DE10153173A1

DE10153173A1 - Elektrischer Antrieb, insbesondere Scheibenwischer-Antrieb

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Publication number: DE10153173A1
Application number: DE10153173A
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-10-27
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2021-10-28
Also published as: DE10153173B4

Abstract

Bei einem elektrischen Antrieb, insbesondere einem Scheibenwischer-Antrieb, umfassend einen Antriebsmotor zum Antreiben insbesondere eines Scheibenwischers, ein dem Antriebsmotor zugeordnetes Getriebe mit einem Getriebegehäuse (2) und einem Getriebegehäusedeckel (3), eine dem Antriebsmotor zugeordnete elektrische Schaltung (4), umfassend eine Leiterplatte (6) mit Elektronik-Komponenten (5), zur Regelung des Antriebsmotors, und ein Wärmeleitelement (9') zur Wärmeabführung von der elektrischen Schaltung (4) zu einem Kühlkörper, ist vorgesehen, daß das Wärmeleitelement (9') zwischen dem Getriebegehäuse (2) und dem Getriebegehäusedeckel (3) angrenzend angeordnet ist, wobei das Getriebegehäuse (2) den Kühlkörper umfaßt.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb, insbesondere einen Scheibenwischer-Antrieb, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei derartigen Scheibenwischer-Antrieben ist es bekannt, den Getriebege häusedeckel mit einem separaten Kühlkörper auszubilden, der über ein Wärmeleitelement mit der elektrischen Schaltung des Antriebsmotors in Wärmeleit-Verbindung steht, um die von der elektrischen Schaltung er zeugte Wärme abzuführen. Diese bekannten Scheibenwischer-Antriebe weisen des weiteren einen Fettschutzkörper auf, der den Kommutator des Antriebs vor Verschmutzung, insbesondere durch Getriebefett, schützt.

Nachteilig bei diesen bekannten Scheibenwischer-Antrieben ist die Viel zahl der unterschiedlichen Bauelemente, die ein solcher Antrieb umfaßt. Dies hat eine kostenaufwendige und komplizierte Montage zufolge.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kom plexität des Scheibenwischer-Antriebs zu reduzieren und eine besonders hohe Wärmeabführung von der elektrischen Schaltung durch das Wärme leitelement zu dem Kühlkörper zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Kern der Erfindung ist darin zu sehen, daß das Wärmeleitelement zwi schen dem Getriebegehäuse und dem Getriebegehäusedeckel direkt an die elektrische Schaltung angrenzend angeordnet ist, wobei das Getriebege häuse den Kühlkörper umfaßt. Es ist aber auch denkbar, daß das Getriebe gehäuse selbst die Eigenschaften eines Kühlkörpers aufweist.

Insbesondere durch die Weiterbildung des Wärmeleitelements gemäß An spruch 3 wird erreicht, daß das Wärmeleitelement zusätzlich zu der Eigen schaft der Wärmeabführung aufgrund seiner Elastizität Toleranzen zwi schen dem Getriebegehäuse und dem Getriebegehäusedeckel ausgleicht und somit auch eine Dichtfunktion erfüllt. Durch diese Ausgestaltung wird eine Verunreinigung des Kommutators des Antriebsmotors insbesondere durch Getriebefett verhindert.

Durch die Weiterbildung des Wärmeleitelements gemäß Anspruch 4 wird der Zusammenbau des elektrischen Antriebs weiter vereinfacht und die Stückzahl der in dem elektrischen Antrieb verwendeten Einzelteile weiter reduziert, da ein Verschrauben des Getriebegehäusedeckels mit dem Ge triebegehäuse bzw. ein Zusammenklipsen entfällt.

Durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 8 wird der Zusammenbau des Scheibenwischer-Antriebs besonders rationell, da das Aufbringen eines flüssigen, oder pastösen, das Wärmeleitelement bildenden Materials einfa cher zu automatisieren ist, als die Verwendung einer elastischen Wärme leitfolie.

Die Weiterbildungen gemäß den Ansprüchen 9 und 11 ergeben eine beson ders gute Wärmeabführung von der elektrischen Schaltung zu dem Kühl körper.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Getriebes, wobei das Wärmeleitelement an die den Elektronik-Komponenten der elektrischen Schaltung abgewandten Seite der Leiterplatte ange bunden ist,

Fig. 2 einen schematischen Teilschnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Ge triebe,

Fig. 3 einen schematischen Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ge triebe, wobei das Wärmeleitelement direkt an die Elektronik- Komponenten der elektrischen Schaltung angebunden ist,

Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf eine Leiterplatte, und

Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch die in Fig. 4 dargestellte Leiter platte, der außerdem das Wärmeleitelement und einen Teil des Ge triebegehäuses 5 zeigt.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte, einem Antriebsmotor zum Antreiben eines Scheibenwischers zugeordnete Getriebe 1 umfaßt ein Getriebegehäu se 2 und einen Getriebegehäusedeckel 3. In dem Getriebe 1 ist eine elektri sche Schaltung 4 angeordnet, die dem Antriebsmotor zugeordnet ist und zu dessen Regelung dient. Die elektrische Schaltung 4 befindet sich zwischen dem Getriebegehäuse 2 und dem Getriebegehäusedeckel 3. Sie umfaßt eine mit Elektronik-Komponenten 5 bestückte Leiterplatte 6. Als Elektronik- Komponenten 5 werden insbesondere SMD-Leistungsbauelemente, Feldef fekttransistoren, wie z. B. MOS-Fets oder dgl., angesehen, wobei in Fig. 1 und 2 mit 5' eine Kühlfahne für ein Leistungsbauelement bezeichnet ist.

Die Elektronik-Komponenten 5 sind in dieser ersten Ausführungsform des Getriebes 1 dem Getriebegehäusedeckel 3 zugewandt auf der Leiterplatte 6 montiert. Der Getriebegehäusedeckel 3 weist zur Aufnahme der Elektro nik-Komponenten 5 eine entsprechende Erhebung 7 auf. Die Leiterplatte 6 der elektrischen Schaltung 4 ist auf einem in einer Ausnehmung 8 des Ge triebegehäuses 2 angeordneten Wärmeleitelement 9 fixiert. Das Wärme leitelement 9 steht somit in Wärmeleit-Verbindung mit der Leiterplatte 6 und dem Getriebegehäuse 2, wobei das Getriebegehäuse 2 als Kühlkörper wirkt. Einen separaten Kühlkörper in das Getriebegehäuse 2 einzubringen, ist ebenfalls denkbar. Aus Kostengründen wird das Wärmeleitelement 9 im übrigen lediglich partiell mit der Leiterplatte 6 verbunden.

Das Wärmeleitelement 9 ist als ein einstückiges und elastisches Flächenteil in Form einer flexiblen Wärmeleitfolie ausgebildet, die aus einem silokon haltigen und elektrisch isolierenden Material besteht. Auch ist die Verwen dung eines silikonfreien Materials möglich. Da solche Werkstoffe kein Si likonöl abscheiden, hat dies den Vorteil, daß sich kein ausgasendes Sili konöl auf dem Kommutator niederschlagen kann.

Das Wärmeleitelement 9 weist des weiteren zwei Klebeflächen 10 und 11 auf, um es mit der benachbart angeordneten Leiterplatte 6 bzw. mit dem direkt angrenzenden Getriebegehäuse 2 zu verbinden. Ein Lösen des Wär meleitelements 9 ist jederzeit möglich. Ebenfalls ist es denkbar, das Wär meleitelement 9 derart auszugestalten, daß es außerdem als Verbindungs element zur Klebverbindung des Getriebegehäusedeckels 3 mit dem Ge triebegehäuse 2 fungiert. Hierzu sind die Abmessungen des Wärmeleitele ments 9 so zu ändern, daß die Klebeflächen 10, 11 sowohl an dem Getrie begehäuse 2 als auch an dem Getriebegehäusedeckel 3 anliegen. Wie be reits erwähnt, wird durch die Klebeeigenschaft des Wärmeleitelements 9 die Montage des Getriebes 1 erheblich vereinfacht und die Montagedauer wesentlich verkürzt. Der Wärmewiderstand des Wärmeleitelements 9 ist im übrigen von der Dicke des Wärmeleitelements 9 abhängig.

Während des Betriebs des Scheibenwischer-Antriebs wird die durch die Elektronik-Komponenten 5 erzeugte Wärme über die Leiterplatte 6 an das Wärmeleitelement 9 übertragen und dann über das als Kühlkörper fungie rende Getriebegehäuse 2 an die Umgebung abgegeben.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 eine zweite Ausführungs form der Erfindung beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Be zugszeichen, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Be schreibung hiermit verwiesen wird. Das in Fig. 3 dargestellte Getriebe 1 unterscheidet sich von dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Getriebe 1 dadurch, daß die Elektronik-Komponenten 5 der elektrischen Schaltung 4 dem Getriebegehäuse 2 zugewandt sind und somit mit ihrem Gehäuse di rekt in Wärmeleit-Verbindung mit dem Wärmeleitelement 9' stehen.

Eine dritte, nicht eigens dargestellte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das Wärmeleitelemente 9, 9' als eine aufspritzbare Wärmeleitschicht auszubilden. Die aufspritzbare Wärmeleitschicht ist aus einem flüssigen oder pastösen Material gebildet, das aus zwei Komponenten besteht. Auch ein 1-komponentiges Material ist verwendbar, das entweder feuchtigskeits vernetzend oder luftaushärtend ist. Diese werden während des Aufbringens vermischt und härten aus. Das verwendete Material kann, wie bei dem be reits beschriebenen Wärmeleitelement 9, 9', silikonhaltig oder silikonfrei sein und klebende und elastische Eigenschaften aufweisen. Die Wärmeleit schicht zeigt außerdem den Vorteil, daß bei der Montage und des Betriebs des Getriebes 1 keine Rückstellkraft auf den Getriebegehäusedeckel 3 wirkt, wodurch die Montage vereinfacht und die Dichtung verbessert wird. Das Risiko eines Schadens durch die hohe Belastung der Leiterplatte 6 und des Getriebegehäusedeckels 3 wird somit verringert.

Es ist ferner möglich, die elektrische Schaltung 4 außerhalb des Getriebes 1 in einem separaten Gehäuse unterzubringen. Dieses Gehäuse umfaßt des weiteren das Wärmeleitelement 9, 9' und einen Kühlkörper.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 eine vierte Aus führungsform der Erfindung beschrieben. Identische Teile erhalten diesel ben Bezugszeichen, wie bei den vorherigen Ausführungsformen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Die Anordnung des Wärmeleitele ments 9" in dem Getriebe 1 ist entsprechend der in den Fig. 1 und 2 darge stellten Ausführungsform, d. h. die Leiterplatte 6 befindet sich zwischen den Elektronik-Komponenten 5 und dem Wärmeleitelement 9". Die Leiter platte 6 weist in dieser Ausführungsform unter den Elektronik-Kompo nenten 5 Durchgangsöffnungen 15 auf. Durch diese Durchgangsöffnungen 15 steht die Wärmeleitschicht 9" mit den Elektronik-Komponenten 5 in Wärmeleit-Verbindung, d. h. die Durchgangsöffnungen 15 sind mit dem Material der Wärmeleitschicht 9" gefüllt. Das hier verwendete Material entspricht dem in der dritten Ausführungsform aufgeführten Material. Durch diese Ausgestaltung der Leiterplatte 6 wird die Wärmeabfuhr von den Elektronik-Komponenten 5 weiter verbessert. Aufgrund dessen können Elektronik-Komponenten 5 mit höheren Verlustleistungen eingesetzt wer den bzw. wird ein Betrieb des elektrischen Antriebs bei höheren Umge bungstemperaturen ermöglicht. Die Elektronik-Komponenten 5 werden durch die Wärmedurchkontaktierungen 14 und die Durchgangsöffnungen 15 von unten kontaktiert. Dadurch ergibt sich eine direkte Kontaktierung der Kühlfahnen der Elektronik-Komponenten 5 mit dem als Kühlkörper fungierenden Getriebegehäuse 2.

Zusammenfassend ist das Wärmeleitelement 9, 9', 9" als multifunktionales Element anzusehen. Es übernimmt die Funktion einer Dichtung und einer elektrischen Isolierung. Ferner gleicht es Toleranzen zwischen dem Getrie begehäuse 2 und dem Getriebegehäusedeckel 3 aus und führt die von den Elektronik-Komponenten 5 erzeugte Wärme ab. Auf einen separaten Kör per zum Vermeiden von Verschmutzungen, insbesondere durch Getriebe fett, karin somit verzichtet werden.

Claims

1. Elektrischer Antrieb, insbesondere Scheibenwischer-Antrieb, umfas send

a) einen Antriebsmotor zum Antreiben, insbesondere eines Schei benwischers,
b) ein dem Antriebsmotor zugeordnetes Getriebe (1) mit
- 1. einem Getriebegehäuse (2) und
- 2. einem Getriebegehäusedeckel (3),
c) eine dem Antriebsmotor zugeordnete elektrische Schaltung (4), umfassend eine Leiterplatte (6) mit Elektronik-Komponenten (5), zur Regelung des Antriebsmotors, und
d) ein Wärmeleitelement (9, 9', 9") zur Wärmeabführung von der elektrischen Schaltung (4) zu einem Kühlkörper,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Wärmeleitelement (9, 9', 9") zwischen dem Getriebegehäuse (2) und dem Getriebegehäusedeckel (3), direkt an die elektrische Schaltung (4) angrenzend angeordnet ist, wobei das Getriebege häuse (2) den Kühlkörper umfaßt.

2. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement (9, 9', 9") als einstückiges Flächenteil ausgebil det ist.

3. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das Wärmeleitelement (9, 9', 9") elastisch ausgebildet ist.

4. Elektrischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Wärmeleitelement (9, 9', 9") lösbar befestigbar ist.

5. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement (9, 9', 9") mindestens eine Klebefläche (10, 11) zur Montagevereinfachung aufweist.

6. Elektrischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß das Wärmeleitelement (9, 9', 9") als Verbindungs element zum Verbinden eines Getriebegehäusedeckels (3) mit dem Ge triebegehäuse (2) fungiert.

7. Elektrischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß das Wärmeleitelement (9, 9', 9") als flexible Wär meleitfolie ausgebildet ist.

8. Elektrischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß das Wärmeleitelement (9") als aus einem flüssigen oder pastösen Material aufspritzbare Wärmeleitschicht ausgebildet ist.

9. Elektrischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das Wärmeleitelement (9, 9', 9") direkt an eine oder mehrere Elektronik-Komponenten (5) der elektrischen Schaltung (4) angebunden ist.

10. Elektrischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das Wärmeleitelement (9) direkt an die den Elek tronik-Komponenten (5) der elektrischen Schaltung (4) abgewandten Seite der Leiterplatte (6) angebunden ist.

11. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 8 und 10, dadurch gekennzeich net, daß die Leiterplatte (6) mit dem Material der Wärmeleitschicht (9") gefüllte Durchgangsöffnungen (15) unterhalb von zu kühlenden Elektronik-Komponenten (5) umfaßt, durch die die Wärmeleitschicht (9) mit den Elektronik-Komponenten (5) in Wärmeleit-Verbindung steht.

12. Elektrischer Antrieb insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltung (4) mit Elek tronik-Komponenten (5), einer Leiterplatte (6), dem Wärmeleitelement (9, 9', 9") und einem Kühlkörper separat in einem externen Gehäuse untergebracht sind.