseteil 10 eingesetzt, wobei die Umhüllung 24 mit ihrem Flansch 25 an der Innenseite der Gehäusewandung 13 zur Anlage kommt und die Leiterplatte 14 an der Stufe 16 zur Anlage kommt. Die Um hüllung wird dann, wie bereits vorstehend angegeben, mittels der von außerhalb des Gehäuseteils 10 in die Gewindebohrungen 12 in deren Flansch 25 einzuschraubende Schrauben 15 am Gehäuseteil 10 befes tigt. Schließlich wird der Deckel 11 aufgesetzt, wobei dessen Dichtungsraupe 18 an der Leiterplatte 14 anliegt und diese in der Anlage an der Stufe 16 hält. Abschließend werden das Gehäuseteil 10 und der Deckel 11 miteinander verbunden.

Das Gehäuse 10, 11 des Steuergeräts ist außerdem in bekannter Weise mit einem Druckausgleichselement 60 versehen, durch das bei Erwär mung bzw. Abkühlung des Steuergeräts ein Druckausgleich zwischen dem Inneren des Gehäuses 10, 11 und der Umgebung ermöglicht ist.

Wie vorstehend bereits angegeben ist das Steuergerät für einen in Fig. 3 dargestellten Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer Gasent ladungslampe vorgesehen. Der Scheinwerfer weist dabei ein Gehäuse 70 auf, innerhalb dem ein Reflektor 72 angeordnet ist, in den die Gasentladungslampe 74 eingesetzt ist. Das Steuergerät ist dabei an einer Außenseite des Scheinwerfergehäuses 70 befestigt, beispiels weise mittels Schrauben oder auf andere Weise. Das Scheinwerferge häuse 70 weist in einer Wandung 76 eine Öffnung 78 auf, die im Bereich des Steckanschlusses 20 angeordnet ist. Innerhalb des Scheinwerfergehäuses 70 ist ein Steckerteil 80 angeordnet, das über Leitungen 82 mit der Gasentladungslampe 74 unter Zwischenschaltung einer nicht dargestellten Zündeinrichtung verbunden ist. Das Steckerteil 80 wird durch die Öffnung 78 in die Umhüllung 24 ein geschoben. Das Gehäuseteil 10 ist mit seiner Wandung 13 mit geringem Abstand zur Wandung 76 des Scheinwerfergehäuses 70 angeordnet und zwischen diesen Wandungen 13 und 76 ist ein elastisches Dichtele ment 84 eingespannt. Das Dichtelement 84 weist einen äußeren Ab schnitt 86 auf, der die Öffnung 78 und das durch die Wandung 13 ragende Ende der Umhüllung 24 umgibt. Die Wandung 13 ist mit einem zur Wandung 76 weisenden umlaufenden Kragen 88 versehen, innerhalb dem der äußere Abschnitt 86 des Dichtelements 84 angeordnet ist. Der äußere Abschnitt 86 des Dichtelements 84 dient zur Abdichtung zwischen dem Steuergerätgehäuse und dem Scheinwerfergehäuse 70. Weiterhin weist das Dichtelement 84 einen inneren Abschnitt 90 auf, der in die Umhüllung 24 hineinragt und eine Abdichtung der Steck verbindung, also zwischen dem Steckerteil 80 und der Umhüllung 24 sicherstellt.

Claims

1. Steuergerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem metal lischen Gehäuse (10, 11), das zumindest teilweise eine Leiterplatte (14) mit einer Schaltung umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß am Steuergerät ein Steckanschluß (20) vorhanden ist, der einen Steck einsatz (22) mit wenigstens einem Steckkontakt (28) aufweist, der mit der Leiterplatte (14) verbunden ist, und eine den Steckeinsatz (22) zumindest teilweise umgebende metallische Umhüllung (24) auf weist, wobei sich die Umhüllung (24) im wesentlichen innerhalb des Gehäuses (10, 11) und bis nahe an die Leiterplatte (14) erstreckt.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (24) des Steckanschlusses (20) als ein separates Bauteil ausgeführt ist, welches in das Gehäuse (10) eingesetzt ist.

3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (24) an ihrem Umfang vollständig geschlossen ausge bildet ist.

4. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Steckeinsatz (22) einen am zur Leiterplatte (14) weisenden Ende der Umhüllung (24) über die Umhüllung (24) seitlich hinausragenden Flansch (32) aufweist, wobei zwischen dem Ende der Umhüllung (24) und der Leiterplatte (14) lediglich ein Abstand ent sprechend der Dicke des Flansches (32) vorhanden ist.

5. Steuergerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenmantel der Umhüllung (24) wenigstens ein mit der Leiterplatte (14) verbundenes elektrisches Leistungsbauteil (40) innerhalb des Gehäuses (10, 11) angeordnet ist.

6. Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsbauteil (40) in einem Halteelement (42) gehalten und posi tioniert ist, welches an der Umhüllung (24) festgelegt ist.

7. Steuergerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsbauteil (40) durch ein federndes Element (46) in der Anlage am Außenmantel der Umhüllung (24) gehalten wird.

8. Steuergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element (46) eine Blattfeder ist, deren eines Ende (48) u-förmig gebogen und an der Umhüllung (24) eingehängt ist und deren freier Federarm (50) am Leistungsbauteil (40) angreift.

9. Steuergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Federarm (50) über das Halteelement (42) am Leistungsbauteil (40) angreift.

10. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen dem Leistungsbauteil (40) und dem Außenmantel der Umhüllung (24) eine elektrisch isolierende, wärmeleitende Schicht (54) angeordnet ist.

11. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß das elektrische Leistungsbauteil (40) wenigstens einen Anschlußfuß (56) zur Verbindung mit der Leiterplatte (14) aufweist, wobei der Anschlußfuß (56) in einer an einem an der Umhüllung (24) gehaltenen Bauteil (22) ausgebildeten Aufnahme (58) geführt ist.

12. Steuergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Umhüllung (24) gehaltene Bauteil der Steckeinsatz (22) ist, welcher einen seitlich über die Umhüllung (24) hinausragenden Flansch (32) aufweist, der mit wenigstens einer als Aufnahme (58) dienenden Öffnung versehen ist, durch die der Anschlußfuß (56) hindurchtritt.

13. Steuergerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Steckeinsatz (22) in der Umhüllung (24) mit tels einer Rastverbindung (34, 38) gehalten ist.