MODULARE ELEKTRISCHE STECKVERBINDERANORDNUNG

Beschreibung

Hintergrund der Erfindung

[0001] Eine Vielzahl von Funktionen in heutigen Kraftfahrzeugen wird durch Steuergeräte geregelt oder gesteuert. Beispielsweise die Zündung, die Treibstoffeinspritzzeiten, aber auch die elektrischen Fensterheber oder das elektrische Schiebedach werden durch derartige Steuergeräte gesteuert oder geregelt. Derzeit ist im Kraftfahrzeugbau eine Konzentrierung auf einige wenige Steuergeräte zu beobachten, mit denen eine Vielzahl von Funktionen gesteuert wird. Mit dieser Konzentrierung auf wenige Steuergeräte geht eine höhere Anzahl von elektrischen Kontakten einher, mit denen zum einen mehr Aktoren gesteuert oder geregelt und zum anderen auch mehr Parameter von Sensoren erfasst werden. Hinzu kommt, dass immer mehr Sensoren verbaut werden, die wiederum weitere elektrische Kontakte an den Steuergeräten benötigen. Wurden in den 90er Jahren die Steuergeräte mit erheblich unter 100 Kontakten gefertigt, so sind heute Steuergeräte mit wenig unter 200 Kontakten üblich. Derzeit sind Bestrebungen im Gange, Steuergeräte mit ca. 300 Kontakten auszustatten.

[0002] Bereits heute ist eine Mehrzahl von Kontakten zu einem Steckmodul mit einem Steckergehäuse zusammengefasst, wobei ein Steuergerät mehrere Steckmodule umfasst. Dementsprechend werden zum Erfassen der durch die Sensoren bereitgestellten Parameter und/oder zum Ansteuern der Aktoren ebenfalls mehrere zu den Steckmodulen, respektive den Steckergehäusen kompatible, mit einem Kabelbaum verbundene elektrische Steckverbinder benötigt.

[0003] Hierbei werden die das Steuergerät mit den Sensoren und Aktoren verbindende und im Steuergerät integrierten Steckmodule in einer Steckverbinderanordnung ausgebildet, wobei die die Steckmodule umfassende Steckverbinderanordnung einteilig, sozusagen monolithisch im Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt ist.

[0004] Die elektrisch leitfähigen Kontakte, welche die in dem Steuergerät vorhandenen gedruckten Schaltungen mit den Steckverbindern der Kabelbäume verbinden, sind als aus Metall gefertigte Stiftkontakte ausgebildet. Zur Herstellung der fertigen Steckverbinderanordnung werden die Stiftkontakte in die Spritzgussform eingelegt und während des Spritzvorganges von Kunststoff ummantelt. Der Stiftkontakt steht in Richtung des Steckverbinders etwa 8 mm aus dem ihn umgebenden Kunststoff hervor. Die gegenüberliegende Seite des Stiftkontakts wird in der Regel aus Platzgründen abgewinkelt und direkt mit der gedruckten Schaltung elektrisch leitfähig kontaktiert. Somit wird jede Steckverbinderanordnung in Abhängigkeit des Layouts der von dem Steuergeräte umfassten gedruckten Schaltungen gefertigt.

[0005] Seitens der Automobilhersteller herrschen an die Steckverbinderanordnung der Steuergerätehersteller strenge Anforderungen. So müssen die zu einem Steckmodul zusammengefassten sich in Richtung des Steckverbinders erstreckenden Einzelkontakte an ihren Kontaktspitzen eine Positionstoleranz von 0,4 mm aufweisen. Auf der anderen Seite steht das Bestreben der Steuergerätehersteller, die die Kontaktspitzen der den gedruckten Schaltungen zugewandten Kontaktelemente derart genau positioniert wissen wollen, dass die Spitzen problemlos in die für sie vorgesehenen Aufnahmen auf den gedruckten Schaltungen finden.

[0006] Aufgrund des hohen Metallanteils aufgrund der elektrischen Kontakte und der unregelmäßig Verteilung innerhalb der Steckverbinderanordnung sowie einem damit einhergehenden möglicherweise unterschiedlichen Abkühlen einzelner Bereiche innerhalb der Steckverbinderanordnung kommt es zu nicht vorhersehbaren Verzügen der Steckverbinderanordnung. Um nun die oben geforderten Toleranzen einhalten zu können und die Steckverbinderanordnungen trotzdem vollautomatisiert fertigen zu können, sind an einem erst hergestellten Spritzgusswerkzeug umfangreiche Nacharbeiten erforderlich, die erhebliche Kosten verursachen.

[0007] Aus der US 7 234 950 B1 ist eine elektrische Steckeranordnung bekannt.

[0008] Aus der WO 2008/ 000931 A1 sind eine elektronische Steckkarte mit einem zweiteiligen Steckverbinder und ein Verfahren zu ihrer Herstellung bekannt.

[0009] Aus der JP H08 287997 A sind eine Steckverbinderanordnung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung bekannt.

Zusammenfassung der Erfindung

[0010] Es kann somit ein Bedürfnis bestehen, derartige Steckverbinderanordnungen zum einen kostengünstiger herzustellen und zum anderen Änderungen von Steckmodulen flexibler durchzuführen.

[0011] Ein derartiges Bedürfnis kann durch den unabhängigen Anspruch befriedigt werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen

[0012] In einem Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung wird eine modulare elektrische Steckerverbinderanordnung für Steuergeräte in einem Kraftfahrzeug mit einem Modulträger und wenigstens einem ersten und einem zweiten Steckmodul bereitgestellt, wobei das erste und das zweite Steckmodul nebeneinander und/oder hintereinander in dem Modulträger angeordnet sind. Das erste Steckmodul weist ein erstes Steckergehäuse auf, wobei das erste Steckergehäuse zur Aufnahme eines ersten elektrischen Steckverbinders ausgeformt ist. Das zweite Steckmodul weist ein zweites Steckergehäuse auf, wobei das zweite Steckergehäuse zur Aufnahme eines zweiten elektrischen Steckverbinders ausgeformt ist. Das erste Steckergehäuse weist ein elektrisch leitfähiges erstes Kontaktelement und das zweite Steckergehäuse ein elektrisch leitfähiges zweites Kontaktelement auf. Hierbei sind das erste Steckmodul und das zweite Steckmodul zueinander in dem Modulträger positioniert. Weiterhin sind das erste und zweite Steckmodul je mit dem Modulträger durch einen Fügeprozess unlösbar verbunden.

[0013] Der erste bzw. zweite Steckverbinder ist zu dem ersten bzw. zweiten Steckergehäuse komplementär ausgebildet und mit einem Kabel verbunden, wobei der Steckverbinder einen elektrisch leitfähigen Kontakt aufweist. Ein Bereich des Kontaktelements, der zur Kontaktierung mit dem Kontakt des Steckverbinders vorgesehen ist, ist komplementär zu dem Kontakt des Steckverbinders ausgeformt. Somit erfolgt durch das Anstecken der Steckverbinder an die jeweiligen Steckmodule eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Kontakten und den Kontaktelementen. Der Bereich des mit dem Steckmodul verbundenen Kontaktelements kann als male-Kontakt oder female-Kontakt ausgebildet sein. Auch können in einem Steckmodul sowohl male- als auch female-Kontakte angeordnet sein. Sowohl der Modulträger als auch die Steckmodule sind in der Regel aus nicht leitendem Kunststoff hergestellt. Die Kontaktelemente können in das jeweilige Steckergehäuse des Steckmoduls während des Herstellprozesses des Steckergehäuses eingebracht werden. In der Regel werden die Kontaktelemente dazu in eine Kuststoffspritzform eingelegt und während des Spritzprozesses mit dem Steckergehäuse unlösbar verbunden. Andererseits ist es auch möglich, die Kontaktelemente in das jeweilige Steckergehäuse des Steckmoduls einzubringen und mit diesem unlösbar zu verbinden, wenn das Steckergehäuse bereits gefertigt ist. Hierzu können die Kontaktelemente in das gefertigte Steckergehäuse beispielsweise eingeschossen werden. Nachdem das erste Steckmodul und das zweite Steckmodul, respektive die ersten und die zweiten Kontaktelemente, zueinander positioniert worden sind, werden die Steckmodule mit dem Modulträger durch einen Fügeprozess unlösbar mit dem Modulträger verbunden. Dieser Fügeprozess erfolgt durch Schweißen oder Kleben.

[0014] Die einzelnen Steckmodule müssen nicht notwendigerweise in einer Ebene angeordnet sein, sie können auch in einem vorbestimmten Winkel zueinander stehen.

[0015] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Modulträger der modularen elektrischen Steckverbinderanordnung durch eine Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite begrenzt, wobei der Modulträger für das erste Steckmodul einen ersten sich zwischen der Vorderseite und der Rückseite in Richtung von der Vorderseite hin zu der Rückseite erstreckenden Durchbruch und für das zweite Steckmodul einen zweiten sich zwischen der Vorderseite und der Rückseite in Richtung von der Vorderseite hin zu der Rückseite erstreckenden Durchbruch aufweist. Der erste Durchbruch ist derart gestaltet, dass das in den ersten Durchbruch einführbare erste Steckmodul quer zu einer ersten Einsteckrichtung verschiebbar und um eine erste sich parallel zu der ersten Steckrichtung erstreckenden Achse drehbar ist. Der zweite Durchbruch ist derart gestaltet, dass das in den zweiten Durchbruch einführbare zweite Steckmodul quer zu der zweiten Steckrichtung verschiebbar und um eine zweite sich parallel in der zweiten Steckrichtung erstreckenden Achse drehbar ist.

[0016] Das Einschieben des Steckmoduls in den Modulträger kann von der Vorderseite zur Rückseite des Modulträgers oder auch von der Rückseite zur Vorderseite des Modulträgers erfolgen. Natürlich kann bei Bedarf jedes Steckmodul auch in seiner Höhe, also in oder entgegen der Einsteckrichtung des jeweiligen Steckmoduls, positioniert werden. Durch die zwei bzw. drei translatorischen und dem einen rotatorischen Freiheitsgrad können die Kontaktelemente des zweiten Steckmoduls zu den Kontaktelementen des ersten Steckmoduls genau positioniert werden.

[0017] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das erste Steckergehäuse der modularen elektrischen Steckerverbinderanordnung erste Vorsprünge auf, wobei die ersten Vorsprünge derart gestaltet sind, dass das erste Steckmodul durch den ersten Durchbruch nicht durchsteckbar ist. Weiterhin weist das zweite Steckergehäuse zweite Vorsprünge auf, wobei die zweiten Vorsprünge derart gestaltet sind, dass das zweiten Steckmodul durch den zweiten Durchbruch nicht durchsteckbar ist.

[0018] Somit können die Steckmodule in ihre jeweiligen Durchbrüche so weit eingeführt werden, bis die zum jeweiligen Gehäuse gehörenden Vorsprünge an der Vorderseite oder der Rückseite des Modulträgers anliegen. Somit bestimmen die Vorderseite oder Rückseite des Modulträgers in Verbindung mit den Vorsprünge die Ebene, in der die einzelnen Steckmodule positioniert werden.

[0019] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die ersten Vorsprünge zu einem ersten Flansch verbunden, wobei der erste Flansch derart gestaltet ist, dass der erste Durchbruch durch den ersten Flansch überdeckt ist. Die zweiten Vorsprünge sind zu einem zweiten Flansch verbunden, wobei der zweite Flansch derart gestaltet ist, dass der zweite Durchbruch durch den zweiten Flansch überdeckt ist.

[0020] Somit ist sichergestellt, dass unabhängig von der Position des Steckmoduls der Flansch den zugehörigen Durchbruch zuverlässig überdeckt. Somit kann der Flansch gleichzeitig als Klebefläche zur Verbindung des Steckmoduls mit dem Modulträger mittels eines geeigneten Klebstoffs dienen. Auch kann der Flansch im Schweißverfahren umlaufend mit dem Modulträger unlösbar verbunden werden. Sowohl die Klebeverbindung als auch die Schweißverbindung stellen sicher, dass das Steckmodul mit dem Modulträger staubdicht, spritzwassergeschützt, möglicherweise auch wasserdicht und vibrationsfest verbunden ist.

[0021] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zwischen dem ersten und/oder dem zweiten Flansch und dem Modulträger eine Dichtung eingesetzt.

[0022] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das erste Steckmodul an dem ersten Steckergehäuse angeordnete und mit dem ersten Steckergehäuse unlösbar verbundene erste Verriegelungselemente zur Verriegelung des ersten Steckverbinders auf. Das zweite Steckmodul weist an dem zweiten Steckergehäuse angeordnete und mit dem zweiten Steckergehäuse unlösbar verbundene zweite Verriegelungselemente zur Verriegelung des zweiten Steckverbinders auf.

[0023] Mittels der Verriegelungen werden die Steckverbinder nach dem Anstecken an das Steckmodul in dieser Position mit dem jeweiligen Steckergehäuse verriegelt. Hierbei ist die Verriegelung lösbar ausgeführt. Die Verriegelung stellt sicher, dass der Steckverbinder vibrationssicher mit dem Steckmodul verbunden sein kann. Insbesondere bei Steckverbindern mit einer geringen Kontaktanzahl kann möglicherweise auf eine Verriegelung verzichtet werden, wenn die Haltekräfte der zueinander komplementär ausgebildeten Kontaktelemente des Steckmoduls und der Kontakte des Steckverbinders stark genug sind, so dass sich der Steckverbinder nicht aus dem Steckmodul durch Vibrationen lösen kann.

[0024] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement je ein erstes Teilelement auf. Das erste Teilelement des ersten Kontaktelements erstreckt sich über das erste Steckergehäuse hinaus. Das erste Teilelement des zweiten Kontaktelements erstreckt sich über das zweite Steckergehäuse hinaus. Das erste Teilelement des ersten Kontaktelements und das erste Teilelement des zweiten Kontaktelements sind zueinander positioniert.

[0025] Das erste Teilelement kann sich sowohl in die Einsteckrichtung des jeweiligen Steckmoduls in den Modulträger als auch entgegen der Einsteckrichtung erstrecken. Das erste Teilelement kann sich auch quer zu der Einsteckrichtung erstrecken. Auch müssen das erste Teilelement des ersten Kontaktelements und das erste Teilelement des zweiten Kontaktelements sich nicht notwendigerweise in die gleiche Richtung erstrecken.

[0026] Die innerhalb eines Steckmoduls angeordneten Kontaktelemente sind durch den Fertigungsprozess des einzelnen Steckmoduls in der Regel zueinander genau positioniert. In der Regel werden sich die ersten Teilelemente entgegen der Einsteckrichtung der Steckmodule erstrecken, wobei die ersten Teilelemente eingerichtet sind, mit einer gedruckten Schaltung des Steuergeräts elektrisch leitfähig verbunden zu werden. Durch ein auf die ersten Teilelemente bezogene Positionierung erfolgt auch eine Positionierung der einzelnen Steckmodule zueinander. Durch die exakte Positionierung der ersten Teilelemente aller Steckmodule zueinander ist es möglich, dass eine elektrisch leitfähige Verbindung der Kontaktelemente mit der wenigstens einen gedruckten Schaltung des Steuergeräts auch bei einer vollautomatischen Fertigung problemlos möglich ist. Die exakte Positionierung kann beispielsweise dadurch geschaffen werden, indem die Bereiche aller Teilelemente der einzelnen Steckmodule, die durch die wenigstens eine gedruckte Schaltung des Steuergeräts aufgenommen werden, eine Positionstoleranz von 0,4 mm zueinander aufweisen. Die Aufnahme dieser Bereiche kann beispielsweise durch Öffnungen wie beispielsweise Bohrungen in der wenigstens einen gedruckten Schaltung erfolgen, wobei diese Bereiche nach dem Einführen in die Öffnungen mit der gedruckten Schaltung beispielsweise durch Löten elektrisch leitend verbunden werden.

[0027] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen das erste Kontaktelement der modularen elektrischen Steckverbindung und das zweite Kontaktelement je ein zweites Teilelement auf, wobei sich das zweite Teilelement zu dem ersten Teilelement gewinkelt angeordnet ist, wobei das erste Teilelement und das zweite Teilelement miteinander elektrisch leitfähig verbunden sind.

[0028] In der Regel werden die zweiten Teilelemente direkt mit den gedruckten Schaltungen verbunden. Die Verbindung kann eine Lötverbindung sein. Die zweiten Teilelemente können in die gedruckte Schaltung auch eingepresst sein. Auch gibt es die Möglichkeit, die zweiten Teilelemente mit auf den gedruckten Schaltungen angeordneten Steckverbindern zu verbinden. Da aus Platzgründen in der Regel die Steckmodule derart angeordnet sind, dass die Steckrichtung parallel zur Erstreckungsrichtung der mit elektrischen Bauteilen bestückten Platine erfolgt, bilden die zweiten Teilelemente zu den ersten Teilelementen in der Regel einen 90°-Winkel aus, können aber auch jeden anderen Winkel ausbilden. Je nach Gestaltung der Kontaktstellen der gedruckten Schaltungen können die ersten und/oder zweiten Teilelemente auch innerhalb eines Steckmoduls unterschiedlich lang ausgebildet sein.

[0029] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist wenigstens ein Kontaktelement aus der Gruppe von dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Kontaktelement als ein elektrisch leitfähiger Stift ausgebildet.

[0030] Elektrisch leitfähige Kontakte in Stiftform sind besonders preisgünstig herzustellen. Die Kontakte können einstückig hergestellt sein. Derartige Stifte können beispielsweise einen kreisförmigen, quadratischen oder auch rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die Querschnittsfläche kann sich aufgrund der zu übertragenden elektrischen Ströme ergeben. In der Regel sind die Querschnittsflächen zur Ansteuerung von Aktoren, wie beispielsweise der Zündung, größer bemessen als die Querschnittsflächen zur Abfragung von Sensoren.

[0031] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das erste Steckmodul von dem zweiten Steckmodul verschieden.

[0032] Hierunter kann verstanden werden, dass beispielsweise die Anzahl der Kontaktelemente innerhalb des ersten Steckmoduls unterschiedlich zu der Anzahl der Kontaktelemente des zweiten Steckmoduls ist. Beispielsweise können auch die Steckergehäuse derjeweiligen Steckmodule unterschiedlich gestaltet sein.

[0033] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug mit einer modularen elektrischen Steckerverbinderanordnung ausgestattet.

[0034] Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfassen: Durch den modularen Aufbau der elektrischen Steckverbinderanordnung mittels eines Modulträgers und Steckmodulen ergibt sich die Möglichkeit einer kostengünstigen und platzsparenden Integration von den Steckmodulen. Die Steckmodule können individuell in ihrer Form ausgeführt werden. Weiterhin können die Steckmodule individuell angeordnet werden. Die eingangs erwähnten Verzugs- und Schwindungsproblematik, die sich aus der Verwendung von Kunststoff hinsichtlich von Form und Ladetoleranzen ergibt, haben weitestgehend keinen Einfluss, so dass Werkzeugkorrekturkosten hinsichtlich der Steckmodulpositionstoleranzen reduziert werden bzw. völlig entfallen. Ein Layout der Kontaktelemente, welche die Übertragung der Signale vom Inneren des Steuergeräts respektive der gedruckten Schaltungen nach außen zu den Steckverbindern und den damit verbundenen Kabeln gewährleisten, bieten neue Freiheiten in der Gestaltung. Weiterhin können die Spritzgusswerkzeuge einfacher und somit kostengünstiger aufgebaut werden. Dadurch, dass die Steckmodule einzeln gefertigt werden, sind diese mit einer höheren Genauigkeit fertigbar und erlauben, dass die Steckkräfte für die Steckverbinder in engeren Grenzen liegen. Weiterhin ermöglicht der modulare Aufbau eine größere Freiheit bei der Gestaltung der mit einem Kabel verbundenen Steckverbinder.

[0035] Es wird angemerkt, dass Gedanken zu der Erfindung hierin im Zusammenhang sowohl aus einer modularen elektrischen Steckverbinderanordnung mit einem Modulträger und Steckmodulen als auch aus einem Steuergerät beschrieben sind. Einem Fachmann ist hierbei klar, dass die einzelnen beschriebenen Merkmale auf verschiedene Weise miteinander kombiniert werden können, um so auch zu anderen Ausgestaltungen der Erfindung zu gelangen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0036] Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu.

Figur 1

zeigt eine modulare elektrische Steckverbinderanordnung mit einem Modulträger und Steckmodulen in einer perspektivischen Ansicht,

Figur 2

zeigt einen Querschnitt des Modulträgers mit zwei Steckmodulen,

Figur 3

zeigt einen Querschnitt des Modulträgers mit einem Steckmodul und einer Dichtung, und

Figur 4

zeigt eine Rückseite des mit Steckmodulen bestückten Modulträgers in Aufsicht.

Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen

[0037] Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer modularen elektrischen Steckverbinderanordnung 2, bestehend aus einem Modulträger 4 und einem ersten 6, einem zweiten 8 und einem dritten Steckmodul 10. Hierbei sind das erste 6, das zweite 8 und das dritte Steckmodul 10 entweder hintereinander oder nebeneinander angeordnet. An dem ersten Steckmodul 6 ist ein erstes Steckergehäuse 12, an dem zweiten Steckmodul 8 ein zweites Steckergehäuse 14 und an dem dritten Steckmodul 10 ein drittes Steckergehäuse 16 ausgebildet. Alle Steckergehäuse 12, 14, 16 sind zur Aufnahme von je einem hier nicht dargestellten elektrischen Steckverbinder in einer mit einem Pfeil gekennzeichneten Steckrichtung S ausgeformt. Weiterhin sind in dem ersten Steckmodul 6 ein erstes Kontaktelement 18, in dem zweiten Steckmodul 8 ein zweites Kontaktelement 20 und in dem dritten Steckmodul 10 ein drittes Kontaktelement 22 angeordnet. Hierbei sind die Kontaktelemente 18, 20, 22 elektrisch leitfähig ausgebildet. Alle Kontaktelemente 18, 20, 22 erstrecken sich in der Steckrichtung S über die jeweiligen Steckergehäuse 12, 14, 16 hinaus. Die Steckmodule 6, 8, 10 sind derart in dem Modulträger 4 angeordnet, dass sich die jeweiligen Steckergehäuse 12, 14, 16 von einer Vorderseite 24 des Modulträgers 4 entgegen der Steckrichtung S erstrecken. Eine der Vorderseite 24 des Modulträgers 4 gegenüberliegende Rückseite 26 ist einem hier nicht dargestellten Inneren eines Steuergerätes zugewandt. Alle Kontaktelemente 18, 20, 22 sind in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel als einstückige Stiftkontakte ausgebildet. Der sich in der Steckrichtung S über das Steckergehäuse 12, 14, 16 hinaus erstreckende Anteil gliedert sich in ein erstes Teilelement 50 und ein zweites Teilelement 52. Hierbei erstreckt sich das erste Teilelement 50 in die Steckrichtung S. Das zweite Teilelement 52 ist zu dem ersten Teilelement gewinkelt, wobei das erste Teilelement 50 und das zweite Teilelement 52 einen Winkel α einschließen. In dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α 90°. Die ersten 50 und zweiten Teilelemente 52 können auch innerhalb eines Steckmoduls 6, 8, 10 unterschiedlich lang sein. Das wenigstens eine zweite Teilelement 52 ist zur Aufnahme in und/oder an einer hier nicht dargestellten gedruckten Schaltung vorgesehen. In dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das wenigstens eine zweite Teilelement 52 derart ausgeformt, um in Bohrungen einer Platine der gedruckten Schaltung eingeführt und dort verlötet zu werden. Die zweiten Teilelemente 52 sind zueinander parallel ausgerichtet und erstrecken sich alle in die gleiche Richtung. Die zweiten Teilelemente 52 sind derart zueinander positioniert, dass die Positionstoleranz an allen zur Verlötung mit der Platine vorgesehenen Enden 0,4 mm beträgt. Zusätzlich kann die Positionstoleranz der zweiten Teilelemente 52 zu der Rückseite 26 des Modulträgers 4 ebenfalls 0,4 mm betragen.

[0038] Das erste Steckergehäuse 12 begrenzt einen ersten Innenraum 13, das zweite Steckergehäuse 14 einen zweiten Innenraum 15 und das dritte Steckergehäuse 16 einen dritten Innenraum 17. In die Innenräume 13, 15, 17 ragen, dritte Teilelemente 54, die als Stifte ausgebildet sind, etwa 8 mm in die Steckergehäuse 12, 14, 16 hinein, wie dies in Figur 2 am ersten Steckmodul 6 ersichtlich ist. An den Schmalseiten der Steckermodule 6, 8, 10 sind erste 46 und zweite Verriegelungselemente 48 ausgebildet. Die Verriegelungselemente 46, 48 verriegeln in die Steckergehäuse 12, 14, 16 eingeführte und hier nicht dargestellte Steckverbinder. Zum Entfernen der Steckverbinder aus den Steckergehäusen 12, 14, 16 sind die Verriegelungselemente 46, 48 lösbar, wobei der Lösemechanismus meist an den Steckverbindern ausgebildet ist. Die Verriegelungselemente 46, 48 verhindern, dass sich die Steckverbinder beispielsweise aufgrund von Vibrationen aus den Steckmodulen 6, 8, 10 selbständig lösen können. Die Steckmodule 6, 8, 10 sind mit dem Modulträger 4 unlösbar verbunden.

[0039] Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch den Modulträger 4 mit dem ersten Steckmodul 6 und dem zweiten Steckmodul 8. In dem Modulträger 4 ist ein erster 28, zweiter 30 und dritter Durchbruch 32 ausgeformt. Der erste Durchbruch 28 ist zur Aufnahme eines ersten Steckermoduls 6, der zweite Durchbruch 30 zur Aufnahme eines zweiten Steckermoduls 8 und der dritte Durchbruch 32 zur Aufnahme eines hier nicht dargestellten dritten Steckermoduls 10 ausgebildet. Die Durchbrüche 28, 30, 32 erstrecken sich zwischen der Vorderseite 24 und der Rückseite 26 des Modulträgers 4 in Richtung von der Vorderseite 24 hin zur Rückseite 26. Eindeutig erkennbar ist, dass das erste Steckmodul 6 von dem zweiten Steckmodul 8 unterschiedlich ist. In dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel werden das erste 6 und das zweite Steckmodul 8 von der Rückseite 26 des Modulträgers 4 entlang einer Einsteckrichtung E zur Vorderseite 24 des Modulträgers 4 eingeführt. Die Einsteckrichtung E erstreckt sich parallel zu den Durchbrüchen 28, 30, 32. Hier ist die Einsteckrichtung E der Steckmodule 6, 8 entgegengesetzt der Steckrichtung S der hier nicht dargestellten Steckverbinder. Deutlich sichtbar ist, dass die Durchbrüche 28, 30 größer sind als die zugehörigen Steckmodule 6, 8. Hierdurch können die Steckmodule 6, 8 zu einer genauen Positionierung quer zu der Einsteckrichtung E verschoben werden. Weiterhin erstreckt sich parallel zur Einsteckrichtung E eine erste Achse 34, um die das erste Steckmodul 6 in einem vorbestimmten Winkel drehbar ist. Ebenfalls parallel zur Einsteckrichtung E erstreckt sich eine zweite Achse 36, um die das zweite Steckmodul 8 ebenfalls in einem vorbestimmten Winkel drehbar ist. Die Drehbarkeit der Steckmodule 6, 8 ist durch gekrümmte Doppelpfeile 56 angedeutet. Um eine Durchsteckbarkeit der Steckmodule 6, 8 durch die Durchbrüche 28, 30 zu verhindern, besitzen das erste Steckergehäuse 12 einen ersten umlaufenden Flansch 38 und das zweite Steckergehäuse 14 einen zweiten umlaufenden Flansch 40. Die beiden Flansche 38, 40 sind scheibenartig ausgebildet. Die beiden Flansche 38, 40 sind so ausgebildet, dass diese unabhängig von der von den Steckmodulen 6, 8 eingenommenen Position in den Durchbrüchen 28, 30 die Durchbrüche 28, 30 überdecken.

[0040] Die Positionierung der Steckmodule 6, 8 erfolgt dadurch, dass die über die Steckergehäuse 12, 14 herausragenden ersten Teilelemente 50 zueinander auf einen vorbestimmten Abstand zueinander eingerichtet werden. In diesem Zustand werden die einzelnen individuell hergestellten Steckmodule 6, 8 mittels eines Fügeprozesses mit dem einstückig ausgebildeten Modulträger 4 unlösbar verbunden. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wurde das zweite Steckmodul 8 mit dem Modulträger 4 verschweißt, wobei die Schweißnaht durch eine Schweißraupe 42 dargestellt ist. Die umlaufende Schweißnaht stellt sicher, dass die Steckmodule 6, 8 mit dem Modulträger 4 derart verbunden sind, dass weder Staub noch Spritzwasser zwischen den Steckmodulen 6, 8 und den Durchbrüchen 28, 30 von der Vorderseite 24 zu der Rückseite 26 wandern und damit möglicherweise in ein Geräteinneres eindringen können.

[0041] Figur 3 zeigt einen Querschnitt des Modulträgers 4 mit einem ersten Steckmodul 6. In diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen dem ersten Flansch 38 und der Rückseite 26 des Modulträgers 4 eine den ersten Durchbruch 28 überdeckende Dichtung 44 angeordnet.

[0042] Figur 4 zeigt die Rückseite 26 des Modulträgers 4 mit den Steckmodulen 6, 8, 10 in Aufsicht. Die Rückseite 26 weist zu der gedruckten Schaltung, welche hier nicht dargestellt ist. Deutlich erkennbar ist, dass die Kontaktelemente 18, 20, 22 der jeweiligen Steckmodule 6, 8 10 unterschiedlich dick sind. Dies setzt sich auch in einer Querschnittsfläche der einzelnen Kontaktelemente 18, 20, 22 fort, so dass eine Querschnittsfläche des zweiten Kontaktelements 20 größer ist als eine Querschnittsfläche beispielsweise des ersten Kontaktelements 18. Damit ist das zweite Kontaktelement 20 in der Lage, größere Ströme zu übertragen als das erste Kontaktelement 18. Kontaktelemente 20 mit größeren Querschnittsflächen werden in der Regel dazu benützt, um Aktoren wie beispielsweise die Zündung oder die Treibstoffeinspritzung zu steuern oder zu regeln. Mittels der Kontaktelemente 18, 22 mit geringerem Querschnitt werden in der Regel von Sensoren erfasste Parameter übertragen. Die zweiten Teilelemente 52 enden in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel alle auf einer Höhe. Alle Kontaktelemente 18, 20, 22 der jeweiligen Steckmodule 6, 8, 10 werden mit der gedruckten Schaltung elektrisch leitfähig verbunden. Die elektrische Leitfähigkeit im hier dargestellten Beispiel wird durch einen Lötprozess sichergestellt. Hierzu werden die zweiten Teilelemente in Bohrungen eingeführt, die sich in einer Platine der gedruckten Schaltung befinden.

Ansprüche

1. Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung für Steuergeräte in einem Kraftfahrzeug mit einem Modulträger (4) und wenigstens einem ersten (6) und einem zweiten Steckmodul (8),
wobei das erste Steckmodul (6) ein erstes Steckergehäuse (12) aufweist,
wobei das erste Steckergehäuse (12) zur Aufnahme eines ersten elektrischen Steckverbinders ausgeformt ist, wobei das erste Steckergehäuse (12) ein elektrisch leitfähiges erstes Kontaktelement (18) aufweist,
wobei das zweite Steckmodul (8) ein zweites Steckergehäuse (14) aufweist, wobei das zweite Steckergehäuse (14) zur Aufnahme eines zweiten elektrischen Steckverbinders ausgeformt ist, wobei das zweite Steckergehäuse (14) ein elektrisch leitfähiges zweites Kontaktelement (20) aufweist,
wobei das erste (6) und das zweite Steckmodul (8) nebeneinander und/oder hintereinander in dem Modulträger (4) angeordnet sind,
wobei das erste Steckmodul (6) und das zweite Steckmodul (8) zueinander in dem Modulträger (4) positioniert sind, und
wobei das erste (6) und das zweite Steckmodul (8) je mit dem Modulträger (4) durch Schweißen oder Kleben unlösbar verbunden sind,
wobei der Modulträger (4) durch eine Vorderseite (24) und eine der Vorderseite (24) gegenüberliegende Rückseite (26) begrenzt ist,
wobei der Modulträger (4) für das erste Steckmodul (6) einen sich zwischen der Vorderseite (24) und der Rückseite (26) in Richtung von der Vorderseite hin zu der Rückseite erstreckenden ersten Durchbruch (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulträger (4) für das zweite Steckmodul (8) einen sich zwischen der Vorderseite (24) und der Rückseite (26) in Richtung von der Vorderseite hin zu der Rückseite erstreckenden zweiten Durchbruch (30) aufweist,
wobei der erste Durchbruch (28) derart gestaltet ist, dass das in den ersten Durchbruch (28) einführbare erste Steckmodul (6) quer zu einer ersten Einsteckrichtung (E) des ersten Steckmoduls (6) verschiebbar und um eine erste sich parallel zu der ersten Einsteckrichtung (E) erstreckenden Achse (34) drehbar ist,
wobei der zweite Durchbruch (30) derart gestaltet ist, dass das in den zweiten Durchbruch (30) einführbare zweite Steckmodul (8) quer zu einer zweiten Einsteckrichtung (E) des zweiten Steckmoduls (8) verschiebbar und um eine sich parallel zu der zweiten Einsteckrichtung (E) erstreckenden zweite Achse (36) drehbar ist.

2. Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Steckergehäuse (12) erste Vorsprünge aufweist, wobei die ersten Vorsprünge derart gestaltet sind, dass das erste Steckmodul (6) durch den ersten Durchbruch (28) nicht durchsteckbar ist, und/oder dass das zweite Steckergehäuse (14) zweite Vorsprünge aufweist, wobei die zweiten Vorsprünge derart gestaltet sind, dass das zweite Steckmodul (8) durch den zweiten Durchbruch (30) nicht durchsteckbar ist.

3. Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die ersten Vorsprünge zu einem ersten Flansch (38) verbunden sind, wobei der erste Flansch (38) derart gestaltet ist, dass der erste Durchbruch (28) durch den ersten Flansch (38) überdeckt ist, und/oder dass die zweiten Vorsprünge zu einem zweiten Flansch (40) verbunden sind, wobei der zweite Flansch (40) derart gestaltet ist, dass der zweite Durchbruch (30) durch den zweiten Flansch (40) überdeckt ist.

4. Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steckmodul (6) an dem ersten Steckergehäuse (12) angeordnete und mit dem ersten Steckergehäuse (12) unlösbar verbundene erste Verriegelungselemente (46) zur Verriegelung des ersten Steckverbinders aufweist und/oder dass das zweite Steckmodul (8) an dem zweiten Steckergehäuse (14) angeordnete und mit dem zweiten Steckergehäuse (14) unlösbar verbundene zweite Verriegelungselemente (48) zur Verriegelung des zweiten Steckverbinders aufweist.

5. Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement (18) und das zweite Kontaktelement (20) je ein erstes Teilelement (50) aufweisen, wobei sich das erste Teilelement (50) des ersten Kontaktelements (18) über das erste Steckergehäuse (12) hinaus erstreckt, wobei sich das erste Teilelement (50) des zweiten Kontaktelements (20) über das zweite Steckergehäuse (14) hinaus erstreckt, wobei das erste Teilelement (50) des ersten Kontaktelements (18) und das erste Teilelement (50) des zweiten Kontaktelements (20) zueinander positioniert sind.

6. Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Kontaktelement (18) und das zweite Kontaktelement (20) je ein zweites Teilelement (52) aufweisen, wobei das zweite Teilelement (52) zu dem ersten Teilelement (50) gewinkelt angeordnet ist, wobei das erste Teilelement (50) und das zweite Teilelement (52) miteinander elektrisch leitfähig verbunden sind.

7. Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kontaktelement aus der Gruppe von dem ersten Kontaktelement (18) und dem zweiten Kontaktelement (20) als ein elektrisch leitfähiger Stift ausgebildet ist.

8. Modulare elektrische Steckerverbinderanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steckmodul (6) von dem zweiten Steckmodul (8) verschieden ist.

9. Steuergerät für ein Kraftfahrzeug mit einer modularen elektrischen Steckerverbinderanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

Claims

1. Modular electrical plug connector arrangement for control devices in a motor vehicle, comprising a module carrier (4) and at least one first plug-in module (6) and one second plug-in module (8),
wherein the first plug-in module (6) has a first plug housing (12), wherein the first plug housing (12) is formed for receiving a first electrical plug-in connector, wherein the first plug housing (12) has an electrically conductive first contact element (18), wherein the second plug-in module (8) has a second plug housing (14), wherein the second plug housing (14) is formed for receiving a second electrical plug-in connector, wherein the second plug housing (14) has an electrically conductive second contact element (20), wherein the first plug-in module (6) and the second plug-in module (8) are arranged next to one another and/or one behind the other in the module carrier (4),
wherein the first plug-in module (6) and the second plug-in module (8) are positioned relative to one another in the module carrier (4), and
wherein the first plug-in module (6) and the second plug-in module (8) are each non-releasably connected to the module carrier (4) by welding or adhesive bonding, wherein the module carrier (4) is delimited by a front side (24) and a rear side (26) which is situated opposite the front side (24),
wherein the module carrier (4) has, for the first plug-in module (6), a first aperture (28) which extends between the front side (24) and the rear side (26) in the direction from the front side to the rear side,
characterized in that the module carrier (4) has, for the second plug-in module (8), a second aperture (30) which extends between the front side (24) and the rear side (26) in the direction from the front side to the rear side,
wherein the first aperture (28) is configured in such a way that the first plug-in module (6), which can be inserted into the first aperture (28), can be displaced transversely in relation to a first insertion direction (E) of the first plug-in module (6) and can be rotated about a first axis (34) which extends parallel in relation to the first insertion direction (E),
wherein the second aperture (30) is configured in such a way that the second plug-in module (8), which can be inserted into the second aperture (30), can be displaced transversely in relation to a second insertion direction (E) of the second plug-in module (8) and can be rotated about a second axis (36) which extends parallel in relation to the second insertion direction (E).

2. Modular electrical plug connector arrangement according to Claim 1,
characterized in that
the first plug housing (12) has first projections, wherein the first projections are configured in such a way that the first plug-in module (6) cannot be plugged through the first aperture (28), and/or in that the second plug housing (14) has second projections, wherein the second projections are configured in such a way that the second plug-in module (8) cannot be plugged through the second aperture (30).

3. Modular electrical plug connector arrangement according to Claim 2,
characterized in that
the first projections are connected to form a first flange (38), wherein the first flange (38) is configured in such a way that the first aperture (28) is covered by the first flange (38), and/or in that the second projections are connected to form a second flange (40), wherein the second flange (40) is configured in such a way that the second aperture (30) is covered by the second flange (40).

4. Modular electrical plug connector arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first plug-in module (6) has first locking elements (46), which are arranged on the first plug housing (12) and are non-releasably connected to the first plug housing (12), for locking the first plug-in connector, and/or in that the second plug-in module (8) has second locking elements (48), which are arranged on the second plug housing (14) and are non-releasably connected to the second plug housing (14), for locking the second plug-in connector.

5. Modular electrical plug connector arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first contact element (18) and the second contact element (20) each have a first component element (50), wherein the first component element (50) of the first contact element (18) extends beyond the first plug housing (12), wherein the first component element (50) of the second contact element (20) extends beyond the second plug housing (14), wherein the first component element (50) of the first contact element (18) and the first component element (50) of the second contact element (20) are positioned relative to one another.

6. Modular electrical plug connector arrangement according to Claim 5,
characterized in that
the first contact element (18) and the second contact element (20) each have a second component element (52), wherein the second component element (52) is arranged at an angle in relation to the first component element (50), wherein the first component element (50) and the second component element (52) are electrically conductively connected to one another.

7. Modular electrical plug connector arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one contact element from the group comprising the first contact element (18) and the second contact element (20) is designed as an electrically conductive pin.

8. Modular electrical plug connector arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first plug-in module (6) is different from the second plug-in module (8).

9. Control device for a motor vehicle comprising a modular electrical plug connector arrangement (2) according to one of Claims 1 to 8.

Revendications

1. Arrangement de connecteur à enfichage électrique modulaire pour des contrôleurs dans un véhicule automobile, comprenant un porte-module (4) et au moins un premier (6) et un deuxième module enfichable (8),
le premier module enfichable (6) possédant un premier boîtier à enfichage (12), le premier boîtier à enfichage (12) étant façonné pour recevoir un premier connecteur à enfichage électrique, le premier boîtier à enfichage (12) possédant un premier élément de contact (18) électriquement conducteur,
le deuxième module enfichable (8) possédant un deuxième boîtier à enfichage (14), le deuxième boîtier à enfichage (14) étant façonné pour recevoir un deuxième connecteur à enfichage électrique, le deuxième boîtier à enfichage (14) possédant un deuxième élément de contact (20) électriquement conducteur,
le premier (6) et le deuxième module enfichable (8) étant disposés l'un à côté de l'autre et/ou l'un derrière l'autre dans le porte-module (4),
le premier module enfichable (6) et le deuxième module enfichable (8) étant positionnés l'un par rapport à l'autre dans le porte-module (4), et
le premier (6) et le deuxième module enfichable (8) étant respectivement reliés de manière permanente au porte-module (4) par soudage ou collage,
le porte-module (4) étant délimité par un côté avant (24) et un côté arrière (26) à l'opposé du côté avant (24), le porte-module (4) possédant une première traversée (28) pour le premier module enfichable (6), qui s'étend entre le côté avant (24) et le côté arrière (26) dans la direction du côté avant vers le côté arrière, caractérisé en ce que
le porte-module (4) possède une deuxième traversée (30) pour le deuxième module enfichable (8), qui s'étend entre le côté avant (24) et le côté arrière (26) dans la direction du côté avant vers le côté arrière,
la première traversée (28) étant configurée de telle sorte que le premier module enfichable (6), qui peut être introduit dans la première traversée (28), peut coulisser transversalement par rapport à une première direction d'enfichage (E) du premier module enfichable (6) et peut tourner autour d'un premier axe (34) qui s'étend parallèlement à la première direction d'enfichage (E), la deuxième traversée (30) étant configurée de telle sorte que le deuxième module enfichable (8), qui peut être introduit dans la deuxième traversée (30), peut coulisser transversalement par rapport à une deuxième direction d'enfichage (E) du deuxième module enfichable (8) et peut tourner autour d'un deuxième axe (36) qui s'étend parallèlement à la deuxième direction d'enfichage (E) .

2. Arrangement de connecteur à enfichage électrique modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier boîtier à enfichage (12) possède des premières parties saillantes, les premières parties saillantes étant configurées de telle sorte que le premier module enfichable (6) ne peut pas être enfiché à travers la première traversée (28) et/ou en ce que le deuxième boîtier à enfichage (14) possède des deuxièmes parties saillantes, les deuxièmes parties saillantes étant configurées de telle sorte que le deuxième module enfichable (8) ne peut pas être enfiché à travers la deuxième traversée (30).

3. Arrangement de connecteur à enfichage électrique modulaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premières parties saillantes sont reliées à une première bride (38), la première bride (38) étant configurée de telle sorte que la première traversée (28) est recouverte par la première bride (38) et/ou en ce que les deuxièmes parties saillantes sont reliées à une deuxième bride (40), la deuxième bride (40) étant configurée de telle sorte que la deuxième traversée (30) est recouverte par la deuxième bride (40)

4. Arrangement de connecteur à enfichage électrique modulaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier module enfichable (6) possède des premiers éléments de verrouillage (46) disposés au niveau du premier boîtier à enfichage (12) et reliés de manière permanente au premier boîtier à enfichage (12), servant au verrouillage du premier connecteur à enfichage, et/ou en ce que le deuxième module enfichable (8) possède des deuxièmes éléments de verrouillage (48) disposés au niveau du deuxième boîtier à enfichage (14) et reliés de manière permanente au deuxième boîtier à enfichage (14), servant au verrouillage du deuxième connecteur à enfichage.

5. Arrangement de connecteur à enfichage électrique modulaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément de contact (18) et le deuxième élément de contact (20) possèdent respectivement un premier élément partiel (50), le premier élément partiel (50) du premier élément de contact (18) s'étendant au-delà du premier boîtier à enfichage (12), le premier élément partiel (50) du deuxième élément de contact (20) s'étendant au-delà du deuxième boîtier à enfichage (14), le premier élément partiel (50) du premier élément de contact (18) et le premier élément partiel (50) du deuxième élément de contact (20) étant positionnés l'un par rapport à l'autre.

6. Arrangement de connecteur à enfichage électrique modulaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier élément de contact (18) et le deuxième élément de contact (20) possèdent respectivement un deuxième élément partiel (52), le deuxième élément partiel (52) étant disposé en angle par rapport au premier élément partiel (50), le premier élément partiel (50) et le deuxième élément partiel (52) étant reliés de manière électriquement conductrice l'un à l'autre.

7. Arrangement de connecteur à enfichage électrique modulaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un élément de contact du groupe formé par le premier élément de contact (18) et le deuxième élément de contact (20) est réalisé sous la forme d'une broche électriquement conductrice.

8. Arrangement de connecteur à enfichage électrique modulaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier module enfichable (6) est différent du deuxième module enfichable (8).

9. Contrôleur pour un véhicule automobile, comprenant un arrangement de connecteur à enfichage (2) électrique modulaire selon l'une des revendications 1 à 8.

Zeichnung