DE102008037372A1

DE102008037372A1 - Gehäuse für temperatursensible Komponenten

Info

Publication number: DE102008037372A1
Application number: DE102008037372A
Authority: DE
Inventors: Frank Gömmel; Bernd REXHÄUSER; Wilhelm Seel
Original assignee: Lear Corp GmbH
Current assignee: Lear Corp GmbH
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2010-04-01

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse, das einen Aufnahmeraum für elektrische und/oder elektronische Komponenten bildet. Im Gehäuse sind mindestens ein erster Aufnahmeraum und mindestens ein zweiter Aufnahmeraum ausgebildet. Der erste Aufnahmeraum ist vom zweiten Aufnahmeraum thermisch isoliert. Das Gehäuse weist im Bereich des ersten Aufnahmeraums mindestens einen ersten und mindestens einen zweiten Durchbruch durch das Gehäuse auf, wobei der erste Durchbruch und der zweite Durchbruch jeweils an unterschiedlichen Seitenwandungen des Gehäuses angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für temperatursensible Komponenten, mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Bisher bekannte Gehäuse für temperatursensible Komponenten weisen zumeist einen elektrisch betriebenen Lüfter auf, der eine Luftzirkulation im Gehäuse erzeugt und so die Temperatur im Gehäuse auf einem Niveau hält, für welches die im Gehäuse angeordneten Bauelemente ausgelegt und zugelassen sind. Nachteilig bei derartigen Gehäusen ist aber, dass der Lüfter zum einen elektrischen Strom zum Betrieb benötigt, somit Energie verbraucht und zum anderen bei seinem Betrieb Geräusche verursacht. Dies ist insbesondere beim Einsatz in Kraftfahrzeugen von Nachteil, da der Energieverbrauch des Lüfters Einfluss auf den Treibstoffverbrauch des Kraftfahrzeuges hat und der Lüfter auch störende Geräusche beim Betrieb erzeugt.
Gehäuse, welche ohne Lüfter auskommen, sind bereits bekannt. So ist beispielsweise aus DE 20 2004 012 318 U1 ein Knoten- oder Verteilerelement für ein CAN-Bussystem offenbart. In einem Gehäuse ist eine Leiterplatte angeordnet, auf welcher elektronische Bauelemente, einschließlich mindestens ein Leistungstransistor, angeordnet sind und welche Anschlusselemente zum Anschluss der Bauelemente für von außen zuzuführende Kabel enthält. Das Gehäuse ist als flaches Gehäuse mit im Wesentlichen ecki gem Grundriss ausgebildet, mit einem Unterteil und einem deckelartigen Oberteil, wobei im Gehäuse die Leiterplatte derart angeordnet ist, dass sie bei zusammengesetztem Gehäuse mindestens in ihrem Endungsbereich zwischen Ober- und Unterteil festgeklemmt ist, wobei Wärmeableitelemente im Bereich der Leistungstransistoren mit Wärmeableitflächen der Leiterplatte verbunden sind, welche in direktem Kontakt mit Wärmeaufnahmeflächen des Gehäuses stehen. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist, dass die Wärmebelastung, welche beim Betrieb der elektrischen Bauelemente entsteht, für alle im Gehäuse angeordneten Bauelemente gleich ist. Daher müssen sämtliche Bauelemente auf die nahezu gleiche Betriebstemperatur ausgelegt sein.
Aus DE 10 2005 048 100 A1 ist ein weiteres elektrisches Gerät, insbesondere ein elektronisches Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, bekannt. Bei dieser Ausführungsform wird das elektrische Gerät mit einem Träger versehen, auf dem zumindest ein elektrisches Bauteil angeordnet ist. Das elektrische Bauteil gibt im Betrieb Wärme ab und ist mittels eines Wärmetauschers entwärmbar. Es ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher ein Stangenpressprofil ist. Auch hier ist wiederum im Gehäuse eine einheitliche Temperatur vorhanden, so dass die Bauelemente allesamt auf die Temperatur, welche beim Betrieb entsteht, ausgelegt sein müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Gehäuse zur Aufnahme von elektrischen/elektronischen Komponenten aufzuzeigen, welches es ermöglicht, innerhalb des Gehäuses unterschiedliche Temperaturen beim Betrieb der elektrischen/elektronischen Komponenten zu haben und zugleich ohne Einsatz von elektrischen oder elektromechanischen Komponenten, wie etwa einem Peltier-Element oder einem Lüfter, eine ausreichende Kühlung der elektrischen Komponenten und eine Ableitung der im Gehäuse entstehen den Betriebswärme der elektrischen Komponenten zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird anhand der Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiterbildenden Unteransprüchen sowie der weiteren Beschreibung und insbesondere der Figuren aufgezeigt.
Das erfindungsgemäße Gehäuse weist mindestens zwei voneinander getrennte Aufnahmeräume auf. Ein erster Aufnahmeraum dient zur Aufnahme der besonders wärmeempfindlichen Komponenten, welche im Gehäuse angeordnet werden sollen. Der zweite Aufnahmeraum dient zur Aufnahme der besonders abwärmeerzeugenden elektrischen/elektronischen Komponenten und der weiteren elektrischen/elektronischen Komponenten. Bereits durch die räumliche Abtrennung im Gehäuse ist gewährleistet, dass unterschiedliche Temperaturen im Gehäuse beim Betrieb entstehen, da die elektrischen/elektronischen Komponenten bzw. Bauelemente, welche eine besonders hohe Betriebstemperatur erreichen oder eine besonders hohe Wärmeabgabe erzeugen, von den wärmeempfindlichen Komponenten und/oder Bauelementen räumlich im Gehäuse abgetrennt angeordnet sind.
Außerdem ist eine thermische Isolierung zwischen dem ersten und dem zweiten Aufnahmeraum im Gehäuse vorgesehen, so dass Abwärme, welche beim Betrieb der besonders hohe Betriebstemperatur erreichenden und/oder besonders hohe Wärmeabgabe erzeugenden und/oder besonders wärmeabgebenden elektrischen/elektronischen Komponenten vom zweiten Aufnahmeraum des Gehäuses in den ersten Aufnahmeraum des Gehäuses weitgehend unterbunden wird.
Zur Abführung der entstehenden Abwärme beim Betrieb der elektrischen/elektronischen Komponenten im ersten Aufnahmeraum des Gehäuses sind Durchbrüche durch die Gehäuse wand nach außen vorhanden. Vorzugsweise sind erste Durchbrüche im Deckel, sprich im oberen Bereich des Gehäuses, und zweite Durchbrüche in einer oder mehreren Seitenwandungen des Gehäuses im Bereich des ersten Aufnahmeraumes vorgesehen. Abwärme, welche beim Betrieb der Komponenten bzw. der elektrischen/elektronischen Komponenten im ersten Aufnahmeraum entsteht, kann somit durch natürliche Konvektion und Luftzirkulation abgeleitet werden.
Zugleich wird die Luftmenge, welche durch die ersten Durchbrüche aus dem Aufnahmeraum ausströmt, durch die zweiten Durchbrüche in Form von kühlerer Umgebungsluft angesaugt. Auf diese Weise entsteht ein natürlicher Zirkulationsfluss der Luft, welcher zugleich zur Kühlung der Komponenten, elektrischen/elektronischen Komponenten im ersten Aufnahmeraum führt. Sind die ersten Durchbrüche in Deckel und die zweiten Durchbrüche in einer Seitenwand oder im Bodenbereich, so ergibt sich ein Kamineffekt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, zusätzlich mindestens einen elektrischen Lüfter einzusetzen. Durch den Einsatz eines Lüfters können im Gehäuse elektrische/elektronische Komponenten mit einer noch höheren Leistung eingesetzt werden, da der Lüfter einen zusätzlichen bzw. stärkeren Luftdrucksatz erbringt und somit die Wärmeableitung aus dem Gehäuse erhöht wird.
Alternativ können aber nicht nur elektrische/elektronische Komponenten mit einer höheren Leistung eingesetzt werden, es können wegen des höheren und besseren Luftdurchsatzes elektrische/elektronische Komponenten mit einer niedrigeren zulässigen maximalen Betriebstemperatur eingesetzt werden. Dies ermöglicht eine kostengünstigere Herstellung der Komponenten.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Komponenten und/oder elektri schen/elektronischen Komponenten im ersten Aufnahmeraum, welche dort eine niedrigere maximale Betriebstemperatur erreichen als die elektrischen/elektronischen Komponenten im zweiten Aufnahmeraum, MOST-Konnektoren, bzw. MOST-Stecker sind.
In diese Most-Stecker-Komponenten werden die Lichtwellenleiter des MOST-Busses eingesteckt. In diesen Stecker-Komponenten werden die optischen Signale aus dem Lichtwellenleiter über die Stecker aus- oder eingekoppelt.
Hierzu werden die Lichtleiterenden an Kunststoffelementen in den Steckern optisch gekoppelt, sodass dann die optischen Signale aus dem Lichtleiter in elektrische Signale umgewandelt werden können. Diese Kunststoffelemente sind aus klarem Kunststoff gefertigt, der bei einer Überschreitung einer vorgegebenen Betriebstemperatur trübe wird. Daher müssen diese Komponenten von den anderen Komponenten im Gehäuse abgetrennt, insbesondere thermisch abgetrennt, und isoliert werden. Diese Komponenten dürfen eine Temperatur von ca. 95° Grad Celsius nicht überschreiten. Diejenigen elektrischen/elektronischen Komponenten, welche hohe Betriebstemperatur erreichen oder eine besonders hohe Wärmeerzeugung und -abgabe haben und somit bei der thermischen Betrachtung als relevant einzustufen sind, werden im zweiten Aufnahmeraum angeordnet.
Die Abtrennung des ersten und zweiten Aufnahmeraums kann durch eine Abtrennung erfolgen, welche eine gute Isolationswirkung hat, um den ersten Aufnahmeraum vom zweiten Aufnahmeraum zu trennen.
Als besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, diese Abtrennung durch eine Umhausung der Komponenten im ersten Aufnahmeraum zu erreichen. Die Umhausung der Komponenten stellt dann zugleich die Abtrennung zwischen dem ersten und dem zweiten Aufnahmeraum dar.
Vorteilhaft wird die Umhausung aus Kunststoff, insbesondere thermoplastischem Kunststoff gebildet. Die Umhausung ist als dreidimensional hohles räumliches Gebilde ausgestattet, welches über die Komponenten gestülpt wird. Es weist Öffnungen auf, welche mit den ersten und zweiten Durchbrüchen im Gehäuse korrespondieren, sodass der Wärmeaustausch nach außen gewährleistet bleibt.
Die Umhausung ist auf eine Platte, auf welcher zugleich die elektrischen/elektronischen Komponenten im Gehäuse angeordnet sind, angeordnet. Diese Platte bildet in einer vorteilhaften Ausgestaltung zugleich die Leiterplatte, welche in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung als Multilager ausgeführt ist. Diese Platte ist vorzugsweise kupferbeschichtet, da Kupfer eine besonders gute thermische Leitfähigkeit aufweist. Durch die Platte und deren Kupferbeschichtung wird somit die Wärme der elektrischen/elektronischen Komponenten zusätzlich in die Platte übertragen. Die Fläche zur Wärmeableitung wird auf diese Weise vergrößert, so dass eine bessere Kühlleistung erzeugt wird.
Es kann somit eine größere erwärmte Fläche von der in das Gehäuse in den ersten Aufnahmeraum eindringenden kühlen Luft umströmt werden. Somit wird eine noch bessere Kühlung erreicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Platte, auf welcher die elektrischen/elektronischen Komponenten angeordnet sind, einstückig ausgeführt und erstreckt sich nahezu über die gesamte Innenlänge des Gehäuses.
Da sich die Platte in den ersten und zweiten Aufnahmeraum erstreckt und eine Wärmeleitung zwischen dem ersten und zweiten Aufnahmeraum über die Platte unterbunden werden soll, weist die Platte im Bereich des Übergangs zwischen dem ersten und dem zweiten Aufnahmeraum lediglich geringe Kupferbeschichtungsstege auf, so dass eine Temperaturleitung vom zweiten Aufnahmeraum in den ersten Aufnahmeraum nahezu unterbunden wird.
Die Kupferbeschichtung der Platte dient außerdem zur Abschirmung der elektrischen/elektronischen Komponenten vor EMV-Belastungen.
Das erfindungsgemäße Gehäuse bildet einen Aufnahmeraum für elektrische und/oder elektronische Komponenten aus, wobei im Gehäuse mindestens ein erster Aufnahmeraum und mindestens ein zweiter Aufnahmeraum ausgebildet sind. Der erste Aufnahmeraum ist vom zweiten Aufnahmeraum des Gehäuses abgetrennt und thermisch isoliert. Das Gehäuse weist im Bereich des ersten Aufnahmeraums mindestens einen ersten und mindestens einen zweiten Durchbruch durch das Gehäuse auf, wobei der erste Durchbruch und der zweite Durchbruch jeweils an unterschiedlichen Seitenwandungen des Gehäuses angeordnet sind.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 2 ist bevorzugt, dass die Seitenwandungen des Gehäuses, in welchen die Durchbrüche angeordnet sind, einen Winkel von mindestens 75° Grad und höchstens 135° Grad zwischen sich einschließen.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 3 ist bevorzugt, dass die Seitenwandungen des Gehäuses, in welchen die Durchbrüche angeordnet sind, einen Winkel von nahezu 90° Grad zueinander bilden.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 4 ist bevorzugt, dass der erste Durchbruch im Deckel des Gehäuses angeordnet ist.
Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 5 ist, dass der erste und der zweite Durchbruch in Form von Löchern in den Seitenwandungen des Gehäuses gebildet sind und die Löcher eine runde, ovale, rechteckige oder quadratische Form haben und Stege zwischen den Löchern verbleiben, um die Stabilität, Steifigkeit und EMV-Dichtigkeit des Gehäuses zu gewährleisten. Hierdurch ist zum einen eine ausreichende Stabilität des Gehäuses gewährleistet, zum andern ist eine einfache Herstellung des Gehäuses und der Durchbrüche gegeben.
Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 6 ist, dass durch die Anordnung des ersten und des zweiten Durchbruchs im Gehäuse die Abwärme, welche beim Betrieb der im ersten Aufnahmeraum angeordneten, mindestens einen elektrischen/elektronischen Komponente entsteht, durch den ersten Durchbruch aus dem Gehäuse durch Konvektion und/oder Abfluss erwärmter Luft abgeführt wird und über den zweiten Durchbruch kühlere Umgebungsluft in das Gehäuse einströmt. Durch die Wahl und Anordnung der Durchbrüche entsteht eine Luftzirkulation im Gehäuse und eine ausreichende Kühlung der elektrischen/elektronischen Komponente/n im Gehäuse.
Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 7 ist, dass die elektrischen/elektronischen Komponenten im Gehäuse auf mindestens einer Platte angeordnet sind. Hierdurch wird zum einen eine Stabilisierung des Gehäuses erreicht und zum anderen sind die elektrischen/elektronischen Komponenten fest und sicher im Gehäuse angeordnet. Es ist dann ausreichend, die Platte im Gehäuse fest zu verankern. Weitere Vorkehrungen sind nicht notwendig.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 8 ist bevorzugt, dass die Platte aus FR4 oder CM1 besteht und eine Kupferbeschichtung aufweist.
Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 9 ist, dass zur thermischen Isolierung des ersten Aufnahmeraumes vom zweiten Aufnahmeraum Isolierungsmaterial angeordnet ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Wärme im zweiten Aufnahmeraum verbleibt und der erste Ausnahmeraum relativ unbelastet von der Wärmeabgabe der elektrischen/elektronischen Komponenten im zweiten Aufnahmeraum bleibt.
Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 10 ist, dass das Isolierungsmaterial als Umhausung der Komponenten im ersten Aufnahmeraum gebildet ist. Hierdurch ist eine einfache Bearbeitung gegeben und die Produktion des Gehäuses und der Abtrennung der mindestens zwei Aufnahmeräume kann einfach erfolgen.
Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 11 ist, dass die Kupferbeschichtung der Platte im Bereich des Isoliermaterials nur Stege aus Kupfer bildet, um eine Wärmeableitung aus dem zweiten Aufnahmeraum in den ersten Aufnahmeraum weitgehend zu unterbinden. Somit kann die Funktion der Kupferbeschichtung auch im zweiten Aufnahmeraum verwendet werden, ohne dass eine Wärmeleitung vom zweiten in den ersten Aufnahmeraum über die Kupferbeschichtung erfolgt. Außerdem kann die Platte somit produktionstechnisch einfach hergestellt werden.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 12 ist bevorzugt, dass die Platte durch die Kupferbeschichtung zum einen zur Ableitung der entstehenden Wärme der elektrischen Komponenten im ersten und zweiten Aufnahmeraum und zugleich durch die Kupferbeschichtung der Platte eine größere Fläche zur Abgabe der Wärme an die Luft im ersten und zweiten Aufnahmeraum dient.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 13 ist bevorzugt, dass die Kupferbeschichtung der Platte eine Abschirmung von elektromagnetischen Wellen erzeugt.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 14 ist bevorzugt, dass die erste elektrische/elektronische Komponente eine Most-Anschluss-Komponente und die zweite Komponente eine Anschlussschnittstelle ist.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 15 ist bevorzugt, dass im mindestens zweiten Aufnahmeraum des Gehäuses weitere elektrische/elektronische Komponenten, vorzugsweise SMD-Bauelemente und/oder Verstärker angeordnet sind.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels, insbesondere einer Most-Anbindungseinheit dargestellt.
Es zeigen:
1 ein Gehäuse nach dem Stand der Technik mit einem Lüfter,
2 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse,
3 einen Blick in das Gehäuse im Bereich des Übergangs zwischen dem ersten und dem zweiten Aufnahmeraum, und
4 Seitenansicht des Gehäuses im Bereich des Anschlusses des MOST-Busses.
In der weiteren Beschreibung anhand der 1 bis 4 sind gleiche Elemente in den einzelnen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dies dient der Übersichtlichkeit und besseren Verständlichkeit der Beschreibung.
1 zeigt den Stand der Technik für einen bisher bekannten MOST-Konnektor, der in einem Gehäuse angeordnet ist. Das Gehäuse dient zum Schutz der elektrischen/elektronischen Komponenten, welche im Gehäuse ange ordnet sind, außerdem werden elektrische/elektronische Komponenten abgeschirmt. MOST-Konnektoren dienen dazu, um die optischen Daten, welche im/auf dem MOST-Bus optisch übertragen werden, wieder in elektrische Signale und um elektrische Signale in optische Signale für den MOST-Bus umzusetzen. Hierzu ist eine Steckerleiste am Gehäuse notwendig, mittels welcher die Anschlüsse des MOST-Busses mit dem Gehäuse verbindbar sind. Im Gehäuse ist dann ein MOST-Konnektor angeordnet, welcher die optischen Signale in elektrische Signale umwandelt und umgekehrt. Diese MOST-Konnektoren sind wärmeempfindlich, d. h. sie dürfen eine vordefinierte Temperatur nicht überschreiten, sonst werden diese MOST-Konnektoren beschädigt. Daher ist es nach dem Stand der Technik notwendig, einen Lüfter in das Gehäuse einzusetzen, um die beim Betrieb der elektrischen/elektronischen Komponenten im Gehäuse entstehende Wärme abzuführen.
2 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse 1. Im Gehäuse 1 sind zwei Aufnahmeräume 5 und 18 vorgesehen. Diese dienen zur Aufnahme von elektrischen/elektronischen Komponenten 2, 3, 12. Der erste Aufnahmeraum 5 ist vom zweiten Aufnahmeraum 18 abgetrennt. Zusätzlich sind beide Aufnahmeräume 5, 18 voneinander thermisch isoliert. Hierzu ist entweder Isolationsmaterial 15 vorgesehen, welches eine physikalische Trennung zwischen den beiden Aufnahmeräumen 5, 18 bildet.
In dieser weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Komponenten 2, 3 im ersten Aufnahmeraum 5 vom Isolationsmaterial 15 in Form einer Umhausung umschlossen sind. Diese Umhausung stellt dann zugleich die Abtrennung zwischen dem ersten Aufnahmeraum 5 und dem zweiten Aufnahmeraum 18 dar.
Somit werden im Gehäuse 1 mindestens zwei Aufnahmeräume 5 und 18 ausgebildet, welche räumlich getrennt und thermisch isoliert voneinander sind. Das Gehäuse 1 weist somit einen ersten Aufnahmeraum 5 auf, der thermisch iso liert vom zweiten Aufnahmeraum 18 ist. Im ersten Aufnahmeraum 5 sind elektrische/elektronische Komponenten 2, 3 angeordnet, welche besonders wärmeempfindlich sind. Dies sind beispielsweise MOST-Konnektoren 2 und die nachgeschaltete Elektronik 3 nebst der Steckbuchse 22 zum Anschluss des MOST-Buskabels. Am MOST-Konvektor 2 sind Anschlüsse 21 vorgesehen, welche in 1 nicht dargestellt sind. Diese dienen dazu in der Steckbuchse 22 die Kabel des MOST-Busses an die MOST-Komponente 2 zu kontaktieren.
Beim Betrieb der MOST-Komponente 2 entsteht Abwärme. Zugleich entsteht aber durch die im zweiten Aufnahmeraum 18 angeordneten elektrischen/elektronischen Komponenten 12, z. B. Verstärker, eine erheblich größere Wärmeenergie, welche zur erheblichen Erwärmung des Gehäuses 1 und des zweiten Aufnahmeraums 18 beiträgt.
Durch die Abtrennung und thermische Isolierung des ersten Aufnahmeraumes 5 vom zweiten Aufnahmeraum 18 ist gewährleistet, dass die im zweiten Aufnahmeraum 18 entstehende Wärme vorzugsweise und fast ausschließlich im zweiten Aufnahmeraum 18 verbleibt. Zur Ableitung der im ersten Aufnahmeraum 5 entstehenden Abwärme weist das Gehäuse 1 erste und zweite Durchbrüche 6, 7 durch das Gehäuse 1 im Bereich des ersten Aufnahmeraumes 5 auf. Im Falle des Einsatzes einer Umhausung weist dies zu den ersten und zweiten Durchbrüche 6, 7 korrespondierende Öffnungen auf. Die Seitenwandungen 8, 9 sind zur Ausführung der Druchbrüche 6, 7 mit Löchern 10 versehen. Vorzugsweise sind die Löcher 10 in der ersten Seitenwandung 8, in dem Deckel des Gehäuses 1, sowie in mindestens einer der angrenzenden zweiten Seitenwandung 9 angeordnet. Durch diese Löcher 10 im Deckel entweicht dann die Abwärme aus dem ersten Aufnahmeraum 5 nach außen. Durch die seitlichen Löcher 10 in der zweiten Seitenwandung 9 strömt kühlere Umgebungsluft in den ersten Aufnahmeraum 5 ein. Es entsteht somit eine natürliche Luftzirkulation im ersten Aufnahmeraum 5. Über die seitlich angeordneten zweiten Durchbrüche 7 in dem Gehäuse 1 wird kühle Umgebungsluft angesaugt und über die ersten Durchbrüche 6 strömt die erwärmte Luft wieder ab. Zur Stabilisierung des Gehäuses 1 verbleiben zwischen den Löchern 10 Stege 11. zugleich wird durch diese Gestaltung die EMV-Dichtigkeit des Gehäuses 1 gewährleistet.
Die Seitenwandungen 8, 9 schließen zwischen sich einen Winkel von 75° Grad bis 135° Grad ein. Vorzugsweise beträgt der Winkel nahezu 90° Grad.
Die ersten und zweiten Durchbrüche 6, 7 werden auch als Lüftungsschlitze oder Lüftungsöffnungen bezeichnet.
Die Umhausung ist auf die Platte 4, welche im Gehäuse 1 angeordnet ist und die diversen elektrischen/elektronischen Komponenten 2, 3, 12 trägt, befestigbar oder wird zwischen mindestens einer Seitenwandung und der Platte 4 gehalten und fixiert. Die Platte 4 weist vorzugsweise im Bereich des ersten Aufnahmeraums 5 eine Kupferbeschichtung 14 auf. Die Kupferbeschichtung 14 dient dazu, um die Wärme der Most-Komponente 2 auf die Kupferbeschichtung 14 abzuleiten. Da die Kupferbeschichtung 14 eine größere Oberfläche aufweist als die Most-Komponente 2, kann somit ein besserer Wirkungsgrad zur Abgabe der entstandenen Abwärme an die Umgebungsluft erfolgen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Kupferbeschichtung 14 der Platte 4 nahezu über die gesamte Platte 4. Diese dient zur EMV-Abschirmung. Um jedoch zu vermeiden, dass in diesem Fall der erste Aufnahmeraum 5 über die Kupferbeschichtung 14 durch die Wärme in zweiten Aufnahmeraum 18 erwärmt wird, ist vorgesehen, dass im Bereich des Isoliermaterials 15 und der Abgrenzung zwischen dem ersten Aufnahmeraum 5 und dem zweiten Aufnahmeraum 18 die Kupferbeschichtung 14 lediglich als dünne Stege 16 ausgebildet ist, so dass eine Wärmeleitung zwischen den beiden Aufnahmeräumen 5, 18 weitgehend unterbunden wird.
Das Isoliermaterial 15 ist vorzugsweise in Form von Kunststoffteilen oder als Umhausung der Komponenten 2, 3 des ersten Aufnahmeraumes 5 vorgesehen. Eine nahezu rechtwinklige Abtrennung zwischen den beiden Aufnahmeräumen 5 und 18 ist bautechnisch vorteilhaft. Als Isoliermaterial 15 hat es sich als zweckmäßig erwiesen, thermoplastischen Kunststoff zu verwenden.
Im zweiten Aufnahmeraum 18 hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dort angeordnete elektrische/elektronische Komponenten 12 und insbesondere SMD-Bauteile und Verstärker mittels einer thermischen Brücke 19 zu kühlen. Die thermische Brücke 19 bildet einen thermischen Übergang zwischen dem jeweiligen Bauteil und der Platte 4 und deren Kupferbeschichtung 14 und am Gehäuse 1 angeordnete Kühlrippen 17 aus.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zusätzlich am Gehäuse 1 weitere Kühlbleche 17 angeordnet sind, um eine weitere bessere Kühlung des Gehäuses 1 zu erreichen.
In 4 ist eine Seitenansicht des Gehäuses 1 im Bereich der Steckbuchse 22 dargestellt. Die Steckbuchse 22 weist Anschlüsse 21 auf. Zugleich sind Schlitze angeordnet, welche zu einer besseren Kühlung beitragen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Umhausung ebenfalls Kühlrippen auf.

1: Gehäuse
2: elektrische/elektronische Komponente
3: elektrische/elektronische Komponente
4: Leiterplatte
5: erster Aufnahmeraum
6: erster Durchbruch
7: zweiter Durchbruch
8: Seitenwandung
9: Seitenwandung
11: Steg
12: elektrische/elektronische Komponente
14: Kupferbeschichtung
15: Isolierungsmaterial/Umhausung
17: Kühlblech
18: zweiter Aufnahmeraum
19: thermische Brücke
21: Anschlüsse
22: Steckbuchse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 202004012318 U1 [0003]
- DE 102005048100 A1 [0004]

Claims

Gehäuse (1), einen Aufnahmeraum (5, 18) für elektrische und/oder elektronische Komponenten (2, 3, 12) bildend, wobei im Gehäuse (1) mindestens ein erster Aufnahmeraum (5) und mindestens ein zweiter Aufnahmeraum (18) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Aufnahmeraum (5) vom zweiten Aufnahmeraum (18) des Gehäuses (1) abgetrennt und thermisch isoliert ist, wobei das Gehäuse (1) im Bereich des ersten Aufnahmeraums (5) mindestens einen ersten und mindestens einen zweiten Durchbruch (6, 7) durch das Gehäuse (1) aufweist, wobei der erste Durchbruch (6) und der zweite Durchbruch (7) jeweils an unterschiedlichen Seitenwandungen (8, 9) des Gehäuses (1) angeordnet sind.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwandungen (8, 9) des Gehäuses (1), in welchen die Durchbrüche (6, 7) angeordnet sind, einen Winkel von mindestens 75° Grad und höchstens 135° Grad zwischen sich einschließen.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwandungen (8, 9) des Gehäuses (1), in welchen die Durchbrüche (6, 7) angeordnet sind, einen Winkel von nahezu 90° Grad zueinander bilden.
Gehäuse nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Durchbruch (6) im Deckel des Gehäuses (1) angeordnet ist.
Gehäuse nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Durchbruch (6, 7) in Form von Löchern (10) in den Seitenwandungen (8, 9) des Gehäuses (1) gebildet sind und die Löcher (10) eine runde, ovale, rechteckige oder quadratische Form haben und Stege (11) zwischen den Löchern (10) verbleiben, um die Stabilität, Steifigkeit und EMV-Dichtigkeit des Gehäuses (1) zu gewährleisten.
Gehäuse nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anordnung des ersten und des zweiten Durchbruchs (6, 7) im Gehäuse (1) die Abwärme, welche beim Betrieb der im ersten Aufnahmeraum (5) angeordneten mindestens einen elektrischen/elektronischen Komponente (2, 3) entsteht, durch den ersten Durchbruch (6) aus dem Gehäuse (1) durch Konvektion und/oder Abfluss erwärmter Luft abgeführt wird und über den zweiten Durchbruch (7) kühlere Umgebungsluft in das Gehäuse (1) einströmt.
Gehäuse nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen/elektronischen Komponenten (2, 3, 12) im Gehäuse (1) auf mindestens einer Platte (4) angeordnet sind.
Gehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (4) aus FR4 oder CM1 besteht und eine Kupferbeschichtung (14) aufweist.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur thermischen Isolierung des ersten Aufnahmeraumes (5) vom zweiten Aufnahmeraum (18) Isolierungsmaterial (15) angeordnet ist.
Gehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierungsmaterial (15) eine Umhausung der Komponenten (2, 3) des ersten Aufnahmeraums (5) bildet.
Gehäuse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferbeschichtung (14) der Platte (4) im Bereich des Isoliermaterials (15) nur Stege (16) aus Kupfer bildet, um eine Wärmeleitung aus dem ersten Aufnahmeraum (15) in den zweiten Aufnahmeraum (18) weitgehend zu unterbinden.
Gehäuse nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 7, 8, 9, 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (4) durch die Kupferbeschichtung (14) zum einen zur Ableitung der entstehenden Wärme der elektrischen Komponenten (2, 3) im ersten Aufnahmeraum (5) und zugleich durch die Kupferbeschichtung (14) der Platte (4) eine größere Fläche zur Abgabe der Wärme an die Luft im ersten Aufnahmeraum (5) dient.
Gehäuse nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 9, 10, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferbeschichtung (14) der Platte (4) eine EMV-Abschirmung erzeugt.
Gehäuse nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 6, 7 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische/elektronische Komponente (2) eine MOST-Anschluss-Komponente und die zweite Komponente (3) eine Anschlussschnittstelle ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass im mindestens zweiten Aufnahmeraum (18) des Gehäuses (1) weitere elektrische/elektronische Komponenten (12), vorzugsweise SMD-Bauelemente, angeordnet sind.