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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät für einen elektromechanischen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen elektromechanischen Wankstabilisator mit einem derartigen Steuergerät sowie ein Montageverfahren für ein derartiges Steuergerät gemäß der im Oberbegriff der weiteren unabhängigen Patentansprüche näher definierten Art.
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Aus der
DE 10 2014 213 324 A1 ist ein Schwenkmotor einer aktiven Wankstabilisierung für Kraftfahrzeuge bekannt. Der Stellantrieb umfasst ein Motorgehäuse, welches frontseitig durch einen Deckel abgeschlossen ist. Im Motorgehäuse ist ein Lagerschild angeordnet, in dem eine Motorwelle drehbar gelagert ist. Der Deckel und das Lagerschild begrenzen einen Elektronikraum, in welchem ein Komponententräger für diverse elektrische und elektronische Komponenten angeordnet ist. Der Komponententräger ist über Befestigungsschrauben mit dem Lagerschild verschraubt. Anschließend wird der Deckel auf das Motorgehäuse aufgesetzt und mit diesem stoffschlüssig verbunden. Nachteilig hierbei ist, dass im Rahmen der Endmontage die elektrischen und elektronischen Komponenten verschmutzen können und hierdurch beschädigt werden. Des Weiteren gestaltet sich die Endmontage sehr aufwändig und langwierig und infolgedessen kostenintensiv.
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Die nachveröffentlichte
DE 10 2017 200 556 A1 offenbart ein Steuergerät gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Steuergerät für einen elektromechanischen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeuges der eingangs genannten Art weiter zu verbessern, wobei insbesondere eine Beschädigung des Steuergerätes im Rahmen der Endmontage verhindert werden soll, das Steuergerät möglichst kompakt ausgebildet werden soll, die Endmontage schneller und einfacher erfolgen soll, und eine schnelle Montage und/oder ein schneller Austausch einzelner Baugruppen der Elektronikeinheit gewährleistet sein soll.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
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Vorgeschlagen wird ein Steuergerät für einen elektromechanischen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Steuergerät handelt es sich um ein in den Wankstabilisator integriertes Steuergerät. Es bildet demnach zumindest einen Abschnitt eines verdrehbaren Teils, insbesondere einer Stabilisatorhälfte, des Wankstabilisators. Das Steuergerät weist ein Elektronikgehäuse auf, das vorzugsweise drehfest mit einem Motorgehäuse des Wankstabilisators verbunden werden kann. Dies erfolgt vorzugsweise stoffschlüssig, insbesondere über eine Schweißung. Das Elektronikgehäuse weist einen Elektronikhohlraum und eine stirnseitige Öffnung auf. Neben dem Elektronikgehäuse umfasst das Steuergerät des Weiteren eine im Elektronikhohlraum aufgenommene Elektronikeinheit. Über die Elektronikeinheit kann der vorgesehene Motor des Wankstabilisators gesteuert werden. Das Steuergerät weist einen Deckel auf. Der Deckel ist mit der Elektronikeinheit zu einem Elektronikmodul verbunden. Das Elektronikmodul ist derart in das Elektronikgehäuse eingesetzt, dass die Öffnung durch den Deckel des Elektronikmoduls verschlossen ist. Die Elektronikeinheit weist mehrere in Längsrichtung des Steuergeräts sandwichartig übereinander angeordnete und/oder zumindest teilweise elektrisch miteinander verbundene elektronische Baugruppen auf, wobei der Deckel über Befestigungsmittel mit der zu ihm in Längsrichtung entferntesten Baugruppe lösbar verbunden ist.
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Vorteilhafterweise ist somit die Elektronikeinheit im Elektronikhohlraum durch das Elektronikgehäuse und durch den Deckel vor äußeren Einflüssen geschützt. Insbesondere bei der Endmontage, bei der das Steuergerät mit dem Motor des Wankstabilisators verbunden wird, bildet das Steuergerät somit eine vollständig geschlossene Einheit, in der die Elektronikeinheit geschützt aufgenommen ist. Infolgedessen können keine Schmutzpartikel ins Innere des Steuergeräts gelangen. Des Weiteren können die Herstellungskosten des Wankstabilisators reduziert werden, da das Steuergerät schnell und einfach mit dem Motor verbunden werden kann. Hierfür ist vorzugsweise im Wesentlichen nur noch ein weiterer Verfahrensschritt, insbesondere das Verschweißen der beiden Gehäusehälften, notwendig.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Elektronikmodul mit seinem Deckel in das Elektronikgehäuse eingepresst und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Hierdurch kann eine sehr schnelle Verbindung zwischen Deckel und Elektronikgehäuse hergestellt werden. Des Weiteren kann hierdurch eine Beschädigung der sensiblen Elektronikeinheit, insbesondere durch Verschmutzung oder Wärme, vermieden werden. Auch ist bei einem Verpressen und/oder einer zwischen dem Deckel und dem Elektronikgehäuse ausgebildeten Presspassung ein sehr guter Wärmeübergang vom Deckel zum Elektronikgehäuse sichergestellt. Hierdurch kann von der Elektronikeinheit erzeugte Wärme über den Deckel an das Elektronikgehäuse abgegeben werden.
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Erfindungsgemäß weist die Elektronikeinheit mehrere in Längsrichtung des Steuergeräts sandwichartig übereinander angeordnete Baugruppen auf. Die Baugruppen können geschichtet oder mit anderen Worten gestapelt sein. Bei den Baugruppen handelt es sich vorzugsweise um elektronische und/oder elektrische Baugruppen. Die elektronischen Baugruppen sind erfindungsgemäß zumindest teilweise elektrisch mit zumindest einigen der anderen Baugruppen verbunden. Die Elektronikeinheit kann hierdurch sehr kompakt und bauraumsparend ausgebildet werden. Des Weiteren können einzelne Baugruppen sehr schnell und unkompliziert ausgetauscht werden. Ebenso kann durch derartig übereinander angeordnete Baugruppen die Elektronikeinheit in der Vormontage sehr schnell und somit kostengünstig zusammengebaut werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Steuergerät einen Leistungskontakt, über den ein Stromkabel angeschlossen werden kann, und/oder einen Signalkontakt, über den ein Signalkabel angeschlossen werden kann, aufweist. Der Leistungskontakt und/oder der Signalkontakt sind insbesondere am Elektronikgehäuse im Bereich der dem Deckel abgewandten Stirnseite ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät einen Motorkontakt aufweist, über den das Steuergerät mit dem Motor des Wankstabilisators elektrisch verbunden werden kann. Der Motorkontakt ist hierbei insbesondere im Bereich des Deckels oder am Deckel des Steuergeräts ausgebildet. Der Deckel befindet sich insbesondere stirnseitig auf der dem Motor zugewandten Stirnseite.
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Um eine schnelle und einfache Kontaktierung des Steuergeräts am Motor sicherzustellen, ist es vorteilhaft, wenn der Motorkontakt als Blindkontaktierung ausgebildet ist. Hierbei weist der Motorkontakt einen trichterförmigen Einführbereich auf, über den bei einer selbst nicht koaxialen Ausrichtung des Steuergeräts gegenüber dem Motor ein Motorkontakt, insbesondere ein Messerkontakt, leicht und schnell eingeführt werden kann.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Elektronikeinheit vom Deckel ausgehend in den Elektronikhohlraum hineinragt. Diesbezüglich ist es ferner vorteilhaft, wenn die Elektronikeinheit, insbesondere vom Deckel ausgehend in den Elektronikhohlraum hineinragend und/oder in Richtung des Leistungskontakts, eine Leistungsbaugruppe, eine Trägerbaugruppe, eine Logikbaugruppe und/oder eine Entstörbaugruppe aufweist.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist am einen Ende des Elektronikmoduls der Deckel und am anderen Ende die Entstörbaugruppe angeordnet. Vorteilhafterweise kann die Entstörbaugruppe somit im Rahmen der Vormontage sehr schnell ausgetauscht werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Leistungsbaugruppe als eine Leiterplatte ausgebildet ist und/oder zumindest ein elektronisches Leistungsbauteil umfasst. Das Leistungsbauteil ist hierbei vorzugsweise eine Endstufe, ein Widerstand, insbesondere ein Shunt, zum Strommessen und/oder zumindest ein Zwischenkreiskondensator. Die Leistungsbauteile zeichnen sich dadurch aus, dass diese eine hohe Leistung übertragen und sich deshalb stark erhitzen.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Trägerbaugruppe als Kunststoffbauteil mit einem ersten Stanzgitter ausgebildet ist. Das Stanzgitter ist vorzugsweise mit dem Kunststoff umspritzt.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die Logikbaugruppe als eine zweite Leiterplatte ausgebildet ist und/oder zumindest ein Logikbauteil umfasst. Bei dem zumindest einen Logikbauteil kann es sich um digitale integrierte Schaltkreise handeln.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Entstörbaugruppe als Kunststoffbauteil mit einem zweiten Stanzgitter ausgebildet ist. Hierbei ist das zweite Stanzgitter mit dem Kunststoff umspritzt. Zusätzlich oder alternativ umfasst die Entstörbaugruppe einen EMV-Filter (elektromagnetischen Verträglichkeitsfilter). Die Entstörbaugruppe, insbesondere der EMV-Filter, umfasst Widerstände, Kondensatoren, Spulen und/oder Drosseln. Zumindest eines dieser Bauteile ist mit dem zweiten Stanzgitter kontaktiert.
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Um eine schnelle Montage und/oder einen schnellen Austausch einzelner Baugruppen der Elektronikeinheit sicherstellen zu können, ist erfindungsgemäß der Deckel über Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben, mit der zu ihm in Längsrichtung entferntesten Baugruppe, insbesondere der Entstörbaugruppe, lösbar verbunden.
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Diesbezüglich ist es vorteilhaft, wenn die vom Deckel entfernteste und/oder mit dem Deckel lösbar verbundene Baugruppe, insbesondere die Entstörbaugruppe, Schraubdome aufweist, in die die Schrauben von Seiten des Deckels eingeschraubt sind. Die Schraubdome sind vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet. Des Weiteren handelt es sich bei den Schrauben vorzugsweise um selbstfurchende Schrauben, die selbstständig beim Eindrehen in den jeweils zugeordneten Schraubdom ein Gewinde einfurchen. Hierdurch können die Herstellungskosten reduziert werden.
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Um den Montageaufwand zu reduzieren und hierdurch die Herstellungskosten zu verringern, ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Baugruppe, insbesondere die Leistungs-, Träger- und/oder Logikbaugruppe, in Längsrichtung zwischen dem am einen Ende des Elektronikmoduls angeordneten Deckel und der am anderen Ende des Elektronikmoduls angeordneten Baugruppe, insbesondere über die Befestigungsmittel, verspannt ist. Hierdurch ist eine sehr schnelle Montage sowie Demontage möglich.
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Vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine verspannte Baugruppe, insbesondere die Trägerbaugruppe, Führungsbuchsen aufweist, durch die sich die Befestigungsmittel, insbesondere die Schrauben, hindurch erstrecken. Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine verspannte Baugruppe, insbesondere die Leistung- und/oder Logikbaugruppe, Aussparungen aufweist, durch die sich das jeweilige Befestigungsmittel hindurch erstreckt. Hierdurch können die Befestigungsmittel, insbesondere die Schrauben von Seiten des Deckels durch diesen und durch die im Zwischenbereich angeordneten Baugruppen hindurchgeführt und mit der letzten Baugruppe lösbar verbunden werden. Das Elektronikmodul bildet somit eine schnell montierbare und/oder demontierbare Einheit, bei der durch das lösbare Befestigen der beiden am Ende angeordneten Elemente die dazwischen angeordneten Elemente befestigt werden.
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Um eine schnelle und ordnungsgemäße Montage des Elektronikmoduls sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Deckel einen sich in Längsrichtung erstreckenden Zentrierstift aufweist, mittels dem die Baugruppen zueinander und zum Deckel zentriert sind. Der Zentrierstift ist vorzugsweise exzentrisch zum rotationssymmetrischen Deckel angeordnet. Alternativ kann der Zentrierstift auch in einer Montagevorrichtung integriert werden, die den Deckel bei der Montage hält. In dem Fall wäre in dem Deckel ein Loch für den Zentrierstift vorzusehen.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Trägerbaugruppe mit zumindest einer zu ihr benachbarten Baugruppe, insbesondere der Leistungsbaugruppe und/oder der Logikbaugruppe, fest verbunden ist. Dies erfolgt insbesondere durch Verkleben (Stoffschluss) und/oder Einpressen (Kraftschluss). Das Einpressen erfolgt hierbei insbesondere über elektrische Zwischenkontakte. Die Trägerbaugruppe kann somit zusammen mit der Logik- und/oder Leistungsbaugruppe als eine miteinander fest verbundene Einheit zwischen dem Deckel und der am anderen Ende zum lösbaren Befestigen vorgesehenen Baugruppe, insbesondere der Entstörbaugruppe, angeordnet und zwischen diesen beiden verspannt werden. Hierdurch kann ein einfacher Austausch der letzten Baugruppe, insbesondere der Entstörbaugruppe sichergestellt werden, da beim Lösen der Befestigungsmittel und beim Entfernen der letzten Baugruppe, insbesondere der Entstörbaugruppe, die übrigen Baugruppen als feste miteinander verbundene Einheit am Deckel verbleiben. Die Trägerbaugruppe stellt die elektrische Verbindung zwischen Logik-und Leistungsbaugruppe her. Die Kontaktierung wird über die Stanzgitter in der Trägerbaugruppe realisiert. Alternativ kann als elektrische Verbindung auch eine Starflex Leiterplatte verwendet werden (Starflex=eine starre Leiterplatte, die ebenfalls einen flexiblen Teil in Form einer Folie mit endseitigen (Steck-) Kontakten und/oder SMD bestückte board-to-board Verbinder verwendet; SMD = surface mounted device - elektronische Bauteile, die mit ihren Kontakten auf den Kontaktflächen einer Leitplatte bzw. -platine aufliegen und über eine Lötverbindung miteinander verbunden sind).
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Um eine sichere Verbindung zwischen der Trägerbaugruppe und der Leistungsbaugruppe sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Trägerbaugruppe eine mit zumindest einem Zwischenkreiskondensator der Leistungsbaugruppe korrespondierende Wanne aufweist. In dieser Wanne kann zumindest einer der Zwischenkreiskondensatoren mit seinem freien Ende formschlüssig aufgenommen und/oder verklebt werden. Des Weiteren dienen die Wannen dazu, einen flüssigen Kleber aufzunehmen, in den die Zwischenkreiskondensatoren endseitig eingedrückt werden. Hierdurch ist eine sichere Verbindung zwischen der Trägerbaugruppe und der Leistungsbaugruppe sichergestellt.
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Um eine ausreichende Kühlung der Elektronikeinheit, insbesondere der Leistungsbaugruppe, sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Deckel als Kühlkörper ausgebildet ist. Hierdurch kann die von der Elektronikeinheit erzeugte Wärme über den als Kühlkörper ausgebildeten Deckel an das Elektronikgehäuse und von diesem an die Umgebung abgeführt werden.
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Diesbezüglich ist es ferner vorteilhaft, wenn der Deckel, insbesondere der Kühlkörper, topfförmig ausgebildet ist. Der Deckel, insbesondere der Kühlkörper, weist demnach insbesondere einen die Öffnung verschließenden Topfboden, eine Topfwandung und einen durch diese beiden begrenzten Topfhohlraum auf. Vorteilhafterweise können somit im Topfhohlraum elektronische Komponenten angeordnet werden, die besonders viel Wärme erzeugen, und infolgedessen die Wärmeabfuhr des Steuergeräts verbessert werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Kühlkörper im Inneren des Elektronikgehäuses angeordnet ist und/oder mit seiner Topfwandung an einer Innenfläche des Elektronikgehäuses kraftschlüssig anliegt. Hierdurch kann die Wärmeabfuhr vom Kühlkörper zum Elektronikgehäuse verbessert werden. Des Weiteren kann eine schnelle Montage des Kühlkörpers am Elektronikgehäuse sichergestellt werden.
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Um die Wärmeabfuhr des Steuergeräts zu verbessern, ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine der Baugruppen der Elektronikeinheit - insbesondere die Leistungsbaugruppe - im Topfhohlraum angeordnet ist und/oder mit dem Topfboden, insbesondere über eine Wärmeleitpaste und/oder zumindest ein Wärmeleitpad, wärmeleitend verbunden ist. Da die Leistungsbaugruppe am meisten Wärme erzeugt, kann somit vom Kühlkörper sehr gut die Wärme aufgenommen, an das Elektronikgehäuse weitergeleitet und von diesem an die Umgebung abgegeben werden.
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Vorgeschlagen wird ferner ein elektromechanischer Wankstabilisator mit einem Motor und einem mit diesem elektrisch und mechanisch verbundenen Steuergerät. Vorzugsweise ist das Steuergerät in den Wankstabilisator integriert, so dass dieses einen Abschnitt und/oder einen Teil einer Hälfte des Wankstabilisators bildet. Das Steuergerät ist drehfest und/oder stoffschlüssig mit dem Motor, insbesondere dessen Motorgehäuse, verbunden. Das Steuergerät ist gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können.
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Des Weiteren wird ein Montageverfahren für ein Steuergerät vorgeschlagen, wobei das Steuergerät insbesondere gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet ist, wobei die genannten Merkmale einzelnen oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können. Bei dem Montageverfahren wird ein Deckel des Steuergeräts mit einer Elektronikeinheit zu einem Elektronikmodul verbunden. Des Weiteren wird das Elektronikmodul über eine Öffnung in einen Elektronikhohlraum eines Elektronikgehäuses derart eingesetzt, dass die Öffnung von dem Deckel des Elektronikmoduls verschlossen wird. Vorteilhaft ist es, wenn das Montageverfahren gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet ist, wobei die genannten Verfahrensmerkmale einzelnen oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können.
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Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines demontierten Steuergeräts mit einem Elektronikgehäuse und einem von diesem gelösten Elektronikmodul,
- 2 eine Explosionsdarstellung des Elektronikmoduls,
- 3 eine Schnittdarstellung des Steuergeräts im Bereich eines Leistungskontakts und eines Motorkontakts und
- 4 eine Schnittdarstellung des Steuergeräts im Bereich eines Befestigungsmittels.
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1 zeigt ein Steuergerät 1 für einen elektromechanischen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Steuergerät 1 handelt es sich um ein integratives Steuergerät 1, das einen Teil oder Abschnitt des Wankstabilisators bildet. Das Steuergerät 1 umfasst gemäß 1 ein Elektronikgehäuse 2 und ein Elektronikmodul 3. Gemäß 1 sind diese beiden Bauteile voneinander gelöst dargestellt. Im fertig montierten Zustand des Steuergeräts 1 ist das Elektronikmodul 3 in das Elektronikgehäuse 2 eingeschoben und/oder eingepresst (vgl. 3 und 4).
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Gemäß 1 ist das Elektronikgehäuse 2 zylindrisch ausgebildet. An seiner dem Elektronikmodul 3 abgewandten Stirnseite weist das Elektronikgehäuse 2 eine Stabilisatorstange 4 auf. Die Stabilisatorstange 4 kann rohr- oder stabförmig ausgebildet sein. Des Weiteren weist das Elektronikgehäuse 2 stirnseitig Durchbrüche 5 auf, über die ein vorliegend nicht dargestelltes Leistungs- bzw. Stromkabel sowie ein Signalkabei mit dem Elektronikmodul 3 verbunden werden kann. Wie insbesondere aus 3 und 4 hervorgeht, weist das Elektronikgehäuse 2 einen Elektronikhohlraum 6 auf. Des Weiteren umfasst das Elektronikgehäuse 2 eine stirnseitige Öffnung 7 über die das Elektronikmodul 3 in den Elektronikhohlraum 6 eingeführt werden kann.
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Gemäß 1 umfasst das Elektronikmodul 3 eine Elektronikeinheit 8 und einen Deckel 9. Die Elektronikeinheit 8 ist mit dem Deckel 9 lösbar verbunden. Der genaue Aufbau des Elektronikmoduls 3 geht insbesondere aus 2 hervor, die eine Explosionsdarstellung des Elektronikmoduls 3 zeigt. Die Elektronikeinheit 8 umfasst mehrere Baugruppen 10, 11, 12, 13, die in Längsrichtung des Elektronikmoduls 3 hintereinander angeordnet sind bzw. sandwichartig übereinander angeordnet bzw. gestapelt sind. Hierdurch kann das zur Verfügung stehende Bauvolumen optimal ausgenutzt werden, so dass das Steuergerät 1 sehr kompakt und bauraumsparend ausgebildet werden kann.
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Gemäß 2 ist der Deckel 9 in Längsrichtung an einem ersten Ende 14 und eine der Baugruppen 13 an einem zweiten Ende 15 angeordnet. Vorliegend ist die am zweiten Ende 15 angeordnete Baugruppe eine Entstörbaugruppe 13. Die Entstörbaugruppe 13 weist vorzugsweise einen elektromagnetischen Verträglichkeitsfilter (EMV-Filter) auf. Der EMV-Filter umfasst Widerstände, Kondensatoren und/oder Spulen. Diese sind mit einem umspritzten Stanzgitter kontaktiert. Die Entstörbaugruppe 13 weist einen Leistungseingang 16 auf, über den das vorliegend nicht dargestellt Leistungskabel mit der Entstörbaugruppe 16 kontaktiert werden kann. Des Weiteren umfasst die Entstörbaugruppe 13 einen Signalsteckerkragen 19 in dem ein Signaleingang 20 angeordnet werden kann.
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Ferner umfasst die Entstörbaugruppe 13 mehrere Schraubdome 17, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einer mit einem Bezugszeichen versehen ist. In diese Schraubdome 17 können von Seiten des Deckels 9 Befestigungsmittel 18, die vorliegend als Schrauben ausgebildet sind, befestigt werden.
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Zwischen dem am ersten Ende 14 befindlichen Deckel 9 und der am anderen Ende 15 angeordneten Baugruppe, insbesondere der Entstörbaugruppe 13, ist eine Trägerbaugruppe 11 angeordnet. Bei der Trägerbaugruppe 11 handelt es sich vorzugsweise um ein Kunststoffbauteil, das mehrere Einlegeteile umfasst. Eines dieser Einlegeteile kann ein Stanzgitter sein. Des Weiteren umfasst die Trägerbaugruppe 11 mehrere Führungsbuchsen 21, durch die die Befestigungsmittel 18 durchgeführt werden können. Die Führungsbuchsen 21 sind vorzugsweise als Stahlbuchsen ausgebildet und/oder bilden vorzugsweise ebenfalls Einlegeteile der aus Kunststoff ausgebildeten Trägerbaugruppe 11. Ferner umfasst die Trägerbaugruppe 11 Zwischenkontakte 21, über die zwei auf unterschiedlichen Stirnseiten der Trägerbaugruppe 11 angeordnete Baugruppen, insbesondere eine Logikbaugruppe 12 und eine Leistungsbaugruppe 10, elektrisch miteinander und/oder der Trägerbaugruppe 11 verbunden werden können.
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Die Elektronikeinheit 8 umfasst des Weiteren einen Motorausgang 23 über den das Steuergerät 1 elektrisch mit dem vorliegend nicht dargestellten Motor 24 elektrisch verbunden werden kann (vgl. 3). Der Motorausgang 23 ist ebenfalls auf der Trägerbaugruppe 11 angeordnet. Wie insbesondere aus 3 hervorgeht ist der Motorausgang 23 als Blindkontaktierung ausgebildet. Er umfasst demnach einen trichterförmigen Einführbereich 25 über den ein Messerkontakt 26 des Motors 24, selbst bei nicht vollständig koaxialer Ausrichtung, in den Motorausgang 23 eingeführt werden kann.
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Gemäß 2 umfasst die Trägerbaugruppe 11 des Weiteren den Signaleingang 20, der nach dem Zusammenbau des Steuergerätes 1 im Signalsteckerkragen 19 der Entstörbaugruppe 13 angeordnet ist.
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Gemäß 2 umfasst die Elektronikeinheit 8 wenigstens eine Leiterplatte 10, 12. Zumindest eine dieser Leiterplatten ist mit der Trägerbaugruppe 11 fest verbunden, insbesondere verklebt und/oder eingepresst. Das Einpressen erfolgt vorzugsweise über die Zwischenkontakte 22. Die Trägerbaugruppe 11 bildet somit mit der zumindest einen Leiterplatte 10, 12 eine fest miteinander verbundene Einheit, die in Längsrichtung zwischen dem Deckel 9 und der am zweiten Ende 15 angeordneten Baugruppe - die vorliegend insbesondere durch die Entstörbaugruppe 13 gebildet ist - angeordnet ist.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der zumindest einen Leiterplatte um die vorstehend bereits erwähnte Leistungsbaugruppe 10. Die Leistungsbaugruppe 10 ist in Längsrichtung zwischen dem Deckel 9 und der Trägerbaugruppe 11 angeordnet. Die Leistungsbaugruppe 10 umfasst mehrere elektrische Leistungsbauteile 27. Diese sind vorliegend zumindest teilweise als Zwischenkreiskondensator ausgebildet. Des Weiteren kann die Leistungsbaugruppe 10 zusätzlich oder alternativ zumindest eine Endstufe und/oder Widerstände aufweisen.
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Gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zweite Leiterplatte als die bereits vorstehend genannte Logikbaugruppe 12 der Elektronikeinheit 8 ausgebildet. Die Logikbaugruppe 12 umfasst zumindest ein Logikbauteil. In einem vorstehend nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, können die Logikbauteile und Leistungsbauteile auch auf einer einzigen Leiterplatte angeordnet sein. Diese kann gemäß der vorangegangenen Beschreibung fest, insbesondere stoffschlüssig mit der Trägerbaugruppe 11 verbunden sein, so dass diese zusammen eine Einheit ausbilden.
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Bei der Montage des Elektronikmoduls 3, insbesondere der Vormontage, wird zunächst eine Leiterplatte, insbesondere die Leistungsbaugruppe 10, fest mit der Trägerbaugruppe 11 verbunden. Dies erfolgt über verklebten. Hierfür umfasst die Trägerbaugruppe 11 gemäß 2 und 3 Wannen 28, in denen die Leistungsbauteile 27, die vorliegend, wie vorstehend erwähnt, als Zwischenkreiskondensator ausgebildet sein können, mit ihren freien Enden aufgenommen werden können. Vor dem Anbringen der Leistungsbaugruppe 10 wird in den Wannen 28 ein Kegelmittel angeordnet. Anschließend wird die Leistungsbaugruppe 10 mit den freien Enden der Leistungsbauteile 27 in die jeweils dazugehörigen Wannen 28 gedrückt und somit mit der Trägerbaugruppe 11 verklebt. Hierbei erfolgt zugleich eine Kontaktierung über die Zwischenkontakte 22.
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Anschließend wird diese fest miteinander verbundene Einheit am Deckel 9 positioniert. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Deckel 9 hierfür einen Zentrierstift 29 auf. Der Deckel 9 ist vorliegend als Kühlkörper ausgebildet. Er besteht demnach aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere einem Metall. Des Weiteren ist der Deckel 9 topfförmig ausgebildet. Er umfasst demnach einen Topfboden 30 und eine Topfwandelung 21, die einen Topfhohlraum 32 ausbilden.
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Wie insbesondere aus 3 und 4 hervorgeht ist nach dem Einsetzen der zumindest aus der Leistungsbaugruppe 10 und der Trägerbaugruppe 11 ausgebildeten Einheit die Leistungsbaugruppe 10 im Topfhohlraum 32 angeordnet. Da die Leistungsbaugruppe 10 im Betrieb besonders viel Wärme erzeugt, kann infolgedessen über den als Kühlkörper ausgebildeten Deckel 9 eine sehr gute Wärmeabfuhr sichergestellt werden. Um zwischen der Leistungsbaugruppe 10 und dem Deckel 9 einen guten Wärmeübergangs sicherstellen zu können, ist zwischen diesen beiden zumindest ein Wärmeleitpad 23 angeordnet. Alternativ könnte auch eine vorliegend nicht dargestellte Wärmeleitpaste aufgebracht werden.
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Anschließend wird die Logikbaugruppe 12 mit der Trägerbaugruppe 11 verbunden. Dies erfolgt insbesondere über die Zwischenkontakte 22 durch Einpressen. Über die Zwischenkontakte 22 ist die Logikbaugruppe 12 somit direkt mit der Leistungsbaugruppe 10 elektrisch verbunden.
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Alternativ ist es aber auch ebenso denkbar, dass die Logikbaugruppe 12 vor dem Einsetzen der Trägerbaugruppe 11 und der Leistungsbaugruppe 10 in den Deckel 9 bereits an der Trägerbaugruppe 11 befestigt wird. In diesem Fall wird die aus Logikbaugruppe 12, Trägerbaugruppe 11 und Leistungsbaugruppe 10 gebildete Einheit in den Deckel 9 eingesetzt.
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Zum Befestigen der Trägerbaugruppe 11 und der mit dieser fest verbundenen anderen Baugruppen - insbesondere der Leistungsbaugruppe 10 und/oder Logikbaugruppe 12 - wird die Trägerbaugruppe 11 sowie die mit ihr verbundenen anderen Baugruppen 10, 12 zwischen dem Deckel 9 und der am zweiten Ende 15 angeordneten Baugruppe, die vorliegend durch die Entstörbaugruppe 13 gebildet ist, verspannt. Hierfür wird die Entstörbaugruppe 13 auf die bereits am Deckel 9 positionierte Einheit aufgesetzt. Anschließend werden von Seiten des Deckels 9 die Befestigungsmittel 18, die vorliegend als Schrauben ausgebildet sind, durch die dazwischen angeordneten Baugruppen 10, 11, 12 hindurchgeführt und mit der Entstörbaugruppe 13 lösbar verbunden. Die Befestigungsmittel 18 sind vorliegend als selbstfurchenden Schrauben ausgebildet und schneiden somit in die vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildeten Schraubdome 17 ein Gewinde ein.
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Die sich zwischen dem Deckel 9 und der am zweiten Ende 15 angeordneten Baugruppe, insbesondere der vorliegenden Entstörbaugruppe 13, erstreckenden Befestigungsmittel 18 sind insbesondere in der in 4 dargestellten Schnittansicht gut ersichtlich. Hiernach erstrecken sich die Befestigungsmittel 18 vom ersten stirnseitigen Ende 14 ausgehend durch den Deckel 9 hindurch bis zu den Schraubdomen 17 der Entstörbaugruppe 13. Die Befestigungsmittel 18 sind durch die Führungsbuchsen 21 der Trägerbaugruppe 11 geführt. Um an den Leiterplatten, vorliegend der Leistungsbaugruppe 10 und der Logikbaugruppe 12, vorbeizukommen, weisen diese gemäß 2 entsprechende Aussparungen 34 auf.
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Nach dem Zusammenbau des Elektronikmoduls 3 wird dieses in das Elektronikgehäuse 2 eingepresst. Beim Einschieben und/oder Einpressen des Elektronikmoduls 3 in das Elektronikgehäuse 2 ist darauf zu achten, dass der Signalsteckerkragen 19 und/oder der Leistungseingang 16 entsprechend zu den dazugehörigen Durchbrüchen 5 des Elektronikgehäuses 2 ausgerichtet sind. Gemäß 3 liegt der Deckel 9 nach dem Einpressen mit seinem radial äußeren Umfang 35 an einer radialen Innenfläche 36 des Elektronikgehäuses 2 an. Zwischen dem Deckel 9 und dem Elektronikgehäuse 2 ist somit eine Presspassung ausgebildet, die einen guten Wärmefluss vom Deckel 9 zum Elektronikgehäuse 2 gewährleistet. Das Elektronikgehäuse 2 ist zur optimalen Wärmeabfuhr vorzugsweise aus einem Metall ausgebildet. Des Weiteren kann es hierdurch ferner problemlos die Drehmomente aufnehmen, die bei der Stabilisierung des Fahrzeugs auf dieses einwirken. Auch kann das Elektronikgehäuse 2 somit mit dem Motorgehäuse verschweißt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steuergerät
- 2
- Elektronikgehäuse
- 3
- Elektronikmodul
- 4
- Stabilisatorstange
- 5
- Durchbruch
- 6
- Elektronikhohlraum
- 7
- Öffnung
- 8
- Elektronikeinheit
- 9
- Deckel
- 10
- Leistungsbaugruppe
- 11
- Trägerbaugruppe
- 12
- Logikbaugruppe
- 13
- Entstörbaugruppe
- 14
- Erstes Ende
- 15
- Zweites Ende
- 16
- Leistungseingang
- 17
- Schraubdome
- 18
- Befestigungsmittel
- 19
- Signalsteckerkragen
- 20
- Signaleingang
- 21
- Führungsbuchsen
- 22
- Zwischenkontakte
- 23
- Motorausgang
- 24
- Motor
- 25
- Einführbereich
- 26
- Messerkontakt
- 27
- Leistungsbauteil
- 28
- Wanne
- 29
- Zentrierstift
- 30
- Topfboden
- 31
- Topfwandung
- 32
- Topfhohlraum
- 33
- Wärmeleitpad
- 34
- Aussparungen
- 35
- Umfang des Deckels
- 36
- Innenfläche
