CN102792034B

CN102792034B - 用于连接电子组件和壳体部分的连接装置以及电子控制装置

Info

Publication number: CN102792034B
Application number: CN201180013272.XA
Authority: CN
Inventors: 马库斯·艾希纳; 托马斯·乌兰
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2031-03-03
Also published as: US9326411B2; JP2013521671A; EP2545289B1; WO2011110461A1; US20130120915A1; DE102010010926A1; EP2545289A1; CN102792034A

Abstract

本发明涉及一种用于连接布置在载体（18）上的电子组件（20）和壳体部分（26）的连接装置（10）。在此，该连接装置（10）包括：第一插口（14），用于容纳用于将连接装置（10）固定在载体（18）上的第一固定装置（22）；以及第二插口（16），用于容纳用于将连接装置（10）固定在壳体部分（26）上的第二固定装置（24），其中，第一插口（14）与第二插口（16）热绝缘。本发明还涉及一种控制装置，该控制装置具有布置在载体（18）上的电子组件（20），该电子组件借助这种连接装置（10）与壳体部分（26）相连接或能相连接。

Description

用于连接电子组件和壳体部分的连接装置以及电子控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于连接布置在载体上的电子组件和壳体部分的连接装置。本发明还涉及一种具有布置在载体上的电子组件的电子控制装置，该电子组件借助连接装置与壳体部分相连接或能相连接。

背景技术

在高温应用中(例如，在机动车和商用车及其控制领域中)使用电子组件和控制装置的受限因素之一在于所使用的电子组件的温度。电子组件在低温下的工作尤其有效，但由于在高温下长时间工作则会受到损害，从而缩短了其使用寿命。由此，尤其是为高温工作所设置的电子组件经常要进行冷却并且尽可能与外部的热源(例如，机动车的发动机、压缩机或变速器)热分离。为此使用了热绝缘的连接装置，从而使得电子组件一方面与例如金属壳体或壳体部分相连接，而另一方面又与其热绝缘。为了稳定地连接壳体和电子组件，通常使用了插口和螺栓，这些插口和螺栓穿过热绝缘部分而产生机械连接。

发明内容

本发明的目的在于改善电子组件和在其上固定有电子组件的壳体部分之间的热绝缘。

本发明提出了一种用于连接布置在载体上的电子组件和壳体部分的连接装置。该连接装置包括：第一插口，用于容纳用于将连接装置固定在载体上的第一固定装置；以及第二插口，用于容纳用于将连接装置固定在壳体部分上的第二固定装置。第一插口与第二插口热绝缘。由此避免了通过插口或固定装置在电子组件和壳体部分之间产生导热连接。在此，固定装置中的每个均应被设计为分别仅用于将连接装置固定在另一个组件上、即载体或壳体部分上。由此使得载体、连接装置和壳体部分相互固定在一起。尤其可以考虑销钉、螺栓或铆钉作为固定装置。出于稳定性原因，固定装置根据目的由金属材料(如，钢或黄铜)制造。尤其可以进行以下设置，即，为第一和第二固定装置使用不同种类的固定装置和/或不同材料。例如，第一固定装置可以是螺栓，而第二固定装置是铆钉或反之亦然。插口应该分别与被分配给它的固定装置的种类相符。假设作为插口的固定装置采用的是螺栓，那么插口可以被设计为螺纹插口。插口可以被设计为具有两个相对的开口的、贯通的插口或被设计为仅具有一个开口的插口。有利的是插口中的至少一个不是具有两个相对的开口、贯通的插口，而是在插口区域中的一个端部被封闭的插口。壳体部分和/或载体也可以具有用于固定装置的反向固定装置。例如，可以设计为，壳体部分和/或载体具有用于所分配的固定装置的容纳件。这种容纳件可以被设计为贯通的开口，如，通孔，或被设计为仅在单侧上敞开的凹槽。尤其有利的是分别将插口和所分配的反向固定装置设计为这些元件中分别有一个元件设计具有用于所分配的固定装置的贯通的容纳件、例如孔。这些元件中的另一个元件则具有仅具有一个开口的凹槽。另外，容纳件可以具有螺纹。通常有利的是将一个容纳件设计为通孔，而将另一个容纳件设计为单侧封闭的凹槽。例如，可以进行以下设置，即，在用于容纳第二固定装置的壳体部分中设置贯通的孔，而载体具有用于容纳第一固定装置的封闭的凹槽。各个固定装置可以如下方式容纳到所分配的插口和固定装置中，从而使得其端部容纳在一端被封闭的凹槽中。由此，固定装置的这个端部不会受到外界的影响并且也不会危害到其它组件或完全不会危害到使用者。可以设计为将被构造的贯通的容纳件或插口设计为没有螺纹的，而所分配的单侧封闭的凹槽却具有螺纹。由此，例如，销钉适合作为所属的固定装置，该销钉仅在用于容纳在凹槽中而设置的端部上具有相应的反向螺纹。当然还可以设计为，为了提高连接的稳定性，使得连接装置具有两个以上彼此热绝缘的、用于容纳将连接装置固定在壳体部分或载体上的固定装置的插口。也可以进行以下设置，即，连接装置具有两个以上插口，从而将一个或多个电子组件或其载体与一个或多个壳体部分相连接。载体的作用在于将电子组件固定在连接装置上并为固定装置提供支撑物。载体可以被设计为与电子组件设计为是一体的，或是电路板的基底。另外，根据目的可不将载体和电子组件设计为一体的，电子组件以公知方式，例如，通过焊接或旋紧而固定在载体上。电子组件可以是例如，电路板、集成的开关电路、处理器、传感器或另一种适合的电组件。电子组件也可以包括多个这种组件。壳体部分可以是例如控制装置的壳体的一部分。也可以设计为该壳体部分是机动车组件，例如，发动机、传动装置、压缩机或变速器的壳体的部分。壳体部分优选地由金属材料制成，以例如铝压铸工艺制成。壳体部分可以利用法兰连接在机动车组件如变速器上。所描述的连接装置尤其适合使用在商用车(例如，载重机动车或拖拉机)的领域中。

根据有利的方式，连接装置具有在其中容纳了插口的框架。由此为插口提供了良好的支撑物。这种框架可以设计为完全或部分地环绕着电子组件的框架。尤其是该框架可以在一个平面中完全包围着电子组件。在此，尤其有利的是该框架具有两个以上的插口。尤其可以设置有一个以上的分别用于容纳将框架固定在载体上的固定装置的插口以及一个以上的用于容纳将框架固定在壳体部分上的固定装置的插口。由此得到了载体、连接装置或框架以及壳体部分的可靠的固定。也可以设置多个独立构造的连接装置。

框架可以由塑料制成。该塑料尤其可以是热绝缘塑料。这实现了简单的制造(例如，通过铸造工艺)并且提供了插口的绝缘。尤其可以利用塑料注塑包封插口，从而提供了容易制造的连接装置。尤其适合作为框架材料的是具有玻璃纤维的聚酰亚胺，该材料自身具有所期望的与稳定性和热绝缘相关的特性。

在一个优选的实施方式中，第一插口和第二插口设计具有用于容纳第一固定装置或第二固定装置的共同的容纳方向。在从连接装置的同一侧上进行装配时，第一和第二固定装置平行地插入到插口中，并且因此在装配状态下与此平行地容纳在插口中。由此一方面实现了简单的装配，另一方面仅需在电子组件的一侧上充分地提供用于插入和用于容纳固定装置的场地即可。当然也可以将插口设计在不同的方向上，并且由此使得固定装置沿着相应的不同的容纳方向插入到插口中。在此，尤其有利的是插口的容纳方向彼此相反。在确定容纳方向时，在可能的情况下要考虑到螺纹的存在和方向，插口和具有通孔的反向固定装置或仅单侧敞开的凹槽的设计方案。

尤其有利的是将第一和第二插口彼此错开地布置。这简化了组装并且避免了固定装置的部分在外部区域中通过在此处所布置的其它的导热的组件彼此产生热传递接触。

根据一个改进方案，第一和第二插口与用于容纳第一固定装置或第二固定装置的共同的容纳方向相关地彼此错开地布置。这种方案消除了固定装置(例如，螺栓头或销钉头)在一侧(例如，在装配时固定装置从该侧插入到插口中)上突出的端部同时与热组件实现导热接触并由此产生导热连接的效应。

尤其有利的是，电子组件包括电子电路载体、尤其是电路板。在这种电路板上可以以简单的方式安置和装配复杂的电路。电路板的基底可以作为载体。当然也可以使用额外的载体。

优选地设置有用于冷却电子组件的冷却体。尤其是在高温环境中可以这样将电子组件保持在低工作温度下，这提高了电子组件的效率和使用寿命。冷却体可以由具有良好的导热特性的材料构造而成。尤其合适的是以铝压铸工艺进行制造，该工艺能够价格低廉地执行并且能够产生重量小的冷却体。冷却体可以与冷却系统相连接，该冷却系统由此冷却了冷却体。例如，可以进行如下设置，即，使用用于冷却冷却体的冷却介质流。该冷却系统可以是机动车的冷却系统。

在该上下文中适宜的是，冷却体是在其上布置有电子组件的载体。这种冷却体具有足够的稳定性，从而通过固定装置提供良好的机械连接。

连接装置可以具有至少一个密封装置，该密封装置用于相对于连接装置的周围环境密封形成在壳体部分和载体之间的空隙。连接装置的周围环境在此优选地是通过连接装置与电子组件或空隙分开的区域。该空隙提供了用于容纳电子组件和其它可能会设置的组件(例如电导线)的场地。优选地可以如下方式确定该空隙的尺寸，即，在容纳在该空隙中的电子组件和壳体部分之间产生间距。由此避免了电子组件与壳体部分产生直接的接触。通过密封装置使得空隙以及由此还有电子组件不会受到例如从外面渗入的湿气的损害。

根据本发明另外设置有控制装置，该控制装置具有布置在载体上的、借助上述连接装置与壳体部分相连接或能相连接的电子组件。

由此实现了控制装置或电子组件与壳体部分之间良好的热绝缘。在此，壳体部分可以是控制装置的壳体的一部分。也可以设计为，壳体部分是与控制装置所不同的组件的壳体部分，该组件可以是如上所述的组件。也可以设计为壳体部分是这两者的组合。因此，电子组件一方面可以通过所述连接装置与控制装置的壳体的一个部分相连接，而另一方面这个部分或控制装置的壳体的另一个部分可以通过这种连接装置与另一个组件的壳体部分相连接。在此情况下，为了将电子组件和壳体部分彼此连接，可以设有唯一的、具有两个以上插口的连接装置。也可以装入多个连接装置。

附图说明

现在参考附图借助优选的实施方式来示例性地阐述本发明，图中示出：

图1示出了连接装置的视图。

具体实施方式

图1示出了连接装置10。连接装置10包括由塑料制成的框架12。框架12具有第一插口14和第二插口16。可以设计为，即，以注塑工艺制造框架12，其中，利用框架材料注塑包封插口14和16。出于稳定性原因，插口14和16由金属材料制造。如所示的那样，插口14和16具有侧凹部，从而在框架12中实现了良好的支撑。也可以设计为由其它材料制造一个或两个插口14，16或直接以如下方式形成框架12，即插口具有用于容纳固定装置的相应的形状。第一插口14设计为提供穿透框架12的开口。与此相反地，第二插口16的处在框架12的内部的端部受到了封闭。这两个插口14，16可以具有螺纹。图1另外示出了冷却体18以及壳体26的一部分。壳体部分26在此情况下由铝压铸工艺制造。壳体部分26尤其可以是机动车传动这种的壳体部分。连接装置10布置在冷却体18和壳体26之间，从而使得在冷却体18和壳体部分26之间产生了空隙28。在该空隙28中容纳有电子组件20、在此情况下是电路板20。连接装置10的周围环境36通过连接装置10与空隙28相分开。电路板20例如通过导热胶导热地固定在冷却体18上。为了固定电路板20，可以优选地设置螺栓或粘合剂(未示出)。冷却体18用于将在电路板20工作时所产生的热量从其中导出。为了实现自行冷却可以将该冷却体与机动车的冷却装置相连接。在第一插口14中容纳有第一固定装置22，该第一固定装置穿透该第一插口14并且容纳在冷却体18中的被设计为凹槽30的反向固定装置中。凹槽30可以具有螺纹。连接装置10由此与冷却体18相连接，该冷却体在该实例中用作为电子组件或电路板20的载体。另外，在壳体部分26中设置有可以具有螺纹的固定孔或通孔32。第二固定装置24穿过通孔32延伸到第二插口16中。连接装置10由此与壳体26彼此相连接。为了将壳体部分26、框架12和冷却体18相互密封，以及尤其是为了相对于周围环境36密封空隙28，设置了密封件34。在此，可以分别在框架12的朝向载体的面上以及在框架12的朝向壳体部分26的面上设置有一个或多个密封件34。第一和/或第二固定装置22，24可以具有螺纹或设计为螺栓。对于分配给插口的固定装置22，24而言，插口14，16具有共同的容纳方向。也就是说，两个固定装置22，24从相同的方向中插入到其所属的插口14，16中。这在这种情况下这样进行，即它们沿朝向于冷却体18的方向被插入。在装配过程中，连接装置10首先通过第一固定装置22与冷却体18相互固定连接。然后，通过将第二固定装置24插入到通孔32和壳体26的第二插口16中与连接装置10相连接。整体上，在壳体部分26和冷却体18之间不通过插口14，16或固定装置22，24之一产生导热连接的情况下，冷却体18和电路板20稳定地固定在壳体部分26上。正如可良好地看出的那样，在壳体部分26和第一固定装置22之间产生了自由空间，由于框架12由热绝缘的材料制成，由此使得壳体部分26和第一固定装置22不产生导热接触。第一插口14和第二插口16还通过框架12的热绝缘的材料彼此分开并且相互不存在导热接触。虽然第二插口16和固定装置24与壳体部分26导热地相连接，但由于第二插口16被框架材料12包裹着，第二插口由此既与固定装置22和插口14、又与冷却体18热绝缘。当然也可以设计为，应用一个以上的连接装置10，以用于连接冷却体18和壳体部分26。尤其适宜是将电路板20布置在至少两个连接装置10之间并且借助该连接装置固定在壳体部分26上。可替换地可以将框架12设计为例如，该框架完全环绕着电路板20并且具有多个分布在框架12上的插口14，16。在框架12上设置至少一个同样环绕的密封件34也是适宜的。

无论是上述说明、附图以及权利要求中所公开的本发明的特征还是这些特征的任意组合对于本发明的实现而言均是至关重要的。

参考标号表

10连接装置

12框架

14第一插口

16第二插口

18冷却体

20电路板

22第一固定装置

24第二固定装置

26壳体部分

28空隙

30凹槽

32通孔

34密封件

36周围环境

Claims

1.一种使用于车辆中的连接装置(10)，所述连接装置(10)被用于将布置在载体(18)上的电子组件(20)连接至壳体部分(26)，其中，所述连接装置(10)包括：

-第一插口(14)，用于容纳用于将所述连接装置(10)固定在所述载体(18)上的第一固定装置(22)；

-第二插口(16)，用于容纳用于将所述连接装置(10)固定在所述壳体部分(26)上的第二固定装置(24)，其中，所述第一插口(14)与所述第二插口(16)热绝缘，其中，所述连接装置(10)包括框架(12)，在所述框架中容纳有所述第一插口(14)和所述第二插口(16)，其中，所述第一插口和所述第二插口由金属材料制成，其中，所述第一插口(14)和所述第二插口(16)中的一个插口是具有两个相对的开口的贯通的插口，而另一个插口在插口区域中的一个端部被封闭。

2.根据权利要求1所述的连接装置(10)，其中，所述框架(12)由塑料制成。

3.根据权利要求1所述的连接装置(10)，其中，所述第一插口(14)和所述第二插口(16)设计具有用于容纳所述第一固定装置(22)或所述第二固定装置(24)的共同的容纳方向。

4.根据权利要求1所述的连接装置(10)，其中，所述第一插口(14)和所述第二插口(16)彼此错开地布置。

5.根据权利要求4所述的连接装置(10)，其中，所述第一插口(14)和所述第二插口(16)与用于容纳所述第一固定装置(22)或所述第二固定装置(24)的共同的容纳方向相关地彼此错开地布置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的连接装置(10)，其中，所述电子组件(20)包括电子电路载体。

7.根据权利要求6所述的连接装置(10)，其中，所述电子组件(20)包括电路板。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的连接装置(10)，其中，设置有用于冷却所述电子组件(20)的冷却体。

9.根据权利要求8所述的连接装置(10)，其中，所述冷却体是所述载体(18)。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的连接装置(10)，其中，所述连接装置(10)具有至少一个密封装置(34)，所述密封装置用于相对于所述连接装置(10)的周围环境(36)密封形成在所述壳体部分(26)和所述载体(18)之间的空隙(28)。

11.一种使用于车辆中的控制装置，具有布置在载体(18)上的电子组件(20)，所述电子组件借助根据权利要求1至10中任一项所述的连接装置(10)与壳体部分(26)是相连接的或能够相连接的，其中，所述第一插口(14)和所述第二插口(16)中的一个插口是具有两个相对的开口的贯通的插口，而另一个插口在插口区域中的一个端部被封闭，其中，所述壳体部分(26)和所述载体(18)分别包括通孔或仅在单侧上敞开的凹槽，其中，在所述连接装置中的所述贯通的插口与在所述壳体部分(26)或所述载体(18)中的所述凹槽连接并且所述另一个插口与所述壳体部分(26)或所述载体(18)中的所述通孔连接。