DE102022205555A1 - Vorrichtung umfassend zumindest eine austauschbare Elektronikbaugruppe eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Florian Burger
Manuel Maul
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung umfassend zumindest eine austauschbare Elektronikbaugruppe (25) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Elektronikbaugruppe (25) eingerichtet ist, mit einem Einschubmechanismus (18) eines Gehäuses (11) zur Aufnahme der austauschbaren Elektronikbaugruppe (25) zusammenzuwirken, wobei die Elektronikbaugruppe (25) zumindest einen Stecker (50) aufweist zur Kontaktierung eines Gegensteckers (31) einer quer zur Einschubrichtung angeordneten Leiterplatte (34), wobei die Elektronikbaugruppe (25) zumindest ein wärmeleitendes Element (43,45) umfasst, das eine quer zur Einschubrichtung (35) orientierte Kontaktfläche zur thermischen Anbindung eines Kühlers (56) in Einschubrichtung (35) aufweist, wobei zumindest ein Befestigungsmittel (60) vorgesehen ist, um eine Kraft parallel zur Einschubrichtung (35) auf die Elektronikbaugruppe (25) auszuüben zur Kontaktierung des Steckers (50) und gleichzeitigem Schließen eines thermischen Pfads zwischen der Kontaktfläche des wärmeleitenden Elements (43,45) und dem Kühler (56).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung umfassend zumindest eine austauschbare Elektronikbaugruppe eines Kraftfahrzeugs nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
  • Stand der Technik
  • Aus der EP 2961252 A1 sind Systeme und Verfahren zur passiven Kühlung von Komponenten innerhalb elektrischer Vorrichtungen bekannt. Eine elektrische Einheit umfasst einen Rückebenenaufbau, der Öffnungen hat und einen Wärmeableiter, der entlang des hinteren Endes des Schaltschranks parallel zum Rückebenenaufbau angeordnet ist. Die thermische Anbindung erfolgt jedoch im wesentlichen über quer zur Einschubrichtung orientierte Kontaktflächen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte und definierte Anbindung der austauschbaren Elektronikbaugruppe vorzusehen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Bei der Vorrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 erfolgt der Wärmeübergang zwischen der austauschbaren Elektronikbaugruppe und dem Kühler nicht seitlich, sondern in Einschubrichtung. Dadurch wird ein relativ niedriger Wärmewiderstand erreicht, da die Richtung des thermischen Kontakts mit der Richtung des elektrischen Kontakts in Richtung der mechanischen Befestigung übereinstimmt. Zudem kann gleichzeitig durch Einschieben der Elektronikbaugruppe sowohl der elektrische Kontakt zur rückwärtigen Leiterplatte wie auch der thermische Kontakt zum Kühler realisiert werden. Beispielsweise durch die entsprechende Flächenpressung wird eine ausreichende thermische Kontaktierung erreicht. Durch die Änderung der Richtung des thermischen Kontakts in Richtung der Einschubrichtung ergibt sich die Möglichkeit, die für das Ein- und Ausstecken benötigte Kraft wie auch die Kraft, die für das Schließen des thermischen Pfads notwendig ist, durch geeignete Befestigungsmittel wie beispielsweise Schraube oder Hebel aufzubringen. Die über die Lebenszeit notwendige Anpresskraft für den thermischen Pfad kann über das entsprechende Befestigungsmittel sicher aufgebracht werden. Es kann eine definierte Endlage der Elektronikeinheit sicher erreicht werden.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist als Befestigungsmittel eine Schraube oder Hebel vorgesehen. Insbesondere beim Einschrauben der Schraube wird der Stecker in den Gegenstecker in definierter und kontrollierter Art und Weise geführt, während beim Herausdrehen die Schraube die gesamte Elektronikeinheit mitnimmt. Wenn die benötigte Antriebskraft zu hoch für eine in der Elektronikeinheit verortete Schraube wird oder aus konstruktiver Sicht die Schraube nicht Teil der Elektronikeinheit sein soll, kann die Anpresskraft auch durch ein anderes Element, insbesondere ein Hebel, aufgebracht werden. Ein am Gehäuse montierter Hebel drückt durch Schließen die Elektronikbaugruppe in die gewünschte Position und hält diese dort. Alternativ könnte auch eine Schraube, die nicht Teil der Elektronikbaugruppe ist, sondern Teil des Gehäuses, nach dem Einschieben der Elektronikbaugruppe eine Anpresskraft über die Elektronikbaugruppe auf den Kühler und den Gegenstecker ausüben.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung umfasst die Elektronikbaugruppe zumindest eine Aufnahme oder eine Hülse für das Befestigungsmittel, die eine definierte Bewegung in Einschubrichtung zulässt und/oder gleichzeitig dem Befestigungsmittel quer zur Einschubrichtung ein gewisses Spiel einräumt. Damit wird ein einfaches Einstecken des Steckers in den Gegenstecker quer zur Einschubrichtung erreicht, wobei dennoch sichergestellt wird, dass die Endlage in Einschubrichtung sicher erreicht wird. Dadurch wird die Ausrichtung der Elektronikbaugruppe durch das Befestigungsmittel nicht beeinflusst. Die Fixierung der Elektronikbaugruppe ist somit unabhängig von der Ausrichtung der Elektronikbaugruppe.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist an dem Befestigungsmittel zumindest ein Sicherungsmittel, insbesondere ein Sicherungsring, vorgesehen. Damit ändert sich insbesondere die Lage des Befestigungsmittels relativ zu Elektronikbaugruppe in Einschubrichtung nicht.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist das Sicherungsmittel zwischen der Aufnahme oder der Hülse und dem Kühler und/oder der Leiterplatte angeordnet. Beim Ausschrauben des Befestigungsmittels bewirkt das Sicherungsmittel, dass sich die Elektronikeinheit gemeinsam mit dem Befestigungsmittel von dem Kühler bzw. Gegenstecker der Leiterplatte löst.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist das Befestigungsmittel dazu eingerichtet, eine definierte Anpresskraft auf die Leiterplatte und/oder dem Kühler auszuüben. Dies ist insbesondere über eine Messung des Anzugdrehmoments einer Schraube möglich und dient der sicheren Montage der Elektronikbaugruppe.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die Aufnahme an einem Träger der Elektronikbaugruppe angeordnet, wobei der Träger zumindest eine Leiterplatte der Elektronikbaugruppe aufnimmt. Damit ist das Befestigungsmittel in der austauschbaren Elektronikbaugruppe integrierbar. Dies kann den Austausch der Elektronikbaugruppe vereinfachen, da das Befestigungsmittel mit entnommen werden kann.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung sind zumindest ein, vorzugsweise zwei Befestigungsmittel seitlich an der Elektronikbaugruppe oder zumindest ein Befestigungsmittel mittig an der Elektronikbaugruppe angeordnet. Damit lässt sich ein besonders einfaches und klemmfreies Bewegen der Elektronikbaugruppe in Einschubrichtung erreichen.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zumindest eine Aufnahme, insbesondere ein Gewinde an dem Kühler angeordnet. Dadurch kann beim Herausdrehen des Befestigungsmittels die Elektronikbaugruppe komplett relativ zu dem Kühler bewegt werden.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist ein Anschlag vorgesehen, gegen den die Elektronikbaugruppe und/oder die Kontaktfläche des wärmeleitenden Elements bei Aufbringen einer Kraft in Einschubrichtung gedrückt wird. Dadurch kann die Endposition der Elektronikbaugruppe genau definiert werden.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist das Befestigungsmittel in einer Aufnahme an dem Gehäuse schwenkbar gelagert. Damit kann eine hohe Anpresskraft ausgeübt werden.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung weist das Befestigungsmittel einen Anschlagsbereich auf, der mit einem entsprechenden Abschnitt des Gehäuses zusammenwirkt und/oder wobei das Befestigungsmittel einen insbesondere im mittleren Bereich überstehenden Bereich aufweist, der vorzugsweise mittig gegen die Elektronikbaugruppe drückt. Über diesen Anschlagsbereich insbesondere in Zusammenwirkung mit dem Gehäuse wird eine definierte Endposition realisierbar. Durch das mittige Drücken gegen die Elektronikbaugruppe kann ein verklemmungsfreies Einschieben erreicht werden.
  • Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Es zeigen:
    • 1 eine perspektivische Gesamtansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung mit mehreren austauschbaren Elektronikbaugruppen in der Explosionsdarstellung,
    • 2 eine perspektivische Ansicht einer austauschbaren Elektronikeinheit im montierten Zustand,
    • 3 eine perspektivische Ansicht eines weiteren alternativen Ausführungsbeispiels einer austauschbaren Elektronikeinheit sowie
    • 4 eine perspektivische Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels mit einem alternativen Befestigungsmittel.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • Die Erfindung ist anhand mehrerer Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
  • In 1 umfasst die Vorrichtung 10 zumindest zwei Elektronikbaugruppen 25 und ein diese zumindest teilweise umgebendes Gehäuse 11. Je nach Anwendungsfall können jedoch noch weitere Elektronikbaugruppen 25 austauschbar in dem Gehäuse 11 angeordnet werden. Das Gehäuse 11 weist zwei Seitenflächen 14 auf. Das Gehäuse 11 wird an der Rückseite über eine rückseitige Gehäuseabdeckung 22, insbesondere durch eine mechanische Fixierung wie beispielsweise eine Verschraubung, geschlossen. Parallel zu der rückseitigen Gehäuseabdeckung 22 und senkrecht zu den austauschbaren Elektronikbaugruppen 25 bzw. senkrecht zu einer Einschubrichtung 35 der Elektronikbaugruppen 25 ist zumindest eine Leiterplatte 34 angeordnet. An der Leiterplatte 34 sind Steckverbindungen 31 vorgesehen, die eine elektronische Kontaktierung zwischen den einzelnen Elektronikbaugruppen 25 und der Leiterplatte 34 über zumindest eine Steckverbindung bzw Stecker 50 herstellen. Auf der Leiterplatte 34 sind beispielhaft weitere nicht eigens dargestellte Elektronikbauteile vorgesehen, die beispielsweise die Kommunikationsabläufe steuern. Über die Leiterplatte 34 können Stecker für die Kontaktierung nach außen platziert werden. Optional können an der Vorderseite der Leiterplatte 38 Stecker 62 angebracht sein, die dann durch entsprechende Öffnungen (ebenfalls gestrichelt angedeutet) in der Vorderseite 20 ragen
  • Die Vorderseite 20 räumt Zugriff zu den im Inneren der Vorrichtung 10 angeordneten austauschbaren Elektronikbaugruppen 25 ein. Die Vorderseite 20 ist über mechanische Fixierungen zu öffnen und zu verschließen. An der Innenseite der Seitenflächen 14 des Gehäuses 11 sind jeweils mehrere Aufnahmen 18 vorgesehen als Beispiel für einen möglichen Einschubmechanismus. Diese im wesentlichen schienenförmigen Aufnahmen 18 dienen der reversiblen Aufnahme, Einschub und/oder Verklemmung der austauschbaren Elektronikbaugruppen 25 in Einschubrichtung 35. Die Elektronikbaugruppe 25 kann beispielsweise eine oder mehrere Leiterplatte 38, 40 bzw. eine Elektronikeinheit umfassen. Die Elektronikeinheiten mit zugehörigen Elektronikbauteilen umfassen insbesondere Hochleistungs-Rechnerkerne, die im Kraftfahrzeug besonders rechenintensive Funktionen übernehmen. Hierbei kann es sich beispielsweise um autonome oder teilautonome Fahrfunktionen, Infotainment, Kommunikationsschnittstellen zwischen verschiedenen Bussystemen (Ethernet, CAN, LIN etc.) bzw. Gateway-Funktionalitäten, bestimmte Sicherheitsanwendungen zur Einräumung einer Berechtigung, um beispielsweise auch von außerhalb auf das Kraftfahrzeug zuzugreifen, oder weitere im Kraftfahrzeug mit insbesondere hoher Rechenleistung verbundene Operationen handeln. Bei den Elektronikbauteilen handelt es sich besonders bevorzugt um leistungsstarke Prozessoren, Multikern-Prozessoren oder hochintegrierte Schaltungen (SoC, System-on-Chip), die sich durch hohe Verlustleistungen auszeichnen.
  • Die Leiterplatte 38,40 der Elektronikbaugruppe 25 wird von zumindest einer Seite durch ein Gehäuse 52 bzw. eine Gehäusehälfte 52 zumindest teilweise umschlossen. In den Seitenbereichen läuft die Gehäusehälfte 52 in entsprechenden Überständen aus, die auf die Aufnahmen 18 im Gehäuse 11 gelegt bzw. in die Aufnahmen 18 eingeschoben werden können. Die Gehäusehälfte 52 umschließt in diesem Ausführungsbeispiel die Leiterplatte 38, 40 seitlich beinahe vollständig.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 zeigt beispielhaft eine austauschbare Elektronikbaugruppe 25. Eine Leiterplatte 38 ist auf einem stabilen Träger 36 befestigt. Dies erfolgt beispielhaft mit Hilfe von Befestigungsmitteln 37, die als Schraubverbindungen mit Abstandshülsen ausgebildet sein können. Die Leiterplatte 38 könnte beispielsweise das main board umfassen. Im Ausführungsbeispiel ist darüber hinaus eine weitere Leiterplatte 40 parallel zu der Leiterplatte 38 angeordnet. Je nach Ausführungsbeispiel könnte jedoch auch lediglich eine einzige Leiterplatte 38 vorgesehen werden. Auf der weiteren Leiterplatte 40, beispielsweise als sog. daughter board ausgeführt, sind ebenfalls Elektronikbauteile angeordnet. Solche Elektronikbauteile, die sich durch eine hohe Wärmeentwicklung auszeichnen, sind im Ausführungsbeispiel auf der weiteren Leiterplatte 40 angeordnet. Zur Abführung der Abwärme werden die Elektronikbauteile wärmeleitend über Heatpipes 45 (rohrförmige, gegebenenfalls mit einem wärmeleitenden Medium gefüllte wärmeleitende Anordnungen) mit einem wärmeleitenden Element 43 thermisch angebunden. Alternativ können auch die Elektronikbauteile über das Gehäuse 52, welches beispielsweise aus einem wärmeleitenden Material wie beispielsweise Aluminium ausgebildet ist, an das wärmeleitende Element 43 und/oder über weitere wärmeleitende Elemente angebunden werden.
  • Das wärmeleitende Element 43 ist auf der einen Seite im wesentlichen parallel zur Oberfläche der weiteren Leiterplatte 40 orientiert. Es ragt am anderen Ende über das Ende der weiteren Leiterplatte 40. Das wärmeleitende Element 43 weist in diesem Bereich eine Kontaktfläche zu einem Kühler 54 auf. Die Kontaktfläche ist im wesentlichen quer zur Leiterplatte 38,40 bzw. quer zur Einschubrichtung 35 der Elektronikbaugruppe 25 orientiert. Die Kontaktfläche ist bevorzugt als plane Ebene ausgebildet. Der Normalenvektor dieser Ebene ist parallel zur Einschubrichtung 35. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs kann die Kontaktfläche zumindest beinahe über die gesamte Breite der weiteren Leiterplatte 40 verlaufen. Die thermische Anbindung des wärmeleitenden Elements 43 zum Kühler 54 erfolgt somit in Einschubrichtung 35. Das wärmeleitende Element 43 könnte beispielsweise als sogenannte vapor chamber oder Heatpipe ausgebildet sein, ein mit einem wärmeleitenden Medium gefüllter Hohlkörper oder Rohr. Alternativ besteht das wärmeleitende Element 43 lediglich aus einem besonders wärmeleitenden Material wie beispielsweise Kupfer oder ähnliches und könnte beispielsweise plattenförmig als Massivteil ohne Hohlraum ausgebildet sein. Das wärmeleitende Element 43 könnte als Einlegeteil ausgebildet sein.
  • An der hinteren (bezogen auf die Einschubrichtung 35) Stirnseite der Leiterplatte 38 ist zumindest der Stecker 50 angeordnet. Über diesen Stecker 50 und die rückseitige Leiterplatte 34 erfolgt die elektrische Anbindung der Elektronikbaugruppe 25 beim Einschieben der Elektronikbaugruppe 25 in das Gehäuse 11. Hierzu weist der Kühler 54 eine Öffnung 56 auf, durch die der Stecker 50 der austauschbaren Elektronikbaugruppe 25 hindurchgeschoben wird, um mit dem Gegenstecker 31 der rückwärtigen Leiterplatte 31 kontaktiert zu werden. In dem Ausführungsbeispiel ist der Kühler 54 zwischen der rückwärtigen Leiterplatte 34 und der austauschbaren Elektronikbaugruppe 25 angeordnet.
  • Die Elektronikbaugruppe 25 des Ausführungsbeispiels gemäß 2 ist im wesentlichen symmetrisch (mit dem Träger 36 als Symmetrieachse) ausgebildet. Somit können vier Leiterplatten 38,40 in der austauschbaren Elektronikbaugruppe 25 untergebracht werden. Hierbei sind zwei Gehäusehälften 52 vorgesehen, die jeweils zwei Leiterplatten 38,40 mit dem Träger 36 zu einer Baueinheit verbinden. Ein weiterer Stecker 50 dient der elektrischen Anbindung der zweiten Hälfte mit den weiteren Leiterplatten 38,40.
  • Der Träger 36 steht vorzugsweise in Einschubrichtung 35 seitlich relativ zu den parallelen Außenseiten der Leiterplatten 38 etwas über, sodass der Träger 36 in die Aufnahmen 18 bzw. den Einschubmechanismus am Gehäuse 11 eingeschoben werden kann. Der Träger 36 weist zudem seitlich Aufnahmen 61 auf für ein Befestigungsmittel 60, im Ausführungsbeispiel beispielsweise eine Schraube, auf. Die Aufnahmen 61 erlauben dem Befestigungsmittel 60 etwas Spiel quer zur Einschubrichtung 35. Das Befestigungsmittel 60 ist parallel zur Einschubrichtung 35 ausgerichtet und lässt sich an deren Ende in eine Aufnahme 62 am Kühler 54 einschrauben. Die vordere Aufnahme 61 wirkt mit dem überstehenden Kopf des Befestigungsmittels 60, der Schraube, zusammen, so dass durch Drehen der Schraube ein definiertes Ein- und Ausstecken der Elektronikbaugruppe 25 erfolgt. Die Aufnahme 61 bzw. das Sicherungsmittel 63, beispielsweise ein Sicherungsring oder Spannring verhindert dabei, dass sich die Position der Schraube 60 relativ zur Elektronikbaugruppe 25 ändert. Beim Einschrauben des Befestigungsmittels 60 wird der Stecker 50 der Elektronikbaugruppe 25 in die Steckverbindung 31 bzw. den Gegenstecker der rückwärtigen Leiterplatte 34 geführt. Hierbei drückt der Schraubenkopf gegen die Aufnahme 61 und bewegt somit die Elektronikeinheit 25 in Einschubrichtung 35. Beim Herausdrehen nimmt die Schraube 60 die gesamte Elektronikbaugruppe 25 mit. Das zwischen der hinteren Aufnahme 61 (in Einschubrichtung 35) und der Aufnahme 62 angeordnete Sicherungsmittel 63 bewirkt, dass sich die Elektronikeinheit 25 gemeinsam mit der Schraube 60 von dem Kühler 56 bzw. der Leiterplatte 34 zur Entnahme entfernt, indem der Sicherungsring 63 eine Kraft auf die Aufnahme 62 entgegen der Einschubrichtung 35 ausübt.
  • Außerdem wird die über die Lebenszeit notwendige Anpresskraft für den thermischen Pfad ebenfalls über das Befestigungsmittel 60, beispielsweise über die Schraubverbindung, aufgebracht, wodurch das wärmeleitende Element 43 gegen den Kühler 54 gepresst wird. Wenn die benötigte Anpresskraft zu hoch für ein in der Elektronikbaugruppe 25 verortetes Befestigungsmittel 60 wird, kann die Anpresskraft auch durch ein anderes Element aufgebracht werden. Die grundsätzliche Funktionsweise bleibt jedoch dieselbe. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind an beiden Seiten des Trägers 36 Befestigungsmittel 60 und die zugehörige Aufnahmen 61 vorgesehen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist das Befestigungsmittel 60 im wesentlichen zentral bzw. mittig angeordnet. Wiederum ist als Befestigungsmittel 60 eine Schraube verwendet, die von einer beispielsweise als Hülse 64 ausgebildeten Aufnahme 61 umgeben wird. Wiederum ist ein Sicherungsmittel 63, insbesondere ein Sicherungsring um den Schraubenschaft angeordnet. Das Sicherungsmittel 63 ist zwischen der Hülse 64 und dem Kühler 56 bzw. der Leiterplatte 34 angeordnet. Das Sicherungsmittel 63 drückt beim Herausschrauben des Befestigungsmittels 60 auf die hintere Kontur der Hülse 64 und nimmt so die Elektronikbaugruppe 25 entgegen der Einschubrichtung 35 mit. Die Elektronikbaugruppe 25 weist beispielhaft zumindest eine über die gesamte Breite sich erstreckende Leiterplatte 38 auf. Links und rechts von dem Befestigungsmittel 60 sind jeweils weitere Leiterplatten 40 mit zu entwärmenden Elektronikbauteilen angeordnet, die wiederum über wärmeleitende Elemente 43 und Heatpipes 45 an die Stirnseite der Elektronikbaugruppe und später im eingeschobenen Zustand an den Kühler 54 entwärmt werden können. An der Rückseite der Elektronikbaugruppe 25 sind wiederum parallel zur Einschubrichtung 35 orientierte, nicht explizit gezeigte Stecker 50 vorgesehen, die in die Gegenstecker 31 der querstehenden Leiterplatte 34 eingeschoben werden. Wiederum ist ein seitlich überstehender Träger 36 vorgesehen, der in die Aufnahmen 18 des Gehäuses 11 geschoben werden kann. Das Gehäuse 52 umschließt zumindest teilweise die Leiterplatten 38,40. In dem Abschnitt, wo die Hülse 64 zur Aufnahme des Befestigungsmittels 60 vorgesehen ist, weist das Gehäuse 52 einen entsprechenden U-förmigen Rücksprung bzw. Knick auf, worin die Hülse 64 aufgenommen und befestigt wird. Alternativ könnte die Hülse 64 in das Gehäuse 52 integriert sein.
  • Durch die mittige Anordnung des Befestigungsmittels 60 kann eine gleichmäßige Anpresskraft erreicht werden.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist als Befestigungsmittel 60 ein Hebel 66 vorgesehen, der in einer entsprechenden Aufnahme 67 an der Vorderseite des Gehäuses 11 schwenkbar gelagert ist. Beim Verschwenken des Hebels 66 in Richtung des Inneren des Gehäuses 11 wird die austauschbare Elektronikbaugruppe 25 mit angedeuteter Leiterplatte 38 und Gehäuseteil 52 wiederum in Richtung der quer stehenden Leiterplatte 34 gedrückt, so dass eine Kontaktierung des Steckers 50 der Elektronikbaugruppe 25 mit dem Gegenstecker 31 der querstehenden Leiterplatte 34 erfolgt. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Hebel 66 über die komplette Breite des Gehäuses 11. Das der Aufnahme 67 gegenüberliegende Ende des Hebels 66 wird in seiner Schwenkbewegung durch das Gehäuse 11 begrenzt, sodass eine definierte Endposition des Hebels 66 erreicht wird. Im Ausführungsbeispiel weist dieser Anschlagsbereich des Hebels 66 eine Öffnung auf. Dieser Anschlagsbereich des Hebels 66 kann in der Endposition mit einer entsprechenden Öffnung im Gehäuse 11 fluchten zur eventuellen Aufnahme eines Befestigungsmittels. Dieses Befestigungsmittel könnte beispielsweise auch zur Verschraubung der Vorderseite 20 mit dem Gehäuse 11 genutzt werden.
  • Mithilfe einer Schraube bzw. eines Hebels 66, der über eine Schraube fixiert wird, kann durch Messung des Anzugsdrehmoments eine definierte Anpresskraft erreicht werden. Im Idealfall ist eine Schraube möglichst zentral in der Elektronikbaugruppe 25 zu verorten (vergleiche 3), aber auch zwei Schrauben an den Seiten wie in 2 gezeigt sind möglich. Ebenso ist die Position für die Hebeleinwirkung möglichst zentral zu wählen wie die 4 und 5 zeigen.
  • Wenn die Schraube locker geführt ist bzw. der Hebel 66 undefiniert auf die Elektronikbaugruppe 25 drückt, drückt diese Anpresskraft die Elektronikbaugruppe 25 auf den Kühler 54, ohne die Ausrichtung der Elektronikbaugruppe 25 zu beeinflussen. Hierfür wird die Schraube bzw. der Kontaktpunkt des Hebels 66 gegenüber der Elektronikbaugruppe 25 möglichst mittig angeordnet, um eine gleichmäßige Lastverteilung zu erzielen. Die Ausrichtung der Elektronikbaugruppe 25 ist damit von der entsprechenden Fixierung der Elektronikbaugruppe 25 unabhängig.
  • Die Endposition kann dabei über einen mechanischen Anschlag definiert werden, an den die Elektronikbaugruppe 25 beim Festschrauben gedrückt wird oder über eine definierte Verpressung beispielsweise eines flexiblen wärmeleitenden Elements (sogenanntes Gappad), welche ebenfalls aus der Messung des Anzugdrehmoments ermittelt werden kann.
  • Bei dem Kühler 54 könnte beispielsweise mit einem Wärmemedium wie beispielsweise Wasser durchströmte Kühlkreisläufe vorgesehen sein. Entsprechende Anschlüsse an dem Kühler 54 für einen Kühlmittelkreislauf sind vorzusehen. Entsprechende Anschlüsse sind in 2 angedeutet.
  • Die Vorrichtung 10 kommt insbesondere bei austauschbaren Elektronikbauelementen im Kraftfahrzeugbereich zum Einsatz. In den austauschbaren Elektronikbaugruppen 25 mit hohen Kühlanforderungen können insbesondere rechenintensive Funktionen im Kraftfahrzeugbereich realisiert werden wie beispielsweise teilautonomes oder autonomes Fahren, Kommunikationsmodule, Gateway-Funktionalitäten, Infotainment, Sicherheitsanwendungen etc. Solche Funktionen können jeweils in einer austauschbaren Elektronikbaugruppe 25 realisiert sein. Die Austauschbarkeit erlaubt auch ein späteres Nachrüsten von aktueller Hardware, indem Elektronikbaugruppen 25 leicht ausgetauscht werden können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2961252 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Vorrichtung umfassend zumindest eine austauschbare Elektronikbaugruppe (25) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Elektronikbaugruppe (25) eingerichtet ist, mit einem Einschubmechanismus (18) eines Gehäuses (11) zur Aufnahme der austauschbaren Elektronikbaugruppe (25) zusammenzuwirken, wobei die Elektronikbaugruppe (25) zumindest einen Stecker (50) aufweist zur Kontaktierung eines Gegensteckers (31) einer quer zur Einschubrichtung angeordneten Leiterplatte (34), dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikbaugruppe (25) zumindest ein wärmeleitendes Element (43,45) umfasst, das eine quer zur Einschubrichtung (35) orientierte Kontaktfläche zur thermischen Anbindung eines Kühlers (56) in Einschubrichtung (35) aufweist, wobei zumindest ein Befestigungsmittel (60) vorgesehen ist, um eine Kraft parallel zur Einschubrichtung (35) auf die Elektronikbaugruppe (25) auszuüben zur Kontaktierung des Steckers (50) und gleichzeitigem Schließen eines thermischen Pfads zwischen der Kontaktfläche des wärmeleitenden Elements (43,45) und dem Kühler (56).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel (60) eine Schraube oder ein Hebel (66) vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikbaugruppe (25) zumindest eine Aufnahme (61) oder Hülse (64) für das Befestigungsmittel (60) umfasst, die eine definierte Bewegung in Einschubrichtung (35) zulässt und/oder gleichzeitig dem Befestigungsmittel (60) quer zur Einschubrichtung (35) ein gewisses Spiel einräumt.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Befestigungsmittel (60) zumindest ein Sicherungsmittel (63), insbesondere ein Sicherungsring, vorgesehen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungsmittel (63) zwischen der Aufnahme (61) oder der Hülse (64) und dem Kühler (56) und/oder der Leiterplatte (34) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (60) dazu eingerichtet ist, eine definierte Anpresskraft auf die Leiterplatte (34) und/oder den Kühler (54) auszuüben.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (61) an einem Träger (36) der Elektronikbaugruppe (25) angeordnet ist, wobei der Träger (36) zumindest eine Leiterplatte (38,40) der Elektronikbaugruppe (25) aufnimmt.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein, vorzugsweise zwei, Befestigungsmittel (60) seitlich an der Elektronikbaugruppe (25) oder zumindest ein Befestigungsmittel (60) mittig an der Elektronikbaugruppe (25) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Aufnahme (62), insbesondere Gewinde, an dem Kühler (54) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag vorgesehen ist, gegen den die Elektronikbaugruppe (25) und/oder die Kontaktfläche des wärmeleitenden Elements (43, 45) bei Aufbringen einer Kraft in Einschubrichtung (35) gedrückt wird.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (60) in einer Aufnahme (67) an einem Gehäuse (11) schwenkbar gelagert ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (60) einen Anschlagsbereich aufweist, der mit einem entsprechenden Abschnitt des Gehäuses (11) zusammenwirkt und/oder dass das Befestigungsmittel (60) einen insbesondere im mittleren Bereich überstehenden Bereich (66) aufweist, der vorzugsweise mittig gegen die Elektronikbaugruppe (25) drückt.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Endposition des Hebels (66) über einen Anschlag am Gehäuse (11) definiert ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikbaugruppe (25) zumindest einen insbesondere rahmenförmigen Träger (36) umfasst zur Aufnahme zumindest einer Leiterplatte (38,40) und/oder zumindest eines Teils eines Gehäuses (52) und/oder zum mechanischen Kontakt mit in dem Gehäuse (11) angeordneten Aufnahmen (18).
  15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gehäuse (11) vorgesehen ist zur Aufnahme der austauschbaren Elektronikbaugruppe (25) und/oder dass zumindest eine teilweise mit dem Gehäuse (11) lösbar verbundene Vorderseite (20), über die Zugriff auf die im Inneren des Gehäuses (11) angeordneten austauschbaren Elektronikbaugruppen (25) möglich ist, vorgesehen ist und/oder dass zumindest eine rückwärtige Leiterplatte (34) mit zumindest einem Gegenstecker (51) vorgesehen ist und/oder dass zumindest ein Kühler (54) vorgesehen ist zur thermischen Anbindung der Gegenfläche des wärmeleitenden Elements (43, 45) und/oder dass eine Öffnung (56) in einem Kühler (54) vorgesehen ist zur Durchführung des Steckers (50) und/oder dass zumindest eine rückseitige Gehäuseabdeckung (22) vorgesehen ist.
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