WO2014139699A1 - Modulare elektrische steckerverbinderanordnung für ein steuergerät in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Modulare elektrische steckerverbinderanordnung für ein steuergerät in einem kraftfahrzeug Download PDF

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WO2014139699A1
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plug
module
connector assembly
connector
modular electrical
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Guido Bernd Finnah
Hubert Hickl
Dieter Ludwig
Rainer Kaesser
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • Modular electrical connector assembly for a control unit in a motor vehicle
  • the present invention relates to a modular electrical
  • Plug connector assembly for a control unit in a motor vehicle and a control unit equipped therewith for a motor vehicle.
  • the motor vehicles usually have various actuators and sensors.
  • a control device in the motor vehicle serves, for example, to receive and process signals from the sensors and to output control signals to the actuators.
  • the demands on a control device that controls these functions also increase.
  • control units already have up to 200 electrical data and signal lines. Frequently, multiple lines are combined to form a harness, for example, to exchange data between the controller and a function providing another device can.
  • the lines are generally not firmly connected to the controller, but detachably attached to the controller via a plug connection.
  • a multiplicity of contact elements for example in the form of plug pins or sockets, which are provided in the inside of the control unit are provided on the control unit
  • Control unit are wired. These contact elements can with
  • a connector connector for example, at the end of a wiring harness.
  • the plug connector is thereby releasably inserted into suitable receptacles on the control unit, in order in this way an electrically conductive connection between the lines of the wiring harness and the associated
  • Injection molding technologies are used that allow for small units, although a sufficiently high precision, which often comes with very large units for male connector with, for example, 200 contact elements with a delay and the resulting inadequate
  • Plug connector assembly while the various connector modules can be set appropriately accurate with respect to the module carrier and only then mechanically connected to the module carrier.
  • Plug connector assembly enable an advantageous arrangement of several plug-in modules in a module carrier.
  • a space-saving arrangement of plug modules on the module carrier is made possible.
  • Plug connector assembly proposed for a control device in a motor vehicle, which has a module carrier and at least a first and a second connector module.
  • the first and second connector modules are side by side, i. within a common level where
  • Both the first and the second plug module each have a plug housing collar, which protrudes in a direction away from the module carrier and for receiving in each case an electrical
  • the first and the second plug-in module further each have contact elements which are arranged in a contact region within the respective plug housing collar and which for
  • the plug connector assembly is characterized in that the first plug module and the second
  • Plug module are attached to the module carrier each in a mounting region, wherein the mounting portion is arranged laterally between the respective plug housing collar and the respective contact region.
  • Plug connector assembly inter alia as in the following
  • contact elements is to be contacted in each case to be addressed to the control unit plug connectors, increased precision in the arrangement of these contact elements can be achieved in that the contact elements are not arranged in a single component whose production is very difficult within tight
  • the contact elements are to be provided on a plurality of separate connector modules, which are then attached to a common module carrier.
  • a modular electrical plug connector arrangement is intended essentially to meet the same physical requirements with respect to, for example, accuracy,
  • Tightness and strength are sufficient, as for example in conventional as small monolithic injection molded part ready
  • Plug connector arrangements was the case.
  • the accuracy requirements may be necessary to ensure proper contact, for example, a circuit board. Due to the use of the plug connector arrangement in a control unit in the engine compartment of a motor vehicle, sealing requirements with respect to moisture can be high. Also
  • Insertion forces as well as sufficient stability against vibration loads can also be set high.
  • the modular electrical connector assembly should require as little space.
  • Plug modules can be heavily influenced on the module carrier.
  • Plug modules should be attached to the module carrier in a manner in which the plug modules can be arranged as close as possible to each other and in which both sufficient mechanical strength and sufficient tightness of the entire plug connector assembly can be ensured.
  • each of the plug modules is arranged on the module carrier in a mounting region on the module carrier which extends laterally, i. seen in plan view of the module carrier, within the
  • Plug housing collar of the plug module is located between the plug housing collar and the contact elements harboring
  • the plug modules are preferably not in a region laterally outside the
  • the attachment between the plug-in module and the module carrier should be formed in a so-called mounting area, which preferably laterally directly inside the Steckergeophusungskragens connects to this and outside the contact area with the
  • the plug modules can be arranged laterally very close, because outside the Steckergeophuskragens no additional space for attachment of the plug module to the module carrier is necessary.
  • the attachment portion is annularly closed around the
  • Plug connector assembly can be prevented through in the control unit.
  • a cohesive connection With such a cohesive connection, a high mechanical strength and good fluid tightness can be achieved.
  • a cohesive connection can be achieved, for example, by fastening the plug-in module to the module carrier, for example by means of welding methods, wherein the module carrier and / or the
  • Plug module should be formed at least in the mounting area with a weldable material.
  • the material in these attachment areas should be weldable using a laser.
  • a gap may be formed in the male connector assembly adjacent to the attachment region, the cross-section of which increases in a direction away from the attachment region.
  • a specifically provided gap which opens to the outside, it can be prevented inter alia that due to unwanted moisture to excessive mechanical forces on the connection between the connector module and the module carrier, if this moisture, for example, at low temperatures freezes.
  • the gap can be conically shaped, for example, in cross-section, so that any moisture that has penetrated during freezing can not exert excessive forces on the fastening area, but instead can slide out of the conical gap.
  • the plug module has a contact region which is subdivided into a plurality of partial contact regions, wherein the
  • Part contact areas are separated by plug housing part collar.
  • a connector module can not be just one
  • each of the partial contact areas may be surrounded by an outwardly projecting collar, wherein parts of this collar are formed by the outwardly delimiting plug housing collar and other parts of this collar are formed by a so-called plug housing part collar, the
  • Part contact areas can be contacted with an associated plug connector, wherein the plug connector can be inserted into the collar surrounding the partial contact region. That with such
  • Part contact areas provided plug-in module can act as a composite of several sub-plug modules total module.
  • Fastening area can be closed annularly around each of the
  • the attachment area may be arranged outside around the entirety of all partial contact areas.
  • Figure 1 shows a perspective view of a modular electrical
  • Figure 2 shows a partially cut away cross-sectional view of a modular electrical plug connector assembly according to the invention.
  • FIG. 3 shows a highly schematic plan view of a plug-in module for a modular electrical plug connector arrangement according to the invention.
  • Figure 4 shows a perspective view of a modular electrical plug connector assembly according to the invention.
  • FIGS. 5 and 6 show highly schematic top views of plug modules with a plurality of partial contact areas for a modular electrical plug connector arrangement according to the invention.
  • FIG. 7 shows a cross section through an inventive device
  • Plug connector assembly to illustrate a manufacturing possibility.
  • FIG. 8 shows a cross-section of a detail of a fastening region of a plug connector arrangement according to the invention.
  • Figure 1 shows a perspective view of a modular electrical
  • Plug connector assembly 2 a module carrier 4 and a plurality
  • Plug modules 6, 8, 10 has.
  • the plug modules 6, 8, 10 are in one
  • Each of the plug modules 6, 8, 10 has a plug housing collar 12, 14, 16, which protrudes in one direction (z) away from the module carrier 4 and each surrounds an inner region 13, 15, 17, which is adapted to receive a correspondingly complementary electrical
  • Plug connector is formed.
  • each contact elements (not visible in Figure 1), for example in the form of pins, arranged with complementary mating contact elements of
  • Plug connector can interact and in this way an electrical connection between the contact elements and the
  • Each of the contact elements may be connected to an electrical line 20, which is connected at its other end, for example, with a (not shown) on a circuit board provided circuit.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the module carrier 4 with two
  • Plug modules 6, 8 shown.
  • a first plug-in module 6 is shown in a state attached to the module carrier 4.
  • a second connector module 8 is shown in a state before it is pressed in the direction of the arrow to the module carrier and secured thereto.
  • FIG. 3 shows a highly schematic one
  • the plug housing collar 12 surrounds an inner region 13 of the plug module 6. In a partial area of this
  • Inner region 13 pin-like contact elements 18 are arranged, which protrude from the plane of the module carrier 4 to the outside. This subregion is referred to as contact region 19.
  • the contact elements 18 extend through a bottom 24 of the connector module 6 therethrough.
  • the bottom 24 and the protruding from this bottom 24 to the outside plug housing collar 12 can be made as a one-piece injection component.
  • this is fastened in a mounting region 22 on the module carrier 4.
  • the Fastening region 22 is on the one hand laterally within the plug housing collar 12 and on the other hand outside of the
  • the attachment area 22 can ring the contact area 19
  • Fixing portion 22 are connected to the module carrier 4 cohesively, for example by welding techniques such as laser welding,
  • Ultrasonic welding mirror welding, hot gas welding or by gluing.
  • a fastening also by clipping or
  • Screwing be effected.
  • Plug module 6 with the module carrier 4 is a big industrial good
  • FIG. 4 is a perspective view of one embodiment of a modular plug electrical connector assembly 2, in which each one of FIG
  • Plug module 6, 8, 10 has two partial contact areas 26, 27, 28, 29, 30, 31.
  • Each of the partial contact regions 26, 27, 28, 29, 30, 31 may have a different configuration of pin-like contact elements 18 received therein, so that it can cooperate with complementary mating contact elements of individualized connector connectors, for example data and signal lines from a control device to train towards a device to be controlled.
  • two adjacent partial contact regions 26, 27 belong to a common plug-in module 6 and on the one hand are surrounded on the outside by a plug housing collar 12 and
  • FIG. 5 is a highly schematic representation of a plan view of a plug-in module 6 with two separate partial contact regions 26, 27.
  • the entire plug-in module 6 can be fastened to the module carrier 4 with separate attachment regions 22a, 22b, wherein each of the attachment regions 22a, 22b can surround an associated partial contact region 26, 27 in an annular manner and between them
  • FIG. 6 shows an alternative embodiment of a plug-in module 6 with 3 partial contact regions 32, 33, 34.
  • the partial contact regions 32, 33, 34 are in turn separated from each other by plug housing partial collar 12a.
  • a fastening region 22 encloses all three partial contact regions 32, 33, 34 together, but in each case remains within the plug housing collar 12 surrounding to the outside.
  • FIG. 7 is intended to explain a possibility of how a plug-in module 6 can be fastened to a module carrier 4.
  • the module carrier 4 has an annular peripheral web 36 protruding upwards towards the plug module 6. At least this web 36 is formed of a fusible material. Preferably, the entire
  • Module carrier 4 together with the web 36 integrally formed and with a fusible plastic material.
  • the kraftbeaufschlagten state of the module carrier 4 is laser welded to the plug module 6 in the mounting portion 22 along the web 36 by means of a laser beam 40.
  • the laser beam 40 is irradiated from above essentially parallel to the plug housing collar 12 in an edge region outside the contact region 19 and the pin-like contact elements 18 arranged therein.
  • the contact elements 18 may also be inserted into the plug module 6 only after it has been welded to the module carrier in order, for example, to avoid that the laser beam is partially shaded by the contact elements.
  • the material of the plug module 6 and the properties of the laser beam 14 can be chosen such that the laser beam 40 can pass through the bottom 24 of the plug module 6 through to the module carrier 4 and in particular to the web 36 formed thereon and then in the material of this Bar 36 can be absorbed and converted into heat. In this way, the web 36 can be melted and ensure the subsequent solidification for a cohesive connection between the connector module 6 and the module carrier 4.
  • FIG. 8 shows an enlarged cross-sectional view of a fastening region 22 between a module carrier 4 and a plug-in module 6
  • the module carrier 4 in this case has an annular peripheral web 36, along which the module carrier 4 can be welded to the bottom 24 of the plug module 6. Laterally adjacent to the web 36 and thus formed
  • Attachment area 22 are exposed areas 42, in which excess molten material can be expelled during welding. Laterally adjacent to the attachment region 22 is a gap 44, the cross-section of which increases in a direction away from the attachment region 22. Due to this outwardly opening, increasing in cross-section gap 44 can be prevented, for example, when freezing moisture penetrated or when crystallizing penetrated salts an excessive force between the module carrier 4 and the plug module 6 is exercised, which the integrity of the
  • Attachment 22 could compromise the connection between these two components.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Es wird eine modulare elektrische Steckerverbinderanordnung (2) für ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Die Steckerverbinderanordnung (2) weist einen Modulträger (4) und ein erstes und ein zweites Steckermodul (6, 8) auf. Jedes der Steckermodule (6, 8) weist jeweils einen Steckergehäusekragen (12, 14) auf, welche in einer Richtung weg von dem Modulträger (4) abragen und zur Aufnahme jeweils eines elektrischen Steckerverbinders ausgeformt sind. Sowohl das erste als auch das zweite Steckermodul (6, 8) weisen jeweils mehrere beispielsweise Pin-artige Kontaktelemente (18) auf, die in einem Kontaktbereich(19) innerhalb des jeweiligen Steckergehäusekragens (12, 14) angeordnet sind und zum Zusammenwirken mit komplementären Gegenkontaktelementen des jeweiligen elektrischen Steckerverbinders ausgeformt sind. Die Steckermodule (6, 8) sind mit dem Modulträger (4) jeweils in einem Befestigungsbereich (22) befestigt, der zwischen dem jeweiligen Steckergehäusekragen (12, 14) und dem jeweiligen Kontaktbereich (19) angeordnet ist, dass heißt, in Draufsicht innerhalb der durch den Steckergehäusekragen (12) vorgegebenen Außenkontur des Steckermoduls (6, 8) angeordnet ist. Aufgrund dieser innen liegenden Befestigungsverbindung zwischen Modulträger und Steckermodul können die einzelnen Steckermodule lateral sehr eng benachbart zueinander angeordnet werden. Eine Verbindung in dem Befestigungsbereich (22) kann beispielsweise stoffschlüssig durch Laserschweißen erzeugt werden.

Description

Beschreibung
Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung für ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine modulare elektrische
Steckerverbinderanordnung für ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug sowie ein hiermit ausgestattetes Steuergerät für ein Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Heutige Kraftfahrzeuge bieten eine Vielzahl von Sicherheits-, Komfort- und Informationsfunktionen. Hierzu verfügen die Kraftfahrzeuge meist über diverse Aktuatoren und Sensoren. Ein Steuergerät in dem Kraftfahrzeug dient dazu, beispielsweise Signale von den Sensoren aufzunehmen und zu verarbeiten sowie Steuersignale an die Aktuatoren auszugeben. Mit einer Zunahme von Funktionen, die in einem Kraftfahrzeug angeboten werden sollen, steigen auch die Anforderungen an ein Steuergerät, das diese Funktionen kontrolliert.
Insbesondere steigt auch eine Anzahl erforderlicher elektrischer Leitungen, mithilfe derer Daten und Signale zwischen dem Steuergerät und Sensoren beziehungsweise Aktuatoren ausgetauscht werden können. Heutige
Steuergeräte weisen beispielsweise schon bis zu 200 elektrische Daten- und Signalleitungen auf. Häufig sind dabei mehrere Leitungen zu einem Kabelbaum zusammen gefasst, um beispielsweise Daten zwischen dem Steuergerät und einem eine Funktion bereit stellenden weiteren Gerät austauschen zu können.
Um beispielsweise das Steuergerät warten oder reparieren zu können, sind die Leitungen im Allgemeinen nicht fest mit dem Steuergerät verbunden, sondern über eine Steckerverbindung lösbar an dem Steuergerät angebracht. An dem Steuergerät sind hierzu eine Vielzahl von Kontaktelementen, beispielsweise in Form von Steckerpins oder Buchsen vorgesehen, die im Inneren des
Steuergeräts mit entsprechenden Signal- und Datenleitungen hin zu
beispielsweise Steuerkomponenten oder Datenverarbeitungskomponenten des
Steuergeräts verdrahtet sind. Diese Kontaktelemente können mit
komplementären Gegenkontaktelementen zusammenwirken, die in einem Steckerverbinder beispielsweise am Ende eines Kabelbaums vorgesehen sind. Der Steckerverbinder wird dabei in geeignete Aufnahmen an dem Steuergerät lösbar eingesteckt, um auf diese Weise eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Leitungen des Kabelbaums und den zugehörigen
Kontaktelementen des Steuergeräts herzustellen.
Es wurde beobachtet, dass es bei Steuergeräten, die eine sehr große Anzahl von Kontaktelementen für beispielsweise bis zu 200 oder mehr elektrische Leitungen vorsehen, schwierig sein kann, die Kontaktelemente an dem Steuergerät mit einer ausreichenden Genauigkeit zu positionieren. Deswegen wurde
beispielsweise in DE 10 201 1 006 195 A1 vorgeschlagen, ein Steuergerät mit einer modularen elektrischen Steckerverbinderanordnung vorzusehen, bei der mehrere Steckermodule nebeneinander in einem Modulträger angeordnet sind. Jedes der Steckermodule kann dabei separat und mit hoher Präzision gefertigt werden. Insbesondere können zur Fertigung der Steckermodule
Spritzgusstechnologien eingesetzt werden, die bei kleinen Baueinheiten zwar eine ausreichend hohe Präzision zulassen, die bei sehr großen Einheiten für Steckerverbinder mit beispielsweise 200 Kontaktelementen jedoch häufig mit einem Verzug und daraus resultierend einer unzureichenden
Positionierungspräzision behaftet sind. Beim Zusammenbau der
Steckerverbinderanordnung können dabei die verschiedenen Steckermodule in Bezug auf den Modulträger geeignet präzise festgelegt werden und erst dann mit dem Modulträger mechanisch verbunden werden.
Offenbarung der Erfindung
Ausführungsformen der hierin vorgeschlagenen modularen elektrischen
Steckerverbinderanordnung ermöglichen eine vorteilhafte Anordnung von mehreren Steckermodulen in einem Modulträger. Insbesondere wird eine platzsparende Anordnung von Steckermodulen an dem Modulträger ermöglicht.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine modulare elektrische
Steckerverbinderanordnung für ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welche einen Modulträger und wenigstens ein erstes und ein zweites Steckermodul aufweist. Das erste und das zweite Steckermodul sind dabei nebeneinander, d.h. innerhalb einer gemeinsamen Ebene, an dem
Modulträger angeordnet. Sowohl das erste als auch das zweite Steckermodul weist jeweils einen Steckergehäusekragen auf, der in einer Richtung weg von dem Modulträger abragt und zur Aufnahme jeweils eines elektrischen
Steckerverbinders ausgeformt ist. Das erste und das zweite Steckermodul weisen ferner jeweils Kontaktelemente auf, die in einem Kontaktbereich innerhalb des jeweiligen Steckergehäusekragens angeordnet sind und welche zum
Zusammenwirken mit komplementären Gegenkontaktelementen des jeweiligen elektrischen Steckerverbinders ausgeformt sind. Die Steckerverbinderanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Steckermodul und der zweite
Steckermodul an dem Modulträger jeweils in einem Befestigungsbereich befestigt sind, wobei der Befestigungsbereich lateral zwischen dem jeweiligen Steckergehäusekragen und dem jeweiligen Kontaktbereich angeordnet ist.
Mit anderen Worten können Ideen zu der hierin vorgeschlagenen
Steckerverbinderanordnung unter anderem als auf den im Folgenden
beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden. Es wurde erkannt, dass in Steuergeräten, bei denen eine Vielzahl von
Kontaktelementen vorzusehen ist, die jeweils von an das Steuergerät anzusteckenden Steckerverbindern kontaktiert werden sollen, eine erhöhte Präzision bei der Anordnung dieser Kontaktelemente dadurch erreicht werden kann, dass die Kontaktelemente nicht in einem einzigen Bauteil angeordnet werden, dessen Fertigung nur sehr schwierig innerhalb von engen
Fertigungstoleranzen möglich ist. Stattdessen sollen die Kontaktelemente an mehreren separaten Steckermodulen vorgesehen werden, die dann an einem gemeinsamen Modulträger befestigt werden. Eine solche modulare elektrische Steckerverbinderanordnung soll dabei jedoch im Wesentlichen den gleichen physikalischen Anforderungen hinsichtlich beispielsweise Genauigkeit,
Dichtigkeit und Festigkeit genügen, wie dies zum Beispiel bei herkömmlichen als kleines monolithisches Spritzgussteil bereit gestellten
Steckerverbinderanordnungen der Fall war. Die Genauigkeitsanforderungen können dabei nötig sein, um eine einwandfreie Kontaktierung beispielsweise einer Leiterplatte zu gewährleisten. Dichtigkeitsanforderungen gegenüber Feuchtigkeit können aufgrund des Einsatzes der Steckerverbinderanordnung in einem Steuergerät im Motorraum eines Kraftfahrzeugs hoch sein. Auch
Festigkeitsanforderungen beispielsweise zur Aufnahmen von axialen
Steckkräften sowie ausreichende Stabilität gegenüber Schwingungsbelastungen, welche zum Beispiel aus der Masse eines Kabelbaumsteckers selbst sowie einer fortführenden Kabelschlaufe herrühren, können ebenfalls hoch angesetzt sein.
Außerdem soll die modulare elektrische Steckerverbinderanordnung möglichst wenig Bauraum erfordern.
Es wurde erkannt, dass die Erfüllung dieser physikalischen Anforderungen insbesondere durch die Auslegung der Verbindung für eine Befestigung der
Steckermodule an dem Modulträger stark beeinflusst sein können. Die
Steckermodule sollten an dem Modulträger in einer Weise befestigt werden, in der die Steckermodule möglichst eng beieinander angeordnet werden können und bei der außerdem sowohl eine ausreichende mechanische Festigkeit als auch eine ausreichende Dichtigkeit der gesamten Steckerverbinderanordnung gewährleistet werden können.
Es wird daher vorgeschlagen, jedes der an dem Modulträger anzuordnenden Steckermodule in einem Befestigungsbereich an dem Modulträger zu befestigen, der sich lateral, d.h. in Draufsicht auf den Modulträger gesehen, innerhalb des
Steckergehäusekragens des Steckermoduls befindet und dabei zwischen dem Steckergehäusekragen und dem die Kontaktelemente beherbergenden
Kontaktbereich angeordnet ist. Mit anderen Worten sollen die Steckermodule vorzugsweise nicht in einem Bereich lateral außerhalb des
Steckergehäusekragens, in den die Steckerverbinder eingesteckt werden können, an dem Modulträger befestigt werden, sondern innerhalb des
Steckergehäusekragens, das heißt, in einem Bereich, in dem auch die
Kontaktelemente aufgenommen sind und in den der zugehörige Steckerverbinder eingesteckt werden kann. Die Befestigung zwischen dem Steckermodul und dem Modulträger soll dabei in einem so genannten Befestigungsbereich ausgebildet sein, der sich vorzugsweise im Inneren des Steckergehäusekragens lateral direkt an diesen anschließt und der außerhalb des Kontaktbereichs mit den
Kontaktelementen liegt. Ein solcher Zwischenbereich zwischen dem
Kontaktbereich und dem Steckergehäusekragen ist aus mechanischen
Festigkeitsgründen meist ohnehin erforderlich, so dass einerseits jedes einzelne Steckermodul nicht größer zu sein braucht als herkömmliche Steckermodule, andererseits die Steckermodule lateral sehr eng benachbart angeordnet werden können, da außerhalb des Steckergehäusekragens kein zusätzlicher Platzbedarf für eine Befestigung des Steckermoduls an dem Modulträger notwendig ist. Vorzugsweise ist der Befestigungsbereich ringförmig geschlossen um den
Kontaktbereich herum angeordnet. Hierdurch lässt sich einerseits eine hohe mechanische Festigkeit für das an dem Modulträger befestigte Steckermodul erreichen. Andererseits kann insbesondere mit einem solchen ringförmig geschlossenen Befestigungsbereich erreicht werden, dass das Steckermodul an den Modulträger fluiddicht befestigt werden kann, so dass beispielsweise ein
Eindringen von Flüssigkeiten oder Schmutz durch die
Steckerverbinderanordnung hindurch in das Steuergerät verhindert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Verbindung in dem
Befestigungsbereich zwischen dem Steckermodul und dem Modulträger stoffschlüssig ausgebildet sein. Mit einer solchen stoffschlüssigen Verbindung kann eine hohe mechanische Festigkeit sowie eine gute Fluiddichtigkeit erreicht werden. Eine solche stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise erreicht werden, indem das Steckermodul an dem Modulträger beispielsweise mithilfe von Schweißverfahren befestigt wird, wobei der Modulträger und / oder das
Steckermodul zumindest in dem Befestigungsbereich mit einem schweißbaren Material ausgebildet sein sollte. Beispielsweise sollte das Material in diesen Befestigungsbereichen mithilfe eines Lasers schweißbar sein. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, zumindest den Verbindungsbereich, vorzugsweise aber den gesamten Modulträger und / oder das gesamte Steckermodul, aus einem
Kunststoffmaterial auszubilden, das beispielsweise in einem Spritzgussverfahren verarbeitet werden kann. Beispiele geeigneter Kunststoffmaterialien umfassen Polybutylenterephthalat, Polyamid, Polypropylen, Polyethylen, Liquid Cristal Polymer (LCP), und weitere Thermoplaste bzw. Compounds und Blends der selbigen. Gemäß einer Ausführungsform kann in der Steckerverbinderanordnung neben dem Befestigungsbereich ein Spalt ausgebildet sein, dessen Querschnitt sich in einer Richtung weg von dem Befestigungsbereich vergrößert. Mithilfe eines solchen gezielt vorgesehenen Spaltes, der sich nach außen hin öffnet, kann unter anderem verhindert werden, dass es z.B. aufgrund von ungewollt eingetretener Feuchtigkeit zu übermäßigen mechanischen Kräften auf die Verbindung zwischen dem Steckermodul und dem Modulträger kommt, falls diese Feuchtigkeit beispielsweise bei tiefen Temperaturen einfriert. Der Spalt kann dabei beispielsweise im Querschnitt konisch ausgebildet sein, so dass etwaig eingedrungene Feuchtigkeit beim Einfrieren keine übermäßigen Kräfte auf den Befestigungsbereich ausüben kann, sondern stattdessen aus dem konischen Spalt herausgleiten kann.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Steckermodul einen Kontaktbereich auf, der in mehrere Teilkontaktbereiche unterteilt ist, wobei die
Teilkontaktbereiche durch Steckergehäuseteilkragen voneinander getrennt sind. Mit anderen Worten kann ein Steckermodul nicht nur einen einzigen
zusammenhängenden Kontaktbereich aufweisen, sondern mehrere separate Teilkontaktbereiche, die jeder mehrere Kontaktelemente aufweisen. Jeder der Teilkontaktbereiche kann dabei von einem nach außen abragenden Kragen umgeben sein, wobei Teile dieses Kragen von dem nach außen abgrenzenden Steckergehäusekragen gebildet werden und andere Teile dieses Kragens von einem so genannten Steckergehäuseteilkragen gebildet werden, der
benachbarte Teilkontaktbereiche voneinander trennt. Jeder der
Teilkontaktbereiche kann dabei mit einem zugeordneten Steckerverbinder kontaktiert werden, wobei der Steckerverbinder in den den Teilkontaktbereich umgebenden Kragen eingeschoben werden kann. Das mit solchen
Teilkontaktbereichen versehene Steckermodul kann dabei wie ein aus mehreren Teilsteckermodulen zusammengesetztes Gesamtmodul wirken. Der
Befestigungsbereich kann dabei ringförmig geschlossen um jeden der
Teilkontaktbereiche angeordnet sein. Alternativ kann der Befestigungsbereich außen um die Gesamtheit aller Teilkontaktbereiche herum angeordnet sein.
Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin in Bezug auf verschiedene Ausführungsformen einer
Steckerverbinderanordnung beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Merkmale in geeigneter Weise miteinander kombiniert oder
ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen und gegebenenfalls Synergieeffekten gelangen zu können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Beschreibung noch die Zeichnungen als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer modularen elektrischen
Steckerverbinderanordnung.
Figur 2 zeigt eine teilweise weggeschnittene Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen modularen elektrischen Steckerverbinderanordnung.
Figur 3 zeigt eine stark schematisierte Draufsicht auf ein Steckermodul für eine erfindungsgemäße modulare elektrische Steckerverbinderanordnung.
Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen modularen elektrischen Steckerverbinderanordnung.
Figuren 5 und 6 zeigen stark schematisierte Draufsichten von Steckermodulen mit mehreren Teilkontaktbereichen für eine erfindungsgemäße modulare elektrische Steckerverbinderanordnung.
Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße
Steckerverbinderanordnung zur Veranschaulichung einer Fertigungsmöglichkeit.
Figur 8 zeigt einen Querschnitt eines Details eines Befestigungsbereichs einer erfindungsgemäßen Steckerverbinderanordnung.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen veranschaulichen in den verschiedenen Zeichnungen gleiche oder gleich wirkende Merkmale. Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer modularen elektrischen
Steckerverbinderanordnung 2, die einen Modulträger 4 und mehrere
Steckermodule 6, 8, 10 aufweist. Die Steckermodule 6, 8, 10 sind dabei in einer
Längsrichtung x und/oder in einer Querrichtung y nebeneinander an dem Modulträger 4 angeordnet. Jedes der Steckermodule 6, 8, 10 weist einen Steckergehäusekragen 12, 14, 16 auf, welcher in einer Richtung (z) weg von dem Modulträger 4 abragt und jeweils einen Innenbereich 13, 15, 17 umgibt, der zur Aufnahme eines entsprechend komplementär ausgebildeten elektrischen
Steckerverbinders ausgeformt ist. In dem Innenbereich 13, 15, 17 sind jeweils Kontaktelemente (in Figur 1 nicht zu sehen), beispielsweise in Form von Pins, angeordnet, die mit komplementären Gegenkontaktelementen des
Steckerverbinders zusammenwirken können und auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktelementen und den
Gegenkontaktelementen erzeugen können. Jedes der Kontaktelemente kann dabei mit einer elektrischen Leitung 20 verbunden sein, die an ihrem anderen Ende beispielsweise mit einem auf einer Platine (nicht dargestellt) vorgesehenen Schaltkreis verbunden ist.
In Figur 2 ist eine Querschnittsansicht des Modulträgers 4 mit zwei
Steckermodulen 6, 8 dargestellt. Ein erstes Steckermodul 6 ist dabei in einem an dem Modulträger 4 befestigten Zustand dargestellt. Ein zweites Steckermodul 8 ist in einem Zustand dargestellt, bevor es in Pfeilrichtung an den Modulträger angepresst und an diesem befestigt wird. Figur 3 zeigt stark schematisiert eine
Draufsicht auf das Steckermodul 6. Der Steckergehäusekragen 12 umgibt einen Innenbereich 13 des Steckermoduls 6. In einem Teilbereich dieses
Innenbereichs 13 sind stiftartige Kontaktelemente 18 angeordnet, die von der Ebene des Modulträgers 4 nach außen abragen. Dieser Teilbereich wird als Kontaktbereich 19 bezeichnet. Die Kontaktelemente 18 reichen dabei durch einen Boden 24 des Steckermoduls 6 hindurch. Der Boden 24 und der von diesem Boden 24 nach außen abragende Steckergehäusekragen 12 können dabei als einstückiges Spritzbauteil gefertigt werden. Um das Steckermodul 6 an dem Modulträger 4 anzubringen, wird dieses in einem Befestigungsbereich 22 an dem Modulträger 4 befestigt. Der Befestigungsbereich 22 befindet sich dabei einerseits lateral innerhalb des Steckergehäusekragens 12 und andererseits aber außerhalb des
Kontaktbereichs 19, wie in Figur 3 in der Draufsicht gut zu erkennen. Der Befestigungsbereich 22 kann dabei den Kontaktbereich 19 ringförmig
umschließen. Beispielsweise kann der Boden 24 des Steckermoduls 6 im
Befestigungsbereich 22 mit dem Modulträger 4 stoffschlüssig verbunden werden, beispielsweise durch Schweißtechniken wie Laserschweißen,
Ultraschallschweißen, Spiegelschweißen, Heißgasschweißen oder durch Verkleben. Alternativ kann eine Befestigung auch durch Verklipsen oder
Verschrauben bewirkt werden. Insbesondere das Laserverschweißen des
Steckermoduls 6 mit dem Modulträger 4 stellt eine großindustriell gut
durchführbare Möglichkeit dar, um das Steckermodul 6 zuverlässig mit dem Modulträger 4 zu verbinden. Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer modularen elektrischen Steckerverbinderanordnung 2, bei der jedes
Steckermodul 6, 8, 10 zwei Teilkontaktbereiche 26, 27, 28, 29, 30, 31 aufweist. Jeder der Teilkontaktbereiche 26, 27, 28, 29, 30, 31 kann dabei eine andere Konfiguration von darin aufgenommenen Pin-artigen Kontaktelementen 18 aufweisen, so dass er mit komplementären Gegenkontaktelementen von individualisierten Steckerverbindern zusammenwirken kann, um beispielsweise Daten- und Signalleitungen von einem Steuergerät hin zu einem zu steuernden Gerät ausbilden zu können. Dabei gehören beispielsweise zwei benachbarte Teilkontaktbereiche, 26, 27 zu einem gemeinsamen Steckermodul 6 und sind einerseits außen von einem Steckergehäusekragen 12 umgeben und
andererseits untereinander durch einen Steckergehäuseteilkragen 12a getrennt.
In Figur 5 ist stark schematisiert eine Draufsicht auf ein Steckermodul 6 mit zwei separaten Teilkontaktbereichen 26, 27 dargestellt. Das gesamte Steckermodul 6 kann dabei an dem Modulträger 4 mit separaten Befestigungsbereichen 22a, 22b befestigt sein, wobei jeder der Befestigungsbereiche 22a, 22b einen zugehörigen Teilkontaktbereich 26, 27 ringförmig umgeben kann und zwischen dem
Steckergehäusekragen 12 beziehungsweise Steckergehäuseteilkragen 12a und dem jeweiligen Teilkontaktbereich 26, 27 angeordnet ist. In Figur 6 ist eine alternative Ausführungsform eines Steckermoduls 6 mit 3 Teilkontaktbereichen 32, 33, 34 gezeigt. Die Teilkontaktbereiche 32, 33, 34 sind wiederum jeweils durch Steckergehäuseteilkragen 12a voneinander getrennt. Ein Befestigungsbereich 22 umschließt dabei alle 3 Teilkontaktbereiche 32, 33, 34 gemeinsam, bleibt dabei aber jeweils innerhalb des nach außen umgebenden Steckergehäusekragens 12.
Mithilfe von Figur 7 soll eine Möglichkeit erklärt werden, wie ein Steckermodul 6 an einem Modulträger 4 befestigt werden kann. Im dargestellten Beispiel weist der Modulträger 4 einen hin zu dem Steckermodul 6 nach oben abragenden ringförmig umlaufenden Steg 36 auf. Zumindest dieser Steg 36 ist aus einem aufschmelzbaren Material ausgebildet. Vorzugsweise ist der gesamte
Modulträger 4 mitsamt des Steges 36 einstückig und mit einem aufschmelzbaren Kunststoffmaterial ausgebildet.
Um das Steckermodul 6 an dem Modulträger 4 zu befestigen, wird dieses mithilfe eines Stempels 38 mit einer axialen Kraft Faxiai hin zu dem in einer Aufnahmeform (nicht dargestellt) aufgenommenen Modulträger 4 gepresst. In diesem
kraftbeaufschlagten Zustand wird der Modulträger 4 mit dem Steckermodul 6 in dem Befestigungsbereich 22 entlang des Steges 36 mithilfe eines Laserstrahls 40 laserverschweißt. Der Laserstrahl 40 wird dabei von oben im Wesentlichen parallel zu dem Steckergehäusekragen 12 in einem Randbereich außerhalb des Kontaktbereichs 19 und den darin angeordneten Pin-artigen Kontaktelementen 18 eingestrahlt. Gegebenenfalls können die Kontaktelemente 18 auch erst in das Steckermodul 6 eingeführt werden, nachdem dieses mit dem Modulträger verschweißt wurde, um z.B. zu vermeiden, dass der Laserstrahl teilweise von den Kontaktelementen abgeschattet wird. Das Material des Steckermoduls 6 und die Eigenschaften des Laserstrahls 14 können dabei derart gewählt sein, dass der Laserstrahl 40 durch den Boden 24 des Steckermoduls 6 hindurch hin zu dem Modulträger 4 und insbesondere hin zu dem daran ausgebildeten Steg 36 gelangen kann und dann im Material dieses Steges 36 absorbiert und in Wärme umgewandelt werden kann. Hierdurch kann der Steg 36 aufgeschmolzen werden und beim anschließenden Erstarren für eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Steckermodul 6 und dem Modulträger 4 sorgen. In Figur 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Befestigungsbereichs 22 zwischen einem Modulträger 4 und einem Steckermodul 6 einer
erfindungsgemäßen Steckerverbinderanordnung dargestellt. Der Modulträger 4 weist dabei einen ringförmig umlaufenden Steg 36 auf, entlang dessen der Modulträger 4 mit dem Boden 24 des Steckermoduls 6 verschweißt werden kann. Seitlich angrenzend an den Steg 36 und den dadurch gebildeten
Befestigungsbereich 22 befinden sich frei liegende Bereiche 42, in die beim Schweißen überschüssiges aufgeschmolzenes Material ausgetrieben werden kann. Lateral angrenzend an den Befestigungsbereich 22 befindet sich ein Spalt 44, dessen Querschnitt sich in eine Richtung weg von dem Befestigungsbereich 22 vergrößert. Aufgrund dieses sich nach außen hin öffnenden, im Querschnitt vergrößernden Spaltes 44 kann verhindert werden, dass zum Beispiel beim Einfrieren von eingedrungener Feuchtigkeit oder beim Kristallisieren von eingedrungenen Salzen eine übermäßige Kraft zwischen dem Modulträger 4 und dem Steckermodul 6 ausgeübt wird, welche die Integrität der im
Befestigungsbereich 22 vorgenommenen Verbindung zwischen diesen beiden Komponenten gefährden könnte.

Claims

Ansprüche
Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung (2) für ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug, wobei die Steckerverbinderanordnung (2) aufweist: einen Modulträger (4), und
wenigstens ein erstes (6) und ein zweites Steckermodul (8),
wobei das erste (6) und das zweite Steckermodul (8) nebeneinander an dem
Modulträger (4) angeordnet sind,
wobei sowohl das erste (6) als auch das zweite Steckermodul (8) jeweils einen Steckergehäusekragen (12, 14) aufweisen, welche in einer Richtung weg von dem Modulträger (4) abragen und zur Aufnahme jeweils eines elektrischen Steckerverbinders ausgeformt sind,
wobei sowohl das erste (6) als auch das zweite Steckermodul (8) jeweils mehrere Kontaktelemente (18) aufweisen, die in einem Kontaktbereich (19) innerhalb des jeweiligen Steckergehäusekragen (12, 14) angeordnet sind und zur Aufnahme von komplementären Gegenkontaktelementen des jeweiligen elektrischen Steckerverbinders ausgeformt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Steckermodul (6) und das zweite Steckermodul (8) an dem Modulträger (4) jeweils in einem Befestigungsbereich (22) befestigt sind, wobei der Befestigungsbereich (22) zwischen dem jeweiligen
Steckergehäusekragen (12, 14) und dem jeweiligen Kontaktbereich (19) angeordnet ist.
Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach Anspruch 1 , wobei der Befestigungsbereich (22) ringförmig geschlossen um den Kontaktbereich (19) herum angeordnet ist.
Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Verbindung in dem Befestigungsbereich (22) zwischen dem Steckermodul (6, 8) und dem Modulträger (4) fluiddicht ausgebildet ist. Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Verbindung in dem Befestigungsbereich (22) zwischen dem Steckermodul (6, 8) und dem Modulträger (4) stoffschlüssig ausgebildet ist.
Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach einem der Ansprüch 1 bis 4, wobei neben dem Befestigungsbereich (22) ein Spalt (44) ausgebildet ist, dessen Querschnitt sich in einer Richtung weg von dem Befestigungsbereich (22) vergrößert.
Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach einem der Ansprüch 1 bis 5, wobei ein Steckermodul (6, 8) einen Kontaktbereich (19) aufweist, der in mehrere Teilkontaktbereiche (26 - 31 ) unterteilt ist, wobei die
Teilkontaktbereiche (26 - 31 ) durch Steckergehäuseteilkragen (12a, 14a) voneinander getrennt sind.
Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach Anspruch 6, wobei der Befestigungsbereich (22) ringförmig geschlossen um jeden der
Teilkontaktbereiche (26 - 31 ) herum angeordnet ist.
Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach einem der Ansprüch 1 bis 7, wobei der Modulträger (4) und/oder die Steckermodule (6, 8) zumindest in den Befestigungsbereichen (22) mit einem schweißbaren Material ausgebildet sind.
Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach einem der Ansprüch 1 bis 8, wobei der Modulträger (4) und/oder die Steckermodule (6, 8) zumindest in den Befestigungsbereichen (22) mit einem Kunststoffmaterial ausgebildet sind.
10. Steuergerät für ein Kraftfahrzeug mit einer modularen elektrischen
Steckerverbinderanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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