CN102960082B - 控制器组件 - Google Patents

Abstract

控制器组件（1；1’），尤其是用于机动车辆的控制器组件，其具有容纳控制器电子装置的电路板（2；2’），其中，在电路板（2；2’）的装配侧（2a；2a’；2b；2b’）上支撑有至少一个围住至少一个电子结构元件（3）的独立形成的边框元件（5；5’），其中，围绕边框元件（5；5’）的密封件（6）贴靠其外周面（5a；5a’），并且其中，为了形成介质密封地密封的电子装置腔（8），密封件（6）由壳体元件（7a、7b；7a’、7b’）向着电路板（2；2’）挤压。

Description

控制器组件

技术领域

本发明涉及一种依据权利要求1的前序部分的控制器组件。

背景技术

现有技术中的控制器，尤其是使用在机动车辆中的控制器例如变速箱控制器或马达控制器，通常具有壳体，以便保护控制器电子装置不受环境影响。壳体包围电子部件或者说在使用一个或多个密封件的情况下介质密封地封装电子部件。

借助刚性电路板形成的控制器通常借助由例如壳体上部件和壳体下部件组成的壳体形成，该电路板为了接触目的而从壳体中例如伸出。在公知的变型方案中，压铸件分别用作壳体上部件和壳体下部件，在该壳体上部件与该壳体下部件之间布置有电路板。在相应的压铸件中各形成环绕的槽，密封件插入该槽，以便为了密封而贴靠电路板。然而，制造这样的压铸件很昂贵。

在另一公知的变型方案中，例如铝板材用作壳体上部件，该壳体上部件复杂地成型，以便形成用于密封件的容纳槽以及用于遮盖待包封的构件所需的空腔。壳体下部件如之前一样由铝压铸件构成。在这种情况中，壳体上部件虽然比铝压铸件更为有利地制造，但由于其复杂的形状而始终成本高昂。

由文献DE3933084A1公知一种用于控制器电子装置的壳体，其中设置有冷却边框，在该冷却边框上布置有壳体上部件和壳体下部件以及单侧装配的电路板。然而如下也是不利的，即，为了形成容纳密封件的槽以及形成冷却边框而需要复杂的成型工艺。

发明内容

由此出发，本发明的任务在于克服前述现有技术的缺点并且提出一种控制器组件，该控制器组件使简单且成本低廉地加壳和密封控制器电子装置成为可能。

该任务依据本发明通过权利要求1的特征来解决。

依据本发明提出了一种控制器组件，尤其是用于机动车辆的控制器组件，其具有容纳控制器电子装置的电路板，其特征在于，在电路板的装配侧上支撑有至少一个围住至少一个电子结构元件的独立形成的边框元件，其中，围绕边框元件的密封件贴靠其外周面，并且其中，为了形成介质密封地密封的电子装置腔，密封件由壳体元件向着电路板挤压。

在控制器组件的依据本发明的实施形式中，边框元件与壳体元件和电路板分开地形成，该壳体元件尤其是壳体上部件或壳体下部件。

在控制器组件的另一依据本发明的实施形式中，边框元件持久地布置在电路板上，尤其是插入电路板。

在控制器组件的又一依据本发明的实施形式中，边框元件由合成材料或板材制造。

依据按照本发明的控制器组件的一个方面，边框元件持久地附着在壳体元件上，尤其是插入其中。

依据按照本发明的控制器组件的另一方面，壳体元件板状地形成，尤其是形成为平面的板。

依据按照本发明的控制器组件的又一方面，电路板与边框元件导热地连接并且边框元件与壳体元件导热地连接。

依据本发明也提出了一种控制器组件，其中，边框元件在电路板与壳体元件之间的剖面是矩形形状。

依据本发明还提出了一种控制器组件，其中，在电路板的第一侧和对置的第二侧上各布置有一个围住至少一个电子结构元件的、带有将其围绕的密封件的边框元件，其中，密封件各由一个壳体元件分别向着电路板挤压，从而形成第一和第二介质密封地密封的电子装置腔。

在控制器组件的依据本发明的实施形式中，在控制器组件的一个壳体元件上为了与另一壳体元件持久地连接而布置有至少一个舌片。

参照示出了发明本质细节的附图，本发明的其他特征和优点由下面的对本发明的实施例的描述和由权利要求中得出。单个的特征可以各自单独地或以任意组合方式多个地在本发明的变型方案中实现。

附图说明

下面参照所附的图示详细地阐述本发明的优选实施形式。其中：

图1示例性地示出了依据本发明的可能的实施形式的不带壳体上部件的控制器组件；

图2示例性地示出了依据本发明的可能的实施形式的控制器组件的截断的剖面视图；

图3示例性地示出了依据本发明的另一可能的实施形式的控制器组件的壳体元件；

图4示例性地示出了依据本发明的另一可能的实施形式的控制器组件的截断的剖面视图。

在下面的附图说明中，相同的元件或功能设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示例性地示出依据本发明的取下壳体元件，即这里为壳体上部件，后的控制器组件1。控制器组件1具有电路板2，在该电路板上容纳或构造有控制器组件的电子结构元件或者说部件3尤其是控制器电子装置。电子结构元件3例如包括微控制器和/或处理器、晶体管和例如其他功率结构元件等。借助控制器电子装置形成的控制器例如是变速箱控制器或马达控制器，即用于机动车辆的控制器。

电路板2依据本发明以刚性电路板的形式形成，例如以环氧树脂电路板或FR4电路板的形式尤其是以多层的形式或者说以多层电路板的形式。电路板2优选例如是HDI电路板，其中能实现结构元件3的有利的高集成度。为了将电子部件3连成网络而在电路板2上形成印制导线和例如穿通接触部或者说通孔。电路板2单侧地或优选双侧地装配。例如，微控制器4布置在电路板2的第一侧2a、例如下侧，而其他结构元件3例如布置在对置的第二侧2b、例如上侧。

依据本发明，在电路板2上例如在装配的第一侧2b布置或支撑有边框或者说边框元件5，该边框元件独立地形成，也就是说以单独的制造工艺制造。边框元件5例如由合成材料形成或者例如由板材形成并且为此设置如下，即，构造用于引导壳体密封件6的支撑部，此外，该壳体密封件为了密封而与壳体元件7a尤其是与进行遮盖的壳体元件7a共同作用。借助这种布置方案可以形成用于电子部件3的受保护的电子装置腔8，即介质密封的电子装置腔8。

依据本发明的边框元件5围绕至少一个容纳在装配的电路板侧2b上的电子结构元件3，优选多个或所有这样的结构元件3，即，将它们作为组地围住或者说框住。边框元件5为此优选构造为不中断的边框，但必要时也可以分段。尤其需防止受到有害影响的结构元件3作为组地由形成边框5的边框接片5c围绕，参见图1，所述边框接片例如整体地形成。

为了能够适当地支撑针对围绕地贴靠边框元件5的外周面5a而设置的密封件6并且为了能够围绕以壳体元件7a来加壳的结构元件3，边框元件5支撑在电路板2上，例如象图1和图2中所示的那样，位置精准地插入其中。为此，边框元件5具有相应的附着凸出部9，该附着凸出部从边框元件5的用于支撑在电路板2上而设置的贴靠面5b伸出并且嵌入电路板2的相对应的凹部10，例如通过压配合。此外，边框元件5在电路板2上的其他附着可能性也是能设想的，例如粘合、拧紧、焊接或其他方式。

边框元件5例如具有矩形的形状，即边框形状，其中，边框形状的拐角例如被倒圆，参见图1。在穿过边框接片的剖面或横截面处，边框元件5在不考虑向下伸出的或者说伸入电路板2的插接连接凸出部9的情况下例如同样具有矩形的形状，例如参见图2。然而，其他形状也可作为边框形状。

边框元件5持久地布置在电路板2的轮廓内，从而电路板2经由边框元件5向外延伸并且以简单的方式使电接触成为可能，例如通过压适配-针（Pressfit-Pins）、冲压格网等。

为了密封或者说建立介质密封的电子装置腔8，如已经提及的那样，密封件6，例如环形的密封件或成型密封件，尤其是弹性密封件，贴靠边框元件5的独立形成的且支撑在电路板2上的外表面或外周面5a，参见图2。密封件6环绕边框元件5或者说围绕该边框元件地布置。通过穿通密封件6的边框元件5支撑或位置精准地固定密封件6。密封件6贴靠电路板2，即贴靠电路板2的其上叠放地布置有边框元件5的侧2b。

为了形成用于至少一个布置在装配的电路板侧2b上的电子结构元件3的受保护的电子装置腔或者说壳体，向着密封件6挤压地以如下的方式在电路板2上布置有进行遮盖的或者说形成盖的壳体元件7a例如壳体上部件，即，使得在没有叠放的壳体元件7a的情况下在从电路板2到密封件6的方向上超出边框元件5的密封件6尤其是在其整个长度上被压缩，并且因此可靠地在电路板2与进行遮盖的壳体元件7a之间密封。通过贴靠密封件6的壳体元件7a，向着电路板2和向着外周面5a挤压密封件6，例如附加于向着外周面5a的相应的预张紧。

依据本发明，例如由成型的板材例如铝板材制成的壳体元件即壳体元件7a固定在电路板2上，例如与另外的进行遮盖的壳体元件7b例如壳体下部件在对置的电路板侧2a上拧紧、卡锁、扣接、拉紧、卷边。通过依据本发明的布置方案，相对于现有技术而言用于容纳和固定密封件6的壳体元件7a的复杂形状是不必要的。因此，可以使用成本低廉的壳体元件7a，该壳体元件不必复杂地成型。

依据本发明的壳体元件7a有利地构造用于贴靠密封件6的平面的支承区域11，密封件能借助该支承区域来嵌入并且因此被夹住。支承区域11与围绕边框5叠放地布置在电路板上的密封件6的形状相对应并且环绕地在壳体元件7a上形成，例如作为法兰区段，该法兰区段平行于电路板表面2b地延伸。在环绕的平面支承区域11内，例如形成有壳体元件7a的遮盖结构元件3的区域12，在支承区域11外，例如形成有弯曲的区域13，该弯曲的区域向着电路板2地支撑，从而防止密封件6受到有害影响。

在图2中可看出，另一装配的侧2a例如能以传统方式借助铝压铸件7b遮盖。备选地，依据本发明可以借助独立形成的边框元件5包封和密封另一装配的侧2a，即如上面针对电路板侧2a所描述的那样。例如，每个装配的电路板侧2a或2b设置有边框元件5，该边框元件如上面所描述的那样为了形成介质密封的电子装置腔而与密封件6和所配属的壳体元件7a或7b共同作用。另一壳体元件7b例如同样由铝板材形成。

为了依据前面所述的实施形式来形成依据本发明的控制器组件1，首先提供独立制造的边框元件5并且在接下来的步骤中插入电路板2或持久地布置在其上。在接着的步骤中，密封件6围绕边框元件5地布置并且贴靠其外周面5a。在接下来的步骤中，壳体元件7a贴靠在边框元件5和密封件6上并且持久地附着在电路板2上，其中，密封件6在一侧挤压向电路板2而在另一侧挤压向壳体元件7a。在此，在壳体元件7a与电路板2之间密封电子装置腔8。

图3和图4示出了控制器组件1’的依据本发明的实施形式，其中，图3示出了具有布置在其上的独立形成的边框元件5’的壳体元件7b’。与上面所描述的实施形式不同，在另一实施形式中独立制造的或形成的边框元件5’没有插入电路板2而是插入单独制造的壳体元件7a’或7b’或者说持久地布置在其上。边框元件5’例如像相应的壳体元件7a’、7b’那样由相同的材料例如铝或铝板材制造，并且例如可以通过简单的冲压由板材形成。备选地，边框元件5’可以由与壳体元件7a’或7b’不同的材料来形成。

边框元件5’例如还具有矩形形状，其中，边框接片5c’例如同样具有矩形的剖面。贴靠面5b’尤其是不具有附着元件，而是例如连续平面地构造。

依据本发明设计如下，即，边框元件5’出于稳定性原因与贴靠在其上的壳体元件7a’或7b’例如壳体下部件7b’或壳体上部件7a’持久地连接，例如通过粘合或焊接等。而为了建立所形成的密封的电子装置腔8的所期望的功能性，壳体元件7a’或7b’不必强制性地与相应的边框元件5’持久地连接。

在另一实施形式中，边框元件5’在壳体元件7a’或7b’上分别布置在如下侧，即，为了形成电子结构元件3的盖的内侧而设置有该侧。为此，壳体元件7a’或7b’例如分别形成环绕的平面的支承区域11’，在该支承区域布置有在其形状方面相对应的边框元件5’并且此外为了贴靠将其围绕的密封件6而设置有该支承区域。在此，相应的边框元件5’具有如下尺寸，该尺寸能够使围绕待保护的结构元件3以及支撑在电路板2’上成为可能。电路板2’例如没有构造用于边框元件5’的附着元件，壳体元件7a’或7b’例如没有构造弯曲的区段13。

上面所描述的构造方案的密封件6围绕相应的边框元件5’地如下布置，即，密封件6贴靠边框元件5’的外周面5a’。壳体元件7a’或7b’又分别固定在电路板2’上，例如与在对置的电路板侧2a’或2b’上的另一壳体元件7b’或7a’拧紧或拉紧。另一依据本发明的实施形式同样允许使用成本低廉的壳体元件7a’或7b’，该壳体元件不必复杂地成型。

在将边框元件5’和壳体元件7’布置于电路板2’上的过程中，密封件夹持在电路板2’与壳体元件7’之间并且因此实现了电子装置腔8的密封。在此，边框元件5’支撑在电路板2’上。

依据本发明例如设计如下，即，尤其是在双侧装配的电路板2’的情况下，不仅例如壳体上部件形式的壳体元件7a’而且例如壳体下部件形式的壳体元件7b’分别设有依据本发明的边框元件5’并且为了包封装配在其上的结构元件3而在电路板2’的相应的侧2a’或2b’上以上面所描述的方式布置围绕边框元件的密封件6。

此外，另一实施形式的边框元件5’例如设置用于导热，就此而言例如由导热良好的材料制造。尤其是在双侧装配的电路板2’的情况下经由边框5’来散热是有利的，在该电路板中不能建立装配在电路板侧2b’或2a’上的结构元件3和与另外的电路板侧2a’或2b’毗邻的降热器或冷却装置的直接联接，该散热器或冷却装置例如能与壳体元件7b’或7a’毗邻。为了散热，例如在电路板2’中形成的热通孔与支撑在电路板2’上的边框5’导热地连接，其中，边框元件5’又与毗邻于降热器的壳体元件7b’或7a’导热地连接。

依据本发明，边框元件5’附加地例如可以具有一个或多个在边框形状的内部形成的平面式的冷却元件14或冷却板片，为了经由边框元件5’和分别配属的针对密封而与其共同作用的壳体元件7a’或7b’来散热例如经由热通孔，产生相对强的热量的结构元件3能导热地联接在所述冷却元件或冷却板片上。冷却板片14例如能与边框元件5’一同在唯一的工艺步骤中通过冲压来制造。冷却板片14例如伸入边框5’的内部并且在设置有热通孔或待散热的结构元件3的区域中与电路板2’重叠。

依据本发明例如设计如下，即，在无需成型工艺的情况下平坦地构造壳体元件7a’或7b’尤其是壳体下部件，例如构造为冲压的板材件。这样的板状壳体元件7a’或7b’可以有利地以整个面叠放地贴靠在例如冷却元件形式的降热器上。此外，这样的壳体元件7例如贴靠在容纳于电路板2’中的IC例如微控制器上，必要时通过中间连接导热层来用于其散热。

为了为较高构建的部件3提供结构空间，在板状的或平坦的壳体元件7a’或7b’中可以将例如在面朝结构元件3的内侧上的材料去除，从而形成凹处，结构元件3伸入该凹处。

为了依据前面所述的其他的实施形式来形成依据本发明的控制器组件1’，首先提供单独制造的边框元件5’并且在接下来的步骤中插入所提供的壳体元件7a’或7b’。在可选的另外的步骤中，边框元件5’持久地附着在壳体元件7a’或7b’上。在接着的步骤中，密封件6围绕边框元件5’地布置并且贴靠其外周面5a’。在接下来的步骤中，壳体元件7a’或7b’利用边框元件5’和密封件6贴靠在电路板2’上并且持久地附着在其上，其中，密封件6在一侧挤压向电路板2’而在另一侧挤压向壳体元件7a’或7b’。在电路板2’与壳体元件7a’或7b’之间的电子装置腔8在此被密封。

依据本发明通常设置如下，即，借助一个或多个舌片15成本低廉地通过卷边将壳体元件7a或7a’与壳体元件7b或7b’连接。舌片15例如与一个或两个壳体元件7a、7a’、7b、7b’整体地形成并且能够在需要牢固的和机械上固定的壳体时相互焊接。

本发明的构思也一并包括如下，即，将第一实施形式的边框元件5布置在电路板2的第一装配侧2a或2b上而将第二实施形式的边框元件5’布置在电路板2的第二装配侧2b或2a上。依据本发明，也能够设想每个装配的电路板侧2a、2a’或2b、2b’例如也具有多个边框元件5或5’，为了形成介质密封的电子装置腔8，所述边框元件如上面所描述的那样分别与密封件6和相应配属的壳体元件7a或7a’或者7b或7b’共同作用。

通过本发明可以有利地利用较厚的板材来制造壳体元件7a、7a’、7b、7b’，因为不需要复杂的成型。因此能实现更为良好的导热。

附图标记

1、1’          控制器组件

2、2’          电路板

2a、2a’        电路板下侧

2b、2b’        电路板上侧

3               电子结构元件

4               微控制器

5、5’          边框元件

5a、5a’        边框元件的外周面

5b、5b’        贴靠面

5c、5c’        边框接片

6                密封件

7a、7a’         壳体元件（壳体上部件）

7b、7b’         壳体元件（壳体下部件）

8                电子装置腔

9                凸出部

10               凹部

11、11’         支承区域

12               进行遮盖的区域

13               弯曲的区域

14               冷却板片

15               舌片

Claims (15)

1.控制器组件（1；1’），其具有容纳控制器电子装置的电路板（2；2’），其特征在于，在所述电路板（2；2’）的装配侧（2a；2a’；2b；2b’）上支撑有至少一个围住至少一个电子结构元件（3）的独立形成的边框元件（5；5’），其中，围绕所述边框元件（5；5’）的密封件（6）贴靠所述边框元件（5；5’）的外周面（5a；5a’），并且其中，为了形成介质密封地密封的电子装置腔（8），所述密封件（6）由壳体元件（7a、7b；7a’、7b’）向着所述电路板（2；2’）挤压。

2.根据权利要求1所述的控制器组件（1；1’），其特征在于，所述边框元件（5；5’）与所述壳体元件（7a、7b；7a’、7b’）和所述电路板（2；2’）分开地形成。

3.根据权利要求2所述的控制器组件（1；1’），其特征在于，所述壳体元件是壳体上部件（7a；7a’）或壳体下部件（7b；7b’）。

4.根据权利要求1所述的控制器组件（1），其特征在于，所述边框元件（5）持久地布置在所述电路板（2）上。

5.根据权利要求4所述的控制器组件（1），其特征在于，所述边框元件（5）插入所述电路板（2）中。

6.根据权利要求1所述的控制器组件（1；1’），其特征在于，所述边框元件（5；5’）由合成材料或板材制造。

7.根据权利要求1所述的控制器组件（1’），其特征在于，所述边框元件（5’）持久地附着在所述壳体元件（7a’、7b’）上。

8.根据权利要求7所述的控制器组件（1’），其特征在于，所述边框元件（5’）插入所述壳体元件（7a’、7b’）中。

9.根据权利要求1所述的控制器组件（1；1’），其特征在于，所述壳体元件（7a、7b；7a’、7b’）板状地形成。

10.根据权利要求9所述的控制器组件（1；1’），其特征在于，所述壳体元件（7a、7b；7a’、7b’）形成为平面的板。

11.根据权利要求1所述的控制器组件（1’），其特征在于，所述电路板（2’）与所述边框元件（5’）导热地连接并且所述边框元件（5’）与所述壳体元件（7a’、7b’）导热地连接。

12.根据权利要求1所述的控制器组件（1），其特征在于，所述边框元件（5、5’）在所述电路板（2；2’）与所述壳体元件（7a、7b；7a’、7b’）之间的剖面是矩形的。

13.根据权利要求1所述的控制器组件（1），其特征在于，在所述电路板（2、2’）的第一侧（2a；2a’）和对置的第二侧（2b；2b’）上各布置有一个围住至少一个电子结构元件（3）的、带有将其围绕的密封件（6）的边框元件（5；5’），其中，所述密封件（6）各由一个壳体元件（7a、7b；7a’、7b’）向着所述电路板（2；2’）挤压，从而形成第一和第二介质密封地密封的电子装置腔（8）。

14.根据权利要求1所述的控制器组件（1；1’），其特征在于，在所述控制器组件（1；1’）的一个壳体元件（7a、7b；7a’、7b’）上为了与另一壳体元件（7b、7a；7b’、7a’）持久地连接而布置有至少一个舌片（15）。

15.根据权利要求1-14之一所述的控制器组件（1；1’），其特征在于，所述控制器组件（1；1’）是用于机动车辆的控制器组件。