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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, wie es in der Kraftfahrzeugtechnik zur Anwendung kommt. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Fahrzeugnavigation oder zum automatisierten Fahren. Ein derartiges Steuergerät weist neben elektrischen bzw. elektronischen Schaltungsbauteilen zusätzlich wenigstens einen Sensor auf, der in Verbindung mit einem Satellitennavigationssystem dazu dient, die Position des Steuergeräts bzw. des Fahrzeugs zu ermitteln. Ein derartiger Sensor kann beispielsweise in Form eines Druck- oder Magnetfeldsensors ausgebildet sein und nützt die Erkenntnis, dass die Genauigkeit der Orts- bzw. Vektorbestimmung eines Objekts allein mit Hilfe einer satellitengestützten Navigation für viele Anwendungsfälle keine ausreichende Genauigkeit bietet. Ebenso wenig führt die Navigation alleine mit Hilfe von im Fahrzeug bzw. im Steuergerät angeordneten Drehraten- und/oder Beschleunigungssensoren ohne die satellitengestützte Navigation bzw. satellitengestützte Informationen zum Ziel. Gerade beim automatisierten Fahren ist jedoch eine unter allen Umständen genaue Positionsbestimmung des Fahrzeugs außerordentlich wichtig.
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Ein derartiges Steuergerät dient damit der Verarbeitung sowohl von satellitengestützten als auch von sensorbasierten Informationen. Weiterhin weist ein derartiges Steuergerät üblicherweise für die elektrischen bzw. elektronischen Bauteile einen ersten Schaltungsträger und für die Aufnahme des wenigstens einen Sensors einen zweiten Schaltungsträger auf, wobei die beiden Schaltungsträger in Form einer einzigen oder in Form von zwei separaten Leiterplatten ausgebildet sind, um die beiden Schaltungsträger auszubilden. Wesentlich dabei ist, dass Vibrationen bzw. Erschütterungen, die über das Gehäuse des Steuergeräts in Richtung des Schaltungsträgers für das Sensorelement übertragen werden, zu einer Funktionsbeeinträchtigung des Sensorelements führen können, welche sich beispielsweise in einem falschen Messsignal äußern. Darüber hinaus erzeugt üblicherweise wenigstens eines der elektrischen bzw. elektronischen Bauteile auf dem Schaltungsträger Wärme, welche ebenfalls zur Verbesserung bzw. Gewährleistung der Funktionsfähigkeit des Steuergeräts bzw. des Sensors nach außen hin abgeleitet werden muss. Die bekannten Steuergeräte sind hinsichtlich der oben genannten Kriterien noch nicht optimal ausgelegt, insbesondere wenn man die bei großen Stückzahlen gewünschten geringen Fertigungskosten pro Steuergerät erzielen will.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Steuergerät zur Fahrzeugnavigation oder zum automatisierten Fahren derart auszubilden, dass unter Berücksichtigung relativ geringer Fertigungskosten eine verbesserte Funktionalität des wenigstens einen Sensorelements im Steuergerät ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 im Wesentlichen dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Sensorelement auf einem zweiten Schaltungsträger angeordnet ist, wobei der Schaltungsträger für das wenigstens eine Sensorelement und der Schaltungsträger für das wenigstes eine wärmeerzeugende Bauelement zumindest mittelbar elektrisch miteinander verbunden sind, und wobei der zweite Schaltungsträger mit dem wenigstens einen Sensorelement mit Mitteln zur Vibrationsdämpfung ausgestattet ist, die einer Reduzierung von über das Gehäuse auf dem zweiten Schaltungsträger übertragenden Vibrationen dienen.
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Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass durch die Anordnung des wenigstens einen wärmeerzeugenden Bauteils und des wenigstens einen Sensorelements auf unterschiedlichen Schaltungsträgern bei gleichzeitigem Vorsehen von vibrationsdämpfenden Mitteln für den zweiten Schaltungsträger, auf dem der wenigstens eine Sensor angeordnet ist, die Funktionalität des Sensors dahingehend verbessert wird, dass eine Übertragung von Vibrationen von dem Gehäuse auf das wenigstens eine Sensorelement reduziert bzw. vermieden wird. Insbesondere wird im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem das wenigstens eine Sensorelement und das wenigstens eine wärmeerzeugende Bauteil auf einer einzigen Leiterplatte angeordnet sind, eine mechanische Entkopplung der beiden Schaltungsträger erzielt. Dies ist im Wesentlichen deshalb wichtig, da beim Stand der Technik mit einer einzigen Leiterplatte zur Wärmeableitung der Wärme des wenigstens einen wärmeerzeugenden Bauteils die Leiterplatte üblicherweise mehr oder minder mechanisch starr mit einem wärmeleitenden Element und dem Gehäuse verbunden ist. Dadurch werden am Stand der Technik entsprechende Vibrationen über das Gehäuse eingeleitete Vibrationen nahezu ungefiltert auf das wenigstens eine Sensorelement übertragen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Steuergeräts sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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In einer ersten konstruktiven Ausgestaltung, die ein besonders kompakt bauendes Steuergerät ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass die beiden Schaltungsträger durch Teilbereiche einer gemeinsamen Leiterplatte gebildet sind, und dass der zweite Schaltungsträger zur Ausbildung des zweiten Schaltungsträgers und zur Reduktion von über das Gehäuse auf den zweiten Schaltungsträger übertragenden Vibrationen durch Aussparungen bereichsweise von dem den ersten Schaltungsträger ausbildenden Bereich der Leiterplatte getrennt angeordnet ist. In der Praxis bedeutet dies, dass die beiden Schaltungsträger, welche durch ein und dieselbe Leiterplatte gebildet sind und somit in einer gemeinsamen Ebene liegen und dadurch das besonders kompakt bauende Steuergerät ermöglichen, beispielsweise durch schlitzförmige Aussparungen bzw. Ausfräsungen, mit Ausnahme in einem Verbindungsbereich, voneinander getrennt sind. Dadurch wird eine mechanische Entkopplung der beiden Schaltungsträger bzw. eine Verschiebung von Anregungsfrequenzen von dem ersten Schaltungsträger auf den zweiten Schaltungsträger erzielt. Insbesondere führt eine derartige Verschiebung von Frequenzen zu einer Verminderung der Vibrationsbelastung des auf dem zweiten Schaltungsträger angeordneten wenigstens einen Sensorelements.
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In alternativer und hinsichtlich der Sicherstellung der Funktionalität des wenigstens einen Sensorelements bevorzugter Ausgestaltung ist es jedoch vorgesehen, dass die beiden Schaltungsträger durch jeweils eine separate Leiterplatte gebildet sind. Dadurch wird eine vollständige örtliche Trennung der beiden Schaltungsträger ermöglicht. Insbesondere ist es dadurch möglich, den das wenigstens eine wärmeerzeugende Bauteil tragenden Schaltungsträger hinsichtlich der Wärmeabfuhr zu optimieren bzw. starr mit dem Gehäuse zu verbinden, während der das wenigstens eine Sensorelement tragende Schaltungsträger hinsichtlich seiner Vibrationsdämpfung optimiert werden kann. Insbesondere ist es dabei von Vorteil, wenn sämtliche wärmeerzeugenden Bauteile auf dem entsprechenden Schaltungsträger und sämtliche Sensorelemente auf dem anderen Schaltungsträger angeordnet sind.
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Eine Optimierung der mechanischen Entkopplung zwischen den beiden Schaltungsträgern bzw. Leiterplatten wird erzielt, wenn der erste Schaltungsträger mit Anschlusselementen zur elektrischen Kontaktierung des Steuergeräts verbunden ist, wobei der zweite Schaltungsträger elektrisch ausschließlich mit dem ersten Schaltungsträger verbunden ist. Das bedeutet, dass der das wenigstens eine Sensorelement tragende Schaltungsträger lediglich mittelbar mit dem Gehäuse verbunden ist, und insbesondere nicht über Anschlusselemente im Gehäusebereich, über die beispielsweise Signale ein- oder ausgeleitet werden. Es findet somit keine unmittelbare mechanische Kopplung des das wenigstens eine Sensorelement tragenden Schaltungsträgers mit den elektrischen Anschlusselementen des Steuergeräts statt.
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In Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags ist es vorgesehen, dass die elektrische Verbindung zwischen den beiden Schaltungsträgern als mechanisch schwimmende Verbindung ausgebildet ist. Dadurch wird eine zusätzliche bzw. verbesserte Schwingungsentkopplung zwischen den beiden Schaltungsträgern bzw. Leiterplatten erzielt.
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In fertigungstechnisch bevorzugter Ausgestaltung bei Verwendung zweier Leiterplatten für die beiden Schaltungsträger ist es vorgesehen, dass die den ersten Schaltungsträger ausbildende Leiterplatte mit einem der Befestigung des Steuergeräts an einem Trägerelement dienenden ersten Gehäuseelement, insbesondere einer Gehäusegrundplatte, verbunden ist, und dass die den zweiten Schaltungsträger ausbildende Leiterplatte mit dem zweiten Gehäuseelement oder einem anderen Gehäuseelement verbunden ist.
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Nochmals bevorzugter fertigungstechnischer Ausgestaltung des Steuergeräts, welche einerseits auf besonders einfache Art und Weise eine kundenspezifische Anordnung und Ausbildung von elektrischen Anschlusselementen für das Steuergerät ermöglicht, und darüber hinaus eine weitere Entkopplung der Schaltungsträger von dem Gehäuse ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass die Anschlusselemente zur elektrischen Kontaktierung des Steuergeräts an einem Steckeranschlusskörper angeordnet sind, wobei der Steckeranschlusskörper mit einem Gehäuseelement verbunden ist, und wobei der Steckeranschlusskörper gegenüber dem Gehäuseelement mechanisch entkoppelt ist. Eine derartige mechanische Entkopplung des Steckeranschlusskörpers kann beispielsweise durch unterschiedliche Materialien für den Steckeranschlusskörper und das Gehäuseelement erfolgen oder durch zusätzliche, vibrationsdämpfende Elemente wie Dichtungen oder ähnlichem, die zwischen dem Steckeranschlusskörper und dem Gehäuseelement angeordnet sind.
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Zur besseren Wärmeableitung der Wärme des wenigstens einen wärmeerzeugenden Bauteils ist es vorgesehen, dass der erste Schaltungsträger, vorzugsweise im Bereich des wenigstens einen wärmeerzeugenden Bauteils, mit wenigstens einem metallisch ausgebildeten Wärmeleitelement verbunden ist. Im einfachsten Fall besteht derartiges Wärmeleitelement beispielsweise in einem Gehäuseelement, beispielsweise in einem aus Metall bestehenden Gehäuseboden, welcher insbesondere dazu ausgebildet ist, an einem Trägerelement für das Steuergerät, zum Beispiel einem Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs, befestigt zu werden.
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Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass das Wärmeleitelement in einem aus Kunststoff bestehenden Gehäuseelement, vorzugsweise durch Umspritzen, angeordnet ist. Eine derartige Ausbildung ermöglicht zum einen ein relativ niedriges Gewicht des Gehäuses des Steuergeräts und darüber hinaus durch die Verbindung von Kunststoff ggf. nochmals verbesserte Vibrationseigenschaften des Gehäuses, d.h. eine Reduzierung von über das Gehäuse auf den zweiten Schaltungsträger, der das wenigstens eine Sensorelement trägt.
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Sowohl aus Gewichtsersparnisgründen als auch aus Gründen einer möglichst preiswerten und aus fertigungstechnischer Sicht vorteilhaften Konstruktion ist es vorgesehen, dass wenigstens eines der Gehäuseelemente aus Kunststoff besteht. Insbesondere ist ein derartiges Gehäuseelement als Spritzgussteil ausgebildet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
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1 die Bauteile eines ersten Steuergeräts in einem vereinfachten Längsschnitt,
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2 die Bauteile des Steuergeräts der 1 in teilweise montiertem Zustand in einer perspektivischen Unteransicht,
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3 die Bauteile eines zweiten Steuergeräts in einem vereinfachten Längsschnitt,
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4 die Bauteile des zweiten Steuergeräts in einer perspektivischen Unteransicht,
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5 die Bauteile eines dritten Steuergeräts in einem vereinfachten Längsschnitt,
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6 die Bauteile des Steuergeräts des dritten Steuergeräts in einer perspektivischen Oberansicht,
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7 die Bauteile eines vierten Steuergeräts in einem vereinfachten Längsschnitt und
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8 die Bauteile eines fünften Steuergeräts in einem Längsschnitt.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In den 1 und 2 sind die Bauteile eines ersten Steuergeräts 10 dargestellt. Das Steuergerät 10 findet insbesondere Verwendung als Bestandteil eines Navigationssystems bzw. eines Systems zur Feststellung des Orts des Steuergeräts 10 in einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug. Hierbei verarbeitet das Steuergerät 10 sowohl Signale, welche über ein nicht dargestelltes (Hochfrequenz-)Antennenkabel als Eingangsgröße dem Steuergerät 10 zugeführt werden, als auch Signale von innerhalb des Steuergeräts 10 angeordneten Sensoren, beispielsweise Drucksensoren, Gierratensensoren, Magnetfeldsensoren oder ähnlichen.
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Das erste Steuergerät 10 weist ein aus zwei Gehäuseelementen 11, 12 bestehendes Gehäuse 13 auf. Das Gehäuseelement 11 bildet einen Gehäuseboden aus, während das Gehäuseelement 12 deckel- bzw. haubenförmig ausgebildet ist und bei mit dem Gehäuseelement 11 verbundenem Zustand einen Innenraum 14 zur Aufnahme zweier separater, beispielhaft als Leiterplatten ausgebildeter Schaltungsträger 16, 17 ausbildet. Das Gehäuseelement 12 weist zwei flanschartig abstehende Befestigungsabschnitte 18, 19 mit darin ausgebildeten Durchgangsöffnungen 20 auf. Die Durchgangsöffnungen 20 sind im montierten Zustand der beiden Gehäuseelemente 11, 12 in Überdeckung mit Durchgangsöffnungen 21 am Gehäuseelement 11 angeordnet. Mittels nicht dargestellter Befestigungselemente, insbesondere mittels Befestigungsschrauben, lässt sich das Gehäuse 13 an einem lediglich symbolisch und in einem Teilbereich dargestellten Trägerelement 25, beispielsweise einem metallischen Karosserieteil, befestigen.
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Zur lagerichtigen Positionierung des Gehäuses 13 zum Trägerelement 25 kann das Gehäuseelement 11 auf der dem Gehäuseelement 12 abgewandten Unterseite zwei, einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisende, zapfenförmige Positionierelemente 26, 27 aufweisen (2), die mit entsprechenden Öffnungen am Trägerelement 25 zusammenwirken (nicht dargestellt).
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Das Gehäuseelement 11 besteht aus Kunststoff und ist vorzugsweise als Spritzgussteil ausgebildet. Es weist eine Erhebung 28 auf, in deren Bereich das Gehäuseelement 11 weiter in den Innenraum 14 hineinragt als in den anderen Bereichen des Gehäuseelements 11. Weiterhin erkennt man, dass in dem Material des Gehäuseelements 11 ein aus Metall bestehendes Wärmeleitelement 30 angeordnet ist, welches von dem Material des Gehäuseelements 11 zumindest bereichsweise umspritzt ist, und das bis in den Bereich wenigstens einer Durchgangsöffnung 21 des Gehäuseelements 11 ragt. In der 2 ist das Wärmeleitelement 30 der Besseren Erkennbarkeit wegen teilweise freigeschnitten dargestellt. Insbesondere anhand der Darstellung der 1 erkennt man darüber hinaus, dass das Wärmeleitelement 30 im Bereich der Durchgangsöffnung 21 bündig mit der Oberseite bzw. Unterseite des Gehäuseelements 11 abschließt. Dadurch wird bei einer Befestigung des Gehäuses 13 über üblicherweise aus Metall bestehende Befestigungsschrauben als Befestigungselemente ein Wärmefluss bzw. eine Wärmeableitung über das Wärmeleitelement 30 in Richtung des Trägerelements 25 ermöglicht.
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Das Wärmeleitelement 30 wirkt über einen Wärmeleitkleber 31 mit der Unterseite des ersten Schaltungsträgers 16 zusammen. Auf dem ersten Schaltungsträger 16 sind elektrische bzw. elektronische Bauteile 1 angeordnet, wobei wenigstens eines der Bauteile 1 ein wärmeerzeugendes Bauteil 1 ist, dessen Wärme über das Wärmeleitelement 30 aus dem Innenraum 14 des Gehäuses 13 während des Betriebs abgeleitet werden kann. Hierzu ist es vorgesehen, dass die Erhebung 28 in demjenigen Bereich des ersten Schaltungsträgers 16 angeordnet ist, in dessen Bereich sich auch das wärmeerzeugende Bauteil 1 befindet. Der erste Schaltungsträger 16 liegt im Einbauzustand auf dem Gehäuseelement 11 an einer vorzugsweise umlaufenden, von dem Gehäuseelement 11 in Richtung zum ersten Schaltungsträger 16 ragenden, vorzugsweise elastischen Erhebung 32, beispielsweise aus Silikon bestehend, auf.
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An dem zweiten Gehäuseelement 12, welches ebenfalls aus Kunststoff besteht und als Spritzgussteil ausgebildet ist, ist ein Steckeranschlusskörper 35 vorgesehen. Der Steckeranschlusskörper 35 wird durch Umspritzen von elektrischen Anschlusselementen 36 mit Kunststoffmaterial gebildet, wobei die Anschlusselemente 36 kunden- bzw. anwendungsspezifisch ausgebildet sein können. Insbesondere ist wenigstens einer der Anschlusselemente 36 als Hochfrequenzanschluss, zum Beispiel in Form einer Hochfrequenzbuchse ausgebildet, über den ein Hochfrequenzsignal an wenigstens einen der Schaltungsträger 16, 17 als Eingangsgröße zugeführt. Der Steckeranschlusskörper 35 kann, wie dargestellt, als von dem Gehäuseelement 12 separates Bauteil oder aber als integraler Bestandteil des Gehäuseelements 12 ausgebildet sein. Für den Fall, dass der Steckeranschlusskörper 35 ein von dem Gehäuseelement 12 separates Element ist, kann die Verbindung mit dem Gehäuseelement 12 durch Umspritzen des Steckeranschlusskörpers 35 mit dem Material des Gehäuseelements 12 erfolgen oder aber auf sonstige Art und Weise, beispielsweise über eine (abgedichtete) Klebeverbindung.
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Die Anschlusselemente 36 sind zur Kontaktierung des ersten Schaltungsträgers 16 ausgebildet. Hierzu weisen sie in Richtung zum ersten Schaltungsträger 16 ragende Anschlussbereiche 37 auf, die dazu ausgebildet sind, mit entsprechenden Öffnungen in dem ersten Schaltungsträger 16 zusammenzuwirken, um eine Einpressverbindung auszubilden. Auf der dem Anschlusselement 36 gegenüberliegenden Seite ist in dem Gehäuseelement 12 ein weiteres Verbindungselement 38 (1) gezeigt, das ebenfalls in eine entsprechende, in dem ersten Schaltungsträger 16 ausgebildete Öffnung unter Ausbildung einer Presspassung bzw. Pressverbindung eingreift, und der weiteren Stabilisierung bzw. Fixierung des ersten Schaltungsträgers 16 im Gehäuseelement 11 im montierten Zustand dient.
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Parallel und in Bezug auf das Gehäuseelement 11 auf der dem Gehäuseelement 11 abgewandten Seite des ersten Schaltungsträgers 16 befindet sich der zweite, ebenfalls als Leiterplatte ausgebildete Schaltungsträger 17. Der zweite Schaltungsträger 17 weist neben weiteren elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen 2, welche bevorzugt zumindest im Wesentlichen keine Wärme erzeugen, wenigstens ein Sensorelement 40, 41 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel auf der dem ersten Schaltungsträger 16 abgewandten Seite des zweiten Schaltungsträgers 17 angeordnet sind. Das eine Sensorelement 40 ist beispielhaft als Drucksensor ausgebildet und im Einbauzustand in Umfangsrichtung von einer Gehäusewand 42 des Gehäuseelements 12 umgeben bzw. umschlossen. Zur Übertragung des Außendrucks auf das Sensorelement 40 ist das Gehäuseelement 12 im Überdeckungsbereich mit dem Sensorelement 40 mit einer Öffnung 43 versehen, in deren Bereich eine Druckmembran 44 angeordnet ist, die eine Übertragung des Außendrucks auf das Sensorelement 40 ermöglicht. Der zweite Schaltungsträger 17 ist mit dem Gehäuse 13 (mechanisch) im Wesentlichen lediglich über das Gehäuseelement 12 verbunden. Hierzu weist das Gehäuseelement 12 in Richtung zum zweiten Schaltungsträger 17 ragende Befestigungselemente 45 auf, welche mit entsprechenden Öffnungen im zweiten Schaltungsträger 17 zusammenwirken. Wesentlich dabei ist, dass die Befestigungselemente 45 zumindest mittelbar als vibrationsdämpfende Befestigungselemente 45 ausgebildet sind. Hierzu kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Befestigungselemente 45 aus einem weichen bzw. elastischen Material bestehen, so dass über das Gehäuseelement 12 bzw. das Gehäuse 13 übertragene Vibrationen gedämpft auf den das wenigstens eine Sensorelement 40, 41 tragenden Schaltungsträger 17 übertragen werden. Alternativ ist es auch denkbar, dass beispielsweise die Befestigungselemente 45 starr ausgebildet sind, aber die entsprechenden Befestigungsöffnungen an den zweiten Schaltungsträger 17, die mit den Befestigungselementen 45 zusammenwirken, vibrationsdämpfende Eigenschaften, beispielsweise in Form einer elastischen Beschichtung oder einem elastischen Element, aufweisen.
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Die beiden Schaltungsträger 16, 17 sind mit einer elektrischen Steckverbindung 46 miteinander verbunden, welche eine elektrische Verbindung zwischen den Bauteilen 2 bzw. den Sensorelementen 40, 41 des Schaltungsträgers 17 mit den Bauteilen 1 des Schaltungsträgers 16 ermöglichen. Wesentlich dabei ist, dass die Steckverbindung 46 als mechanisch schwimmende Steckverbindung 46 ausgebildet ist, d.h., dass über die Steckverbindung 46 zumindest im Wesentlichen von dem Schaltungsträger 16 keine Vibrationen auf den Schaltungsträger 17 übertragen werden.
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Die beiden Gehäuseelemente 11, 12 des Gehäuses 13 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel mittels einer Rast- bzw. Clipverbindung 48 miteinander verbunden. Zur Sicherstellung der Dichtheit zwischen den beiden Gehäuseelementen 11, 12 weist beispielsweise das Gehäuseelement 11 eine umlaufende Dichtung 49 auf, die im Ausführungsbeispiel mit einem in Überdeckung mit der Dichtung 49 am Gehäuseelement 12 ausgebildeten Vorsprung oder ähnlichem zusammenwirkt.
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Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, die beiden Gehäuseelemente 11, 12 des Gehäuses 13 mittels einer anderen Verbindungstechnik miteinander zu verbinden, beispielsweise mittels einer Klebeverbindung, einer (Laserstrahl-)Schweißverbindung oder ähnlichem. Wesentlich ist lediglich, dass die beiden Gehäuseelemente 11, 12 dicht miteinander verbunden sind.
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Das in den 3 und 4 dargestellte zweite Steuergerät 10a unterscheidet sich von dem Steuergerät 10 dadurch, dass lediglich eine einzige Leiterplatte 52 vorgesehen ist, die sowohl das wenigstens eine wärmeerzeugende Bauteil 1, als auch das wenigstens eine Sensorelement 40 trägt. Die Vibrationsdämpfung zwischen der Leiterplatte 52 und dem Gehäuse 13 wird dadurch bewirkt, dass die Leiterplatte 52 über wenigstens ein an dem Gehäuseelement 11 angeordnetes, aus elastischem Material wie Silikon bestehendes Element 53 gelagert ist. Alternativ oder zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass die Leiterplatte 52 zur Ausbildung zweier Schaltungsträger 16a, 17a, wie dies anhand der 4 symbolisch dargestellt ist, im Bereich des wenigstens einen Sensorelements 40 Durchgangsöffnungen, Schlitze 54 oder ähnliches aufweist, die den Bereich, in dem das wenigstens eine Sensorelement 40 auf der Leiterplatte 52 angeordnet ist, zur Ausbildung des zweiten Schaltungsträgers 17a von den Bereichen der Leiterplatte 52 trennt, die den ersten Schaltungsträger 16a mit den Bauteilen 1 ausbildet. Die Verbindung zwischen den beiden Schaltungsträgern 16a, 17a an der Leiterplatte 52 erfolgt somit lediglich noch bereichsweise.
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Das in den 5 und 6 dargestellte dritte Steuergerät 10b weist ein aus Metall, insbesondere aus Blech bestehendes, im Tiefziehverfahren ausgebildetes erstes Gehäuseelement 61 in Form eines Gehäusebodens auf. Das erste Gehäuseelement 61 weist einen erhöhten Bereich 62 auf, der über einen Wärmeleitkleber 63 thermisch mit der Unterseite eines als Leiterplatte ausgebildeten Schaltungsträgers 64 gekoppelt ist. Das Gehäuseelement 61 wirkt somit selbst der Wärmeableitung in Richtung des nicht dargestellten Trägerelements 25. Auf dem Schaltungsträger 64 befinden sich, in Analogie zur Leiterplatte 52 beim zweiten Steuergerät 10a, sowohl die Bauteile 1, von denen wenigstens eines der Bauteile 1 als wärmeerzeugendes Bauteil 1 ausgebildet ist, als auch wenigstens ein Sensorelement 40. Auch beim Steuergerät 10b ist der erhöhte Bereich 62 bzw. der Wärmeleitkleber 63 im Überdeckungsbereich mit dem wenigstens einen wärmeerzeugenden Bauteil 1 angeordnet.
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Das erste Gehäuseelement 61 wirkt mit einem aus Kunststoff bestehenden, rahmen- bzw. hülsenartigen zweiten Gehäuseelement 65 zusammen, in dem auch die Anschlusselemente 66 zur elektrischen (und mechanischen) Kontaktierung des Schaltungsträgers 64 angeordnet sind. Die Verbindung zwischen den beiden Gehäuseelementen 61, 65 erfolgt über eine Rast- oder Nietverbindung, wozu an den beiden Gehäuseelementen 61, 65 entsprechende Vorsprünge 67 bzw. damit korrespondierende Öffnungen 68 ausgebildet sind. Die Abdichtung zwischen den beiden Gehäuseelementen 61, 65 erfolgt über ein zwischen den beiden Gehäuseelementen 61, 65 angeordnetes Dichtelement 69.
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Eine aus den beiden Gehäuseelementen 61, 65 hergestellte Baueinheit lässt sich mit dem Schaltungsträger 64 verbinden, indem der Schaltungsträger 64 dazu ausgebildet ist, mit den Anschlusselementen 66 sowie zusätzlichen Verbindungselementen 71 eine Einpressverbindung auszubilden, wobei der Schaltungsträger 64 von oben her in Richtung des Gehäuseelements 61 in den Bereich des Gehäuseelements 65 eingeführt wird. Darüber hinaus kann es in Analogie zum zweiten Steuergerät 10a vorgesehen sein, dass der Schaltungsträger 64 im Bereich des wenigstens einen Sensorelements 40 durch entsprechende Aussparungen bzw. Schlitze usw. (nicht dargestellt) Maßnahmen zur Vibrationsdämpfung aufweist, die eine Übertragung von Vibrationen über die Gehäuseelemente 61, 65 auf das Sensorelement 40 vermindern bzw. reduzieren.
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Das zweite Gehäuseelement 65 ist auf der dem ersten Gehäuseelement 61 abgewandten Seite mittels eines aus Kunststoff bestehenden Gehäusedeckels, der ein drittes Gehäuseelement 72 ausbildet, verschließbar. Die Verbindung zwischen den beiden Gehäuseelementen 64, 72 erfolgt in an sich bekannter Art und Weise beispielsweise über eine Klebeverbindung oder eine (Laser-)Schweißnaht, wobei mittels an sich üblicher Technologien eine Mediendichtheit zwischen den Gehäuseelementen 65, 72 gewährleistet wird.
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Die Bauteile des in der 7 dargestellten vierten Steuergeräts 10c unterscheiden sich von den Bauteilen des Steuergeräts 10b entsprechend der 5 und 6 im Wesentlichen dadurch, dass die beiden Gehäuseelemente 65, 72 durch ein einstückiges, deckel- bzw. haubenförmiges Gehäuseelement 75 ersetzt sind. Das Gehäuseelement 75 besteht ebenfalls aus Kunststoff und ist im Spritzgussverfahren hergestellt. Der Herstellprozess des vierten Steuergeräts 10c erfolgt dadurch, dass der Schaltungsträger 64 mit den Anschlusselementen 66 sowie den Verbindungselementen 71, welche eine Einpressverbindung ausbilden, verbunden wird. Anschließend wird der aus dem Schaltungsträger 64 und dem Gehäuseelement 75 bestehende Verbund mit dem aus Metall bestehenden ersten Gehäuseelement 61 verbunden, welches insbesondere auch die Wärmeabfuhr des wenigstens einen wärmeerzeugenden Wärmeelements 1 ermöglicht. Weiterhin ist bei dem Steuergerät 10c das wenigstens eine Sensorelement 40 auf der dem Gehäuseelement 61 zugewandten Seite des Schaltungsträgers 64 angeordnet, wozu in dem Gehäuseelement 61 eine entsprechende Öffnung 43 sowie Druckmembran 44 ausgebildet sind.
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Zuletzt sind in der 8 die Bauteile eines fünften Steuergeräts 10d dargestellt. Der Aufbau des fünften Steuergeräts 10d entspricht im Wesentlichen dem des dritten Steuergeräts 10b entsprechend der 5 und 6. Im Gegensatz zum Steuergerät 10b weist das Steuergerät 10d zwei als Leiterplatten ausgebildete Schaltungsträger 81, 82 auf. Während der erste Schaltungsträger 81 das wenigstens eine wärmeerzeugende Bauteil 1 trägt, trägt der zweite Schaltungsträger 82 das wenigstens eine Sensorelement 40. Darüber hinaus ist der zweite Schaltungsträger 82 über an dem zweiten Gehäuseelement 65 angeordnete stiftartige Verbindungselemente 83, welche eine Einpressverbindung ausbilden, mechanisch mit dem zweiten Gehäuseelement 65 und auch elektrisch mit dem ersten Schaltungsträger 81 verbunden. An dem deckelförmigen dritten Gehäuseelement 72 sind auf der dem zweiten Schaltungsträger 82 zugewandten Seite Vibrationsdämpfungselemente 85, beispielsweise bestehend aus Silikon bestehend angeordnet, die eine Vibrationsdämpfung von über das zweite Gehäuseelement 65 auf den zweiten Schaltungsträger 82 übertragenen Vibrationen bewirken.
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Das soweit beschriebene Steuergerät 10, 10a bis 10d kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
