DE102005056046B4

DE102005056046B4 - Zur Montage in einem Kraftfahrzeug zwischen zwei A-Säulen vorgesehenes Cockpit

Info

Publication number: DE102005056046B4
Application number: DE102005056046A
Authority: DE
Inventors: Peter Appel; Harald Dittmann; Jürgen Dreyer; Heiko Schnieders
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2025-11-25
Also published as: DE102005056046A1; US20070115636A1; CN1970347A; US7447031B2

Abstract

Zur Montage in einem Kraftfahrzeug zwischen zwei A-Säulen vorgesehenes Cockpit mit darin angeordneten und Wärme abgebenden elektronischen Bauelementen und mit einem sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Cockpits erstreckenden Querträger, wobei die elektronischen Bauelemente über eine Rohrleitung mit einem Wärme aufnehmenden Fluid verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (11) weiterhin mit dem Querträger (6) verbunden ist und dass der Querträger (6) eine Tragstruktur des Cockpits (5) erzeugt, so dass die von den elektronischen Bauelementen (10) erzeugte Wärme über die Rohrleitung (11) und das Wärme aufnehmende Fluid unmittelbar auf die von dem Querträger (6) erzeugte Tragstruktur übertragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein zur Montage in einem Kraftfahrzeug zwischen zwei A-Säulen vorgesehenes Cockpit mit darin angeordneten und Wärme abgebenden elektronischen Bauelementen und mit einem sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Cockpits erstreckenden Querträger, wobei die elektronischen Bauelemente über eine Rohrleitung mit einem Wärme aufnehmenden Fluid verbunden sind.
Solche Cockpits werden bei heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und weisen elektronische Einrichtungen, wie beispielsweise eine Anzeigetafel, Radio, Navigationsgerät und sonstige Elektronikkomponenten auf und sind aus der Praxis bekannt. Ebenso ist es bekannt, in dem Cockpit eine zentrale Beleuchtungseinrichtung mit einer elektronisch gesteuerten Lichtquelle anzuordnen. Die elektronischen Einrichtungen verfügen über eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen und sind innerhalb des Cockpits angeordnet. Im Betrieb erzeugen die elektronischen Bauelemente Wärme, welche aufwändig aus dem Cockpit abgeführt werden muss. Bei den aus der Praxis bekannten Cockpits weisen die elektronischen Bauelemente Kühlkörper und Gebläse auf, welche die Wärme ableiten sollen. Weiterhin ist es bekannt, die elektronischen Bauelemente im Bereich einer ohnehin vorhandenen Lüftung für den Innenraum des Kraftfahrzeuges anzuordnen.
Nachteilig bei den bekannten Cockpits ist, dass die Ableitung der erzeugten Wärme ausschließlich über auf den elektronischen Bauelementen befestigten Kühlkörpern nur unzureichend ist und dass ein Gebläse zur Unterstützung der Wärmeabfuhr von den elektronischen Bauelementen störende Geräusche verursacht.
Weiterhin ist aus JP 2004 058 943 A eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kühlen einer Armaturentafel für ein Fahrzeug bekannt, wobei die Vorrichtung ein mit zumindest einem Teil in der Instrumententafel eingebettetes, thermisch mit einer Fahrzeugkarosserie oder einem Fahrzeugfahrgestell verbundenes Wärmerohr aufweist.
Ein Kühlsystem für einen Elektronikbehälter offenbart WO 2005/076685 A1 . Das Kühlsystem weist eine zur Verbindung mit dem Elektronikbehälter geeignete passive Kühlvorrichtung und ein aus einem Wärme leitenden Werkstoff hergestelltes, mit der passiven Kühlvorrichtung verbundenes Bauelement auf.
Aus GB 2 336 898 A ist eine elektrische Anschlussdose mit einem Wärmerohr bekannt.
Ferner offenbart DE 101 60 935 A1 eine Kraftfahrzeugkühlvorrichtung mit einem in einem Kraftfahrzeug ortsfest angeordneten elektrischen Gerät und mit einer in oder an dem Fahrzeug angeordneten Wärmesenke, wobei das elektrische Gerät räumlich entfernt von der Wärmesenke angeordnet ist und über eine Heat-Pipe oder ein Wärmerohr mit der Wärmesenke verbunden ist und wobei die Heat-Pipe oder das Wärmerohr zum Kühlen des elektrischen Gerätes Abwärme von diesem weg zu der Wärmesenke hin leitet.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Cockpit der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass es eine zuverlässige Kühlung der elektronischen Bauelemente ermöglicht und störende Gehäuse vermeidet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rohrleitung weiterhin mit dem Querträger verbunden ist und dass der Querträger eine Tragstruktur des Cockpits erzeugt, so dass die von den elektronischen Bauelementen erzeugte Wärme über die Rohrleitung und das Wärme aufnehmende Fluid un mittelbar auf die von dem Querträger erzeugte Tragstruktur übertragen wird.
Durch diese Gestaltung wird die von den elektronischen Bauelementen erzeugte Wärme über die Rohrleitung und das Wärme aufnehmende Fluid unmittelbar auf die von dem Querträger erzeugte Tragstruktur des erfindungsgemäßen Cockpits übertragen. Da sich der Querträger im Wesentlichen über die gesamte Länge des erfindungsgemäßen Cockpits erstreckt und damit sehr große Abmessungen aufweist, kann dank der Erfindung ein besonders großer Betrag an Wärmeenergie von den elektronischen Bauteilen abgeleitet werden. Bei der mit dem Wärme aufnehmenden Fluid gefüllten Rohrleitung wird die Wärme auf das Fluid übertragen und gelangt durch Eigenbewegungen von den elektronischen Bauelementen zu dem Querträger. Solche Rohrleitungen mit darin angeordnetem, Wärme aufnehmendem Fluid werden auch als so genannte Heatpipe bezeichnet. Die Wärmeableitung mittels der Rohrleitung und des darin angeordneten Wärme aufnehmenden Fluids erfordert keine Geräusch erzeugende Lüfter und ermöglicht zudem die Wärmeableitung aus den die elektronischen Bauelemente aufweisenden, elektronischen Einrichtungen.
Zur Verbesserung der Wärmeableitung von der Rohrleitung in den Querträger trägt es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die Rohrleitung an einem Ende mit einem Flansch verbunden ist und wenn der Flansch an dem Querträger verschraubt oder vernietet ist. Die Verschraubung oder Vernietung führt zu einer einfachen Montage des erfindungsgemäßen Cockpits bei einer hohen Wärmeleitfähigkeit.
Der bauliche Aufwand zur Ableitung von Wärme mehrerer elektronischer Bauelemente lässt sich gemäß einer anderen vorteil haften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn die Rohrleitung mit seinem den elektronischen Bauelementen zugewandten Ende mit einem Flansch verbunden ist und wenn der Flansch auf einer die elektronischen Bauelemente aufweisenden Platine oder Struktur befestigt ist.
Die Platine oder die Struktur des Cockpits könnte beispielsweise unmittelbar auf dem Querträger befestigt sein. Das erfindungsgemäße Cockpit lässt sich jedoch mit einem besonders geringen Gewicht fertigen und vermag dennoch die Wärme von den elektronischen Bauteilen abzuführen, wenn die Platine oder die Struktur des Cockpits an einem mit dem Querträger verbundenen Kunststoffbauteil befestigt ist.
Die Wärme lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung von der Rohrleitung auf das angrenzende Bauteil besonders großflächig übertragen, wenn zumindest einer der Flansche eine mit der Rohrleitung verbundene Platte aufweist. Durch diese großflächige Wärmeübertragung wird die Wärme besonders zuverlässig abgeleitet. Weiterhin trägt die Platte bei entsprechenden Abmessungen ebenfalls zu einer Wärmeabstrahlung und damit zu einer zusätzlichen Wärmeabfuhr von den elektronischen Bauelementen bei.
Ein besonders zuverlässiger Wärmeübergang zwischen den einzelnen Bauteilen des erfindungsgemäßen Cockpits lässt sich einfach erreichen, wenn die Verbindung der Rohrleitung mit der Platte des Flansches verschweißt oder verlötet ist. Die Verschweißung oder die Verlötung stellt eine besonders hohe Leitfähigkeit der Verbindung für Wärme sicher.
Ein Toleranzausgleich zwischen den elektronischen Bauteilen und dem Querträger lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach erzeugen, wenn die Rohrleitung zumindest eine Biegung hat. Weiterhin werden hierdurch über die Rohrleitung in die elektronischen Bauteile eingeleitete Kräfte besonders gering gehalten. Eine oder meh rere Biegungen und zudem eine geeignete Materialwahl der Rohrleitung ermöglichen Relativbewegungen zwischen den elektronischen Bauelementen und dem Querträger.
Zur weiteren Erhöhung der Wärmeabfuhr von den elektronischen Bauelementen trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die Rohrleitung aus Leichtmetall gefertigt ist. Vorzugsweise ist das Leichtmetall eine Aluminiumlegierung.
Das Wärme aufnehmende Fluid vermag gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zwischen den Wärme erzeugenden elektronischen Bauelementen und dem Querträger einfach zu zirkulieren und erzeugte Wärme an den Querträger abzuführen, wenn die Rohrleitung mehrwandig ist und einen geschlossenen Kreislauf für das Wärme aufnehmende Fluid bildet.
Zur weiteren Verbesserung der Wärmeableitung von den elektronischen Bauelementen trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn der Querträger aus Leichtmetall gefertigt ist.
Der Querträger weist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein hohes Wärmeleitvermögen auf und lässt sich besonders kostengünstig fertigen, wenn der Querträger aus Magnesiumdruckguss gefertigt ist. Versteifungsrippen solcher Querträger aus Magnesiumdruckguss lassen sich durch eine geeignete Anordnung und Dimensionierung auch als Kühlrippen ausbilden. Damit trägt diese Gestaltung zu einer hohen Wärmeabfuhr von dem Querträger bei.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Diese zeigt in
1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Cockpit von oben,
2 einen Teilbereich des Cockpits aus 1,
3 eine Schnittdarstellung durch eine Rohrleitung des Teilbereichs des Cockpits aus 2 entlang der Linie III–III.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug von oben mit zwei eine Frontscheibe 1 seitlich begrenzenden A-Säulen 2, 3. An der Frontscheibe 1 schließt sich in Fahrtrichtung eine Fronthaube 4 an. Unterhalb der Frontscheibe 1 ist zwischen den beiden A-Säulen 2, 3 ein Cockpit 5 des Kraftfahrzeuges befestigt. Innerhalb des Cockpits 5 ist ein Querträger 6 angeordnet, welcher sich über die gesamte Länge des Cockpits 5 erstreckt. Das Cockpit 5 haltert mehrere elektronische Einrichtungen 7, wie beispielsweise eine Anzeigetafel, ein Navigationsgerät und ein Radio.
2 zeigt einen Teilbereich des Cockpits 5 aus 1 mit dem Querträger 6 und einem Kunststoffbauteil 8. Das Kunststoffbauteil 8 haltert eine Platine 9 einer der in 1 dargestellten elektronischen Einrichtungen 7. Auf der Platine 9 sind mehrere elektronische Bauelemente 10 angeordnet. Im Betrieb erzeugen diese elektronischen Bauelemente 10 eine Verlustleistung, welche in Wärme umgewandelt und in die Umgebung abgegeben wird. Die Platine 9 ist über eine Rohrleitung 11 mit dem Querträger 6 verbunden. Die Enden 12, 13 der Rohrleitungen weisen jeweils einen Flansch 14, 15 mit einer Platte 16, 17 auf. Die Platten 16, 17 der Flansche 14, 15 sind mit dem Querträger 6 und der Platine 9 verschraubt oder vernietet. Die Rohrleitung 11 ist mit den Platten 16, 17 verschweißt oder verlötet. Weiterhin hat die Rohrleitung 11 eine Biegung 18, welche geringfügige Bewegungen zwischen dem Querträger 6 und der Platine 9 und damit einen Toleranzausgleich der Bauteile ermöglicht.
3 zeigt die Rohrleitung 11 aus 2 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie III–III. Hierbei ist zu erkennen, dass die Rohrleitung 11 mehrwandig ausgebildet ist und zwei Kammern 19, 20 zur Aufnahme eines Wärme aufnehmenden Fluids aufweist. Die beiden Kammern 19, 20 sind an den in 2 dargestellten Enden 12, 13 der Rohrleitung 11 miteinander verbunden und ermöglichen damit eine Zirkulationsströmung des Wärme aufnehmenden Fluids.

1: Frontscheibe
2, 3: A-Säule
4: Fronthaube
5: Cockpit
6: Querträger
7: Einrichtung
8: Kunststoffbauteil
9: Platine
10: Bauelement
11: Rohrleitung
12, 13: Ende
14, 15: Flansch
16, 17: Platte
18: Biegung
19, 20: Kammer

Claims

Zur Montage in einem Kraftfahrzeug zwischen zwei A-Säulen vorgesehenes Cockpit mit darin angeordneten und Wärme abgebenden elektronischen Bauelementen und mit einem sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Cockpits erstreckenden Querträger, wobei die elektronischen Bauelemente über eine Rohrleitung mit einem Wärme aufnehmenden Fluid verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (11) weiterhin mit dem Querträger (6) verbunden ist und dass der Querträger (6) eine Tragstruktur des Cockpits (5) erzeugt, so dass die von den elektronischen Bauelementen (10) erzeugte Wärme über die Rohrleitung (11) und das Wärme aufnehmende Fluid unmittelbar auf die von dem Querträger (6) erzeugte Tragstruktur übertragen wird.
Cockpit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (11) an einem Ende mit einem Flansch (14, 15) verbunden ist und dass der Flansch (14, 15) an dem Querträger (6) verschraubt oder vernietet ist.
Cockpit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (11) mit seinem den elektronischen Bauelementen (10) zugewandten Ende mit einem Flansch (14, 15) verbunden ist und dass der Flansch (14, 15) auf einer die elektronischen Bauelemente (10) aufweisenden Platine (9) oder Struktur befestigt ist.
Cockpit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (9) oder die Struktur des Cockpits an einem mit dem Querträger (6) verbundenen Kunststoffbauteil (8) befestigt ist.
Cockpit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Flansche (14, 15) eine mit der Rohrleitung (11) verbundene Platte (16, 17) aufweist.
Cockpit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Rohrleitung (11) mit der Platte (16, 17) des Flansches (14, 15) verschweißt oder verlötet ist.
Cockpit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (11) zumindest eine Biegung (18) hat.
Cockpit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (11) aus Leichtmetall gefertigt ist.
Cockpit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (11) mehrwandig ist und einen geschlossenen Kreislauf für das Wärme aufnehmende Fluid bildet.
Cockpit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (6) aus Leichtmetall gefertigt ist.
Cockpit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (6) aus Magnesiumdruckguss gefertigt ist.