DE102023200091A1

DE102023200091A1 - Modular system and modular electrical control unit

Info

Publication number: DE102023200091A1
Application number: DE102023200091.1A
Authority: DE
Inventors: Alex ITTEN; Pierre Cavin; Bernhard Läng; Thomas Huber
Original assignee: Bucher Hydraulics AG
Current assignee: Bucher Hydraulics AG
Priority date: 2023-01-09
Filing date: 2023-01-09
Publication date: 2024-07-11
Also published as: WO2024149729A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem (1) für ein modulares elektrisches Steuergerät (100), aufweisend ein erstes Systemmodul (2), welches eine erste Gehäuseeinheit (3) und eine erste elektrische Funktionseinheit (4) aufweist, und ein zweites Systemmodul (5), welches eine zweite Gehäuseeinheit (6) und eine zweite elektrische Funktionseinheit (7) aufweist, wobei das erste Systemmodul (2) und das zweite Systemmodul (5) komplementäre Verbindungseinrichtungen (8) zur Befestigung (B) des ersten Systemmoduls (2) und des zweiten Systemmoduls (5) aneinander und zur elektrischen Verbindung (E) der ersten elektrischen Funktionseinheit (4) und der zweiten elektrischen Funktionseinheit (7) miteinander aufweisen, wobei das erste Systemmodul (2) und das zweite Systemmodul (5) mittels ihrer komplementären Verbindungseinrichtungen (8) aneinander montierbar sind, um in einem montierten Zustand das modulare elektrische Steuergerät (100) auszubilden, wobei in dem montierten Zustand die erste Gehäuseeinheit (3) und die zweite Gehäuseeinheit (6) gemeinsam einen Gehäuseinnenraum (10) des modularen elektrischen Steuergeräts (100) fluiddicht, insbesondere flüssigkeitsdicht, begrenzen und die erste elektrische Funktionseinheit (4) und die zweite elektrische Funktionseinheit (7) sowie die komplementären Verbindungseinrichtungen (8) in dem Gehäuseinnenraum (10) angeordnet sind.The invention relates to a modular system (1) for a modular electrical control device (100), comprising a first system module (2), which has a first housing unit (3) and a first electrical functional unit (4), and a second system module (5), which has a second housing unit (6) and a second electrical functional unit (7), wherein the first system module (2) and the second system module (5) have complementary connecting devices (8) for fastening (B) the first system module (2) and the second system module (5) to one another and for electrically connecting (E) the first electrical functional unit (4) and the second electrical functional unit (7) to one another, wherein the first system module (2) and the second system module (5) can be mounted on one another by means of their complementary connecting devices (8) in order to form the modular electrical control device (100) in an assembled state, wherein in the assembled state the first housing unit (3) and the second housing unit (6) together form a housing interior (10) of the modular electrical Control device (100) fluid-tight, in particular liquid-tight, and the first electrical functional unit (4) and the second electrical functional unit (7) as well as the complementary connecting devices (8) are arranged in the housing interior (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem für ein modulares elektrisches Steuergerät sowie ein derartiges modulares elektrisches Steuergerät.The invention relates to a modular system for a modular electrical control unit and to such a modular electrical control unit.

Aus der EP 3 749 075 A1 ist ein elektrisches Steuergerät bekannt, welches eine erste Gehäuseeinheit und eine zweite Gehäuseeinheit aufweist, die aneinander montiert sind.From the EP 3 749 075 A1 An electrical control device is known which has a first housing unit and a second housing unit which are mounted on one another.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Baukastensystem für ein modulares elektrisches Steuergerät sowie ein derartiges modulares elektrisches Steuergerät zu schaffen, die verbesserte Eigenschaften aufweisen. Insbesondere soll eine besonders schnelle und fehlersichere Herstellung eines besonders kompakten modularen elektrischen Steuergeräts ermöglicht werden.It is an object of the present invention to provide a modular system for a modular electrical control unit and a modular electrical control unit of this type, which have improved properties. In particular, a particularly fast and fail-safe production of a particularly compact modular electrical control unit should be made possible.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by the subject matter of the independent patent claims. Preferred embodiments are the subject matter of the dependent patent claims.

Ein erfindungsgemäßes Baukastensystem ist für ein modulares elektrisches Steuergerät vorgesehen. Das Baukastensystem weist ein erstes Systemmodul auf. Das erste Systemmodul hat eine erste Gehäuseeinheit sowie eine erste elektrische Funktionseinheit. Das Baukastensystem weist zudem ein zweites Systemmodul auf, welches eine zweite Gehäuseeinheit sowie eine zweite elektrische Funktionseinheit aufweist. Das erste Systemmodul und das zweite Systemmodul weisen jeweils komplementäre Verbindungseinrichtungen auf. Jedes Systemmodul weist also wenigstens eine Verbindungseinrichtung auf, wobei die wenigstens eine Verbindungseinrichtung des einen Systemmoduls komplementär zur wenigstens einen Verbindungseinrichtung des anderen Systemmoduls ausgebildet, insbesondere geformt und/oder angeordnet, ist. Die komplementären Verbindungseinrichtungen dienen einer Befestigung des ersten Systemmoduls und des zweiten Systemmoduls aneinander. Zudem dienen die komplementären Verbindungseinrichtungen einer elektrischen Verbindung der ersten elektrischen Funktionseinheit und der zweiten elektrischen Funktionseinheit miteinander. Den komplementären Verbindungseinrichtungen kommt also eine Doppelfunktion zu. Die beiden Systemmodule sind mittels ihrer komplementärer Verbindungseinrichtungen aneinander montierbar, um in einem montierten Zustand das modulare elektrische Steuergerät auszubilden. Mit anderen Worten: Das modulare elektrische Steuergerät ist durch Montage der beiden Systemmodule des Baukastensystems aneinander herstellbar. In dem montierten Zustand begrenzen die erste Gehäuseeinheit und die zweite Gehäuseeinheit gemeinsam einen Gehäuseinnenraum des modularen elektrischen Steuergeräts fluiddicht. „Fluiddicht“ kann in diesem Zusammenhang bedeuten, dass der Gehäuseinnenraum gegenüber einer das modulare elektrische Steuergerät umgebenden äußeren Umgebung derart abgeschlossen ist, dass ein Übertritt von Fluid zwischen äußerer Umgebung und Gehäuseinnenraum zumindest weitestgehend vermieden wird. Insbesondere ist der Gehäuseinnenraum in dem montierten Zustand mittels der beiden Gehäuseeinheiten flüssigkeitsdicht und/oder gasdicht und/oder staubdicht begrenzt. In dem montierten Zustand sind die erste elektrische Funktionseinheit und die zweite elektrische Funktionseinheit sowie die komplementären Verbindungseinrichtungen in dem Gehäuseinnenraum angeordnet. Folglich können die beiden elektrischen Funktionseinheiten sowie die komplementären Verbindungseinrichtungen mittels der Gehäuseeinheiten in dem montierten Zustand vor Umgebungseinflüssen geschützt sein. Die Systemmodule können zweckmäßigerweise vormontiert sein, um in ihrem vormontierten Zustand unter Herstellung des modularen elektrischen Steuergeräts aneinandergefügt zu werden. Auf diese Weise kann das modulare elektrische Steuergerät vorteilhaft besonders schnell und fehlersicher hergestellt werden. Zudem kann mittels des Baukastensystems ein besonders kompakt bauendes modulares elektrisches Steuergerät realisiert werden.A modular system according to the invention is provided for a modular electrical control device. The modular system has a first system module. The first system module has a first housing unit and a first electrical functional unit. The modular system also has a second system module, which has a second housing unit and a second electrical functional unit. The first system module and the second system module each have complementary connecting devices. Each system module therefore has at least one connecting device, wherein the at least one connecting device of one system module is designed, in particular shaped and/or arranged, to be complementary to the at least one connecting device of the other system module. The complementary connecting devices serve to fasten the first system module and the second system module to one another. In addition, the complementary connecting devices serve to electrically connect the first electrical functional unit and the second electrical functional unit to one another. The complementary connecting devices therefore have a dual function. The two system modules can be mounted on one another using their complementary connecting devices in order to form the modular electrical control device in an assembled state. In other words: The modular electrical control unit can be manufactured by assembling the two system modules of the modular system together. In the assembled state, the first housing unit and the second housing unit together define a housing interior of the modular electrical control unit in a fluid-tight manner. In this context, “fluid-tight” can mean that the housing interior is sealed off from an external environment surrounding the modular electrical control unit in such a way that a transfer of fluid between the external environment and the housing interior is at least largely avoided. In particular, the housing interior is defined in a liquid-tight and/or gas-tight and/or dust-tight manner in the assembled state by means of the two housing units. In the assembled state, the first electrical functional unit and the second electrical functional unit as well as the complementary connecting devices are arranged in the housing interior. Consequently, the two electrical functional units as well as the complementary connecting devices can be protected from environmental influences by means of the housing units in the assembled state. The system modules can be expediently pre-assembled so that they can be joined together in their pre-assembled state to produce the modular electrical control unit. In this way, the modular electrical control unit can advantageously be produced particularly quickly and in a fail-safe manner. In addition, a particularly compact modular electrical control unit can be created using the modular system.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Gehäuseeinheit zweiteilig ausgebildet. Die erste Gehäuseeinheit kann einteilig ausgebildet sein. Die zweiteilig ausgebildete zweite Gehäuseeinheit weist ein erstes Gehäuseteil sowie ein deckelartiges zweites Gehäuseteil auf. Dabei ist das erste Gehäuseteil zwischen dem zweiten Gehäuseteil und der ersten Gehäuseeinheit montierbar. Mit anderen Worten: Das erste Gehäuseteil kann ein Zwischenteil ausbilden, welches im montierten Zustand zwischen dem zweiten Gehäuseteil und der ersten Gehäuseeinheit angeordnet ist. Das erste Gehäuseteil kann gesondert vom zweiten Gehäuseteil an der ersten Gehäuseeinheit montiert werden. Das erste Gehäuseteil kann die erste elektrische Funktionseinheit und/oder die Verbindungseinrichtungen des ersten Systemmoduls tragen oder aufweisen. Die erste elektrische Funktionseinheit und/oder die Verbindungseinrichtungen des ersten Systemmoduls können an dem ersten Gehäuseteil, insbesondere bei entferntem zweiten Gehäuseteil, vormontiert sein, insbesondere wenn das erste Gehäuseteil an der ersten Gehäuseeinheit montiert wird. Zweckmäßig weist das erste Gehäuseteil wenigstens eine Montageöffnung auf. In dem montierten Zustand kann das zweite Gehäuseteil diese Montageöffnung des ersten Gehäuseteils überdecken. Insbesondere kann die Montageöffnung an einer von der ersten Gehäuseeinheit abgewandten Seite des ersten Gehäuseteils mittels des zweiten Gehäuseteils überdeckt sein. Mit anderen Worten: Die Montageöffnung kann von der ersten Gehäuseeinheit abgewandt mittels des zweiten Gehäuseteils überdeckt sein. Das zweite Gehäuseteil kann von dem ersten Gehäuseteil abnehmbar sein, insbesondere um die Montageöffnung freizulegen. Der Gehäuseinnenraum kann bei von der Montageöffnung abgenommenem zweitem Gehäuseteil durch die Montageöffnung hindurch von außen her zugänglich sein. Insbesondere können die in dem Gehäuseinnenraum angeordneten komplementären Verbindungseinrichtungen - bei von der Montageöffnung abgenommenem zweitem Gehäuseteil - durch die Montageöffnung hindurch von außen her zugänglich sein. Auf diese Weise lassen sich die beiden Systemmodule mittels der Verbindungseinrichtungen besonders einfach miteinander verbinden.In an embodiment of the invention, the second housing unit is formed in two parts. The first housing unit can be formed in one part. The two-part second housing unit has a first housing part and a cover-like second housing part. The first housing part can be mounted between the second housing part and the first housing unit. In other words: the first housing part can form an intermediate part which, in the assembled state, is arranged between the second housing part and the first housing unit. The first housing part can be mounted on the first housing unit separately from the second housing part. The first housing part can carry or have the first electrical functional unit and/or the connecting devices of the first system module. The first electrical functional unit and/or the connecting devices of the first system module can be pre-assembled on the first housing part, in particular when the second housing part is removed, in particular when the first housing part is mounted on the first housing unit. The first housing part expediently has at least one mounting opening. In the assembled state, the second housing part can cover this mounting opening of the first housing part. In particular, the mounting opening can be covered by the second housing part on a side of the first housing part facing away from the first housing unit. In other words: the mounting opening can be covered by the first The housing unit can be covered by the second housing part. The second housing part can be removable from the first housing part, in particular in order to expose the mounting opening. When the second housing part is removed from the mounting opening, the housing interior can be accessible from the outside through the mounting opening. In particular, the complementary connecting devices arranged in the housing interior can be accessible from the outside through the mounting opening when the second housing part is removed from the mounting opening. In this way, the two system modules can be connected to one another particularly easily using the connecting devices.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die erste Gehäuseeinheit dem Gehäuseinnenraum zugewandt wenigstens eine Positionierhilfe auf. Die Positionierhilfe der ersten Gehäuseeinheit dient einer Ausrichtung der ersten elektrischen Funktionseinheit relativ zur ersten Gehäuseeinheit. Alternativ oder zusätzlich weist die zweite Gehäuseeinheit dem Gehäuseinnenraum zugewandt wenigstens eine Positionierhilfe auf. Die Positionierhilfe der zweiten Gehäuseeinheit dient einer Ausrichtung der zweiten elektrischen Funktionseinheit relativ zur zweiten Gehäuseeinheit. Derartige Positionierhilfen können die Herstellung eines auf dem Baukastensystem basierenden modularen elektrischen Steuergeräts verbessern, indem die Positionierung der elektrischen Funktionseinheiten relativ zu den jeweiligen Gehäuseeinheiten vereinfacht wird.In a further embodiment of the invention, the first housing unit has at least one positioning aid facing the housing interior. The positioning aid of the first housing unit serves to align the first electrical functional unit relative to the first housing unit. Alternatively or additionally, the second housing unit has at least one positioning aid facing the housing interior. The positioning aid of the second housing unit serves to align the second electrical functional unit relative to the second housing unit. Such positioning aids can improve the manufacture of a modular electrical control device based on the modular system by simplifying the positioning of the electrical functional units relative to the respective housing units.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die erste Gehäuseeinheit und die zweite Gehäuseeinheit jeweils Positionierabschnitte auf, die einer Ausrichtung der ersten Gehäuseeinheit und der zweiten Gehäuseeinheit relativ zueinander dienen. Die Positionierabschnitte der zweiten Gehäuseeinheit können an dem ersten Gehäuseteil der zweiten Gehäuseeinheit angeordnet sein. Die Positionierabschnitte der ersten Gehäuseeinheit sind komplementär zu den Positionierabschnitten der zweiten Gehäuseeinheit ausgebildet und angeordnet. Insbesondere sind die Positionierabschnitte der Gehäuseeinheiten an Gehäuseflanschen der Gehäuseeinheiten angeordnet. Jede der Gehäuseeinheiten kann einen derartigen Gehäuseflansch aufweisen, der insbesondere umlaufend ausgebildet ist. Die Positionierabschnitte ermöglichen vorteilhaft eine weitere Vereinfachung der Herstellung eines auf dem Baukastensystem basierenden modularen elektrischen Steuergeräts, da ein Positionierungsaufwand für die Montage der Gehäuseeinheiten aneinander mittels der Positionierabschnitte verringert werden kann.In a further embodiment of the invention, the first housing unit and the second housing unit each have positioning sections that serve to align the first housing unit and the second housing unit relative to one another. The positioning sections of the second housing unit can be arranged on the first housing part of the second housing unit. The positioning sections of the first housing unit are designed and arranged complementarily to the positioning sections of the second housing unit. In particular, the positioning sections of the housing units are arranged on housing flanges of the housing units. Each of the housing units can have such a housing flange, which is designed in particular to run all the way around. The positioning sections advantageously enable further simplification of the manufacture of a modular electrical control device based on the modular system, since the positioning effort for assembling the housing units to one another can be reduced by means of the positioning sections.

Zweckmäßig weisen das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil der zweiten Gehäuseeinheit jeweils Positioniereinrichtungen auf, die einer zuverlässigen, insbesondere reproduzierbaren, Positionierung des ersten Gehäuseteils und des zweiten Gehäuseteils relativ zueinander dienen. Die Positioniereinrichtungen der beiden Gehäuseteile können komplementär zueinander ausgebildet sein. Die Positioniereinrichtungen können gleichartig zu den Positionierabschnitten der ersten Gehäuseeinheit und der zweiten Gehäuseeinheit ausgebildet sind.The first housing part and the second housing part of the second housing unit expediently each have positioning devices which serve for reliable, in particular reproducible, positioning of the first housing part and the second housing part relative to one another. The positioning devices of the two housing parts can be designed to complement one another. The positioning devices can be designed in the same way as the positioning sections of the first housing unit and the second housing unit.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bilden die komplementären Verbindungseinrichtungen im montierten Zustand eine Steckverbindung und/oder eine Schraubverbindung aus. Eine derartige Steckverbindung besticht durch eine kurze Montagedauer. Die Realisierung mit Schraubverbindung erweist sich als besonders robust.In a further embodiment of the invention, the complementary connecting devices form a plug connection and/or a screw connection when assembled. Such a plug connection is characterized by a short assembly time. The implementation with a screw connection proves to be particularly robust.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen das erste Systemmodul und das zweite Systemmodul komplementäre Kupplungseinrichtungen auf. Dabei sind die komplementären Kupplungseinrichtungen in dem montierten Zustand derart miteinander fluidleitend gekoppelt, dass die komplementären Kupplungseinrichtungen einen Fluidpfad des ersten Systemmoduls mit einem Fluidkanal des zweiten Systemmoduls unter Abdichtung gegenüber dem Gehäuseinnenraum fluidleitend miteinander verbinden. In umgekehrter Weise kann das zweite Systemmodul den Fluidpfad aufweisen und das erste Systemmodul den Fluidkanal, die unter Abdichtung gegenüber dem Gehäuseinnenraum mittels der komplementären Kupplungseinrichtungen im montierten Zustand fluidleitend miteinander verbunden werden. Der Fluidpfad und der Fluidkanal können von einem Fluid, insbesondere einem Gas und/oder einer Flüssigkeit, durchströmbar sein. Beim Durchströmen des Fluidpfads und des Fluidkanals kann das Fluid Wärme von einer Wärmequelle des modularen elektrischen Steuergeräts aufnehmen und die aufgenommene Wärme von der Wärmequelle wegtransportieren.In a further embodiment of the invention, the first system module and the second system module have complementary coupling devices. In the assembled state, the complementary coupling devices are coupled to one another in a fluid-conducting manner such that the complementary coupling devices fluidly connect a fluid path of the first system module to a fluid channel of the second system module while sealing it off from the housing interior. Conversely, the second system module can have the fluid path and the first system module can have the fluid channel, which are fluidly connected to one another in a fluid-conducting manner while sealing it off from the housing interior by means of the complementary coupling devices when assembled. A fluid, in particular a gas and/or a liquid, can flow through the fluid path and the fluid channel. When flowing through the fluid path and the fluid channel, the fluid can absorb heat from a heat source of the modular electrical control unit and transport the absorbed heat away from the heat source.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist wenigstens eines der Systemmodule - d. h. das erste Systemmodul und/oder das zweite Systemmodul - einen Wärmeübertrager mit einem von Fluid, insbesondere von Flüssigkeit und/oder Gas, durchfließbaren Fluidpfad auf. Dabei ist in dem montierten Zustand der Fluidpfad fluiddicht, insbesondere gasdicht und/oder flüssigkeitsdicht, von dem Gehäuseinnenraum des modularen Steuergeräts getrennt. Der Wärmeübertrager ist vorzugsweise thermisch mit einer äußeren Umgebung des modularen elektrischen Steuergeräts gekoppelt, so dass beim Durchfließen des Fluidpfades Wärme zwischen dem Fluid und der Umgebung mittels des Wärmeübertragers übertragen werden kann. Insbesondere kann von dem Fluid mitgeführte Wärme mittels des Wärmeübertragers an die Umgebung abgegeben werden. Die Umgebung kann in diesem Fall eine Wärmesenke ausbilden.In a further embodiment of the invention, at least one of the system modules - ie the first system module and/or the second system module - has a heat exchanger with a fluid path through which fluid, in particular liquid and/or gas, can flow. In the assembled state, the fluid path is separated from the housing interior of the modular control unit in a fluid-tight, in particular gas-tight and/or liquid-tight manner. The heat exchanger is preferably thermally coupled to an external environment of the modular electrical control unit, so that when the fluid flows through the fluid path, heat can be transferred between the fluid and the environment by means of the heat exchanger. In particular, heat carried by the fluid can be transferred by means of the heat exchanger to the environment. In this case, the environment can form a heat sink.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist wenigstens eines der Systemmodule - das heißt das erste Systemmodul und/oder das zweite Systemmodul - ein Kühlrohr auf, welches wenigstens bereichsweise entlang der elektrischen Funktionseinheit dieses Systemmoduls verläuft. Das Kühlrohr begrenzt einen von Fluid durchfließbaren Fluidkanal. Der Fluidkanal ist dabei in dem montierten Zustand mittels komplementärer Kupplungseinrichtungen der Systemmodule mit dem Fluidpfad unter Abdichtung gegenüber dem Gehäuseinnenraum fluidleitend mit dem Fluidpfad verbunden. Die elektrische Funktionseinheit, entlang welcher das Kühlrohr wenigstens bereichsweise verläuft, ist vorzugsweise wenigstens bereichsweise thermisch mit dem Kühlrohr gekoppelt. Dabei kann diese elektrische Funktionseinheit, insbesondere in ihrem Bereich der thermischen Kopplung mit dem Kühlrohr, eine Wärmequelle ausbilden, von welcher Wärme mittels des das Kühlrohr durchfließenden Fluids aufgenommen und wegtransportiert werden kann.In a further embodiment of the invention, at least one of the system modules - that is, the first system module and/or the second system module - has a cooling pipe which runs at least partially along the electrical functional unit of this system module. The cooling pipe delimits a fluid channel through which fluid can flow. In the assembled state, the fluid channel is connected to the fluid path in a fluid-conducting manner by means of complementary coupling devices of the system modules, while being sealed against the interior of the housing. The electrical functional unit, along which the cooling pipe runs at least partially, is preferably thermally coupled to the cooling pipe at least partially. This electrical functional unit can form a heat source, particularly in its region of thermal coupling with the cooling pipe, from which heat can be absorbed and transported away by means of the fluid flowing through the cooling pipe.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die erste elektrische Funktionseinheit und die zweite elektrische Funktionseinheit jeweils eine Leiterplatte auf. Jede dieser Leiterplatten weist eine Bestückungsseite mit elektrischen Komponenten der jeweiligen elektrischen Funktionseinheit sowie eine der Bestückungsseite gegenüberliegende Lötseite auf. Bei derartigen elektrischen Komponenten kann es sich um elektrische Leistungshalbleiter, Relais, Schütze, aktive oder passive elektronische Bauteile, Stecker oder Filterkomponenten handeln. In dem montierten Zustand begrenzen die Leiterplatten mit ihren einander zugewandten Lötseiten einen Zwischenraum des modularen elektrischen Steuergeräts. Die Befestigung des ersten Systemmoduls und des zweiten Systemmoduls aneinander sowie die elektrische Verbindung der ersten elektrischen Funktionseinheit und der zweiten elektrischen Funktionseinheit miteinander ist mittels der komplementären Verbindungseinrichtungen in dem montierten Zustand durch den Zwischenraum hindurch ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich mittels des Baukastensystems ein besonders kompakt bauendes modulares elektrisches Steuergerät herstellen. Insbesondere können die komplementären Kupplungseinrichtungen des ersten Systemmoduls und des zweiten Systemmoduls in dem montierten Zustand durch den Zwischenraum hindurch miteinander gekoppelt sein.In a further embodiment of the invention, the first electrical functional unit and the second electrical functional unit each have a circuit board. Each of these circuit boards has a component side with electrical components of the respective electrical functional unit and a soldering side opposite the component side. Such electrical components can be electrical power semiconductors, relays, contactors, active or passive electronic components, plugs or filter components. In the assembled state, the circuit boards delimit a gap in the modular electrical control device with their soldering sides facing each other. The fastening of the first system module and the second system module to each other and the electrical connection of the first electrical functional unit and the second electrical functional unit to each other is formed by means of the complementary connection devices in the assembled state through the gap. In this way, a particularly compact modular electrical control device can be produced using the modular system. In particular, the complementary coupling devices of the first system module and the second system module can be coupled to each other through the gap in the assembled state.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in dem montierten Zustand die erste Gehäuseeinheit und die zweite Gehäuseeinheit aneinander befestigt. Insbesondere sind in dem montierten Zustand die erste Gehäuseeinheit und die zweite Gehäuseeinheit mittels Gehäuse-Schraubverbindungen des Baukastensystems aneinander befestigt, wobei die Gehäuse-Schraubverbindungen an Gehäuseflanschen der ersten Gehäuseeinheit und der zweiten Gehäuseeinheit angeordnet sind.In a further embodiment of the invention, the first housing unit and the second housing unit are fastened to one another in the assembled state. In particular, in the assembled state, the first housing unit and the second housing unit are fastened to one another by means of housing screw connections of the modular system, wherein the housing screw connections are arranged on housing flanges of the first housing unit and the second housing unit.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Baukastensystem eine elektromagnetisch wirksame Abschirmeinrichtung auf, die in dem montierten Zustand zwischen der ersten elektrischen Funktionseinheit und der zweiten elektrischen Funktionseinheit angeordnet ist. Insbesondere ist die elektromagnetisch wirksame Abschirmeinrichtung in dem Zwischenraum des modularen Steuergeräts angeordnet. Dabei ist die Abschirmeinrichtung in dem montierten Zustand mit zumindest einer der Gehäuseeinheiten elektrisch und mechanisch verbunden. Mittels der Abschirmeinrichtung kann vorteilhaft einer gegenseitigen elektromagnetischen Störung der elektrischen Funktionseinheiten entgegengewirkt werden.In a further embodiment of the invention, the modular system has an electromagnetically effective shielding device which, in the assembled state, is arranged between the first electrical functional unit and the second electrical functional unit. In particular, the electromagnetically effective shielding device is arranged in the space between the modular control unit. In the assembled state, the shielding device is electrically and mechanically connected to at least one of the housing units. The shielding device can advantageously be used to counteract mutual electromagnetic interference between the electrical functional units.

Ein erfindungsgemäßes modulares elektrisches Steuergerät weist ein erstes Systemmodul und ein zweites Systemmodul eines erfindungsgemäßen Baukastensystems wie voranstehend beschrieben auf. In dem modularen elektrischen Steuergerät sind das erste Systemmodul und das zweite Systemmodul aneinander montiert. Dabei sind das erste und das zweite Systemmodul derart aneinander montiert, dass die erste Gehäuseeinheit und die zweite Gehäuseeinheit gemeinsam einen Gehäuseinnenraum des modularen Steuergeräts fluiddicht, insbesondere flüssigkeitsdicht und/oder gasdicht und/oder staubdicht, begrenzen. Im montierten Zustand sind zudem die erste elektrische Funktionseinheit und die zweite elektrische Funktionseinheit sowie die komplementären Verbindungseinrichtungen in dem Gehäuseinnenraum angeordnet. Die oben angeführten Vorteile des erfindungsgemäßen Baukastensystems übertragen sich auch auf das erfindungsgemäße modulare elektrische Steuergerät, welches auf dem Baukastensystem basiert.A modular electrical control device according to the invention has a first system module and a second system module of a modular system according to the invention as described above. In the modular electrical control device, the first system module and the second system module are mounted on one another. The first and the second system modules are mounted on one another in such a way that the first housing unit and the second housing unit together delimit a housing interior of the modular control device in a fluid-tight manner, in particular liquid-tight and/or gas-tight and/or dust-tight. In the assembled state, the first electrical functional unit and the second electrical functional unit as well as the complementary connection devices are also arranged in the housing interior. The above-mentioned advantages of the modular system according to the invention are also transferred to the modular electrical control device according to the invention, which is based on the modular system.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile.Further advantages and features of the invention emerge from the claims and from the following description of preferred embodiments of the invention, which are illustrated with reference to the drawings. The same reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen modularen elektrischen Steuergeräts basierend auf einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Baukastensystems in schematischer Schnittdarstellung,
2 eine weitere Ausführungsform des modularen elektrischen Steuergeräts basierend auf einer weiteren Ausführungsform des Baukastensystems in schematischer Schnittdarstellung.

It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

1 shows an embodiment of a modular electrical control device according to the invention based on an embodiment of a modular system according to the invention in a schematic sectional view,
2 a further embodiment of the modular electrical control unit based on a further embodiment of the modular system in a schematic sectional view.

Ein erfindungsgemäßes Baukastensystem 1 ist für ein modulares elektrisches Steuergerät 100 vorgesehen. Das modulare elektrische Steuergerät 100 kann durch Montage von Systemmodulen 2, 5 des Baukastensystems 1 aneinander hergestellt werden.A modular system 1 according to the invention is provided for a modular electrical control unit 100. The modular electrical control unit 100 can be manufactured by assembling system modules 2, 5 of the modular system 1 together.

Das modulare elektrische Steuergerät 100 kann für einen Einsatz in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Kraftfahrzeug, vorgesehen sein. Bei einem derartigen Kraftfahrzeug kann es sich um ein Nutzfahrzeug handeln. Das modulare elektrische Steuergerät 100 kann leistungselektronische Komponenten 20 aufweisen, welche für den Einsatz in einem derartigen Fahrzeug eingerichtet sind. Insbesondere bei einem Einsatz des modularen elektrischen Steuergeräts 100 in einem solchen Fahrzeug ergeben sich besondere Anforderungen hinsichtlich einer Rüttelfestigkeit des modularen elektrischen Steuergeräts 100 und einem Schutzgrad der leistungselektronischen Komponenten 20. Beispielsweise sollte das modulare elektrische Steuergerät 100 einer Schutzart IP6K9K nach der Norm ISO 20653 genügen. Das modulare elektrische Steuergerät 100 kann als leistungselektronische Komponenten 20 leistungsfähige Filter aufweisen, die beispielsweise für eine ePTO-Steckdose, einen DC/DC-Wandler und/oder ein Laden eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs benötigt werden.The modular electrical control unit 100 can be intended for use in a vehicle, for example a motor vehicle. Such a motor vehicle can be a commercial vehicle. The modular electrical control unit 100 can have power electronic components 20 which are designed for use in such a vehicle. In particular, when the modular electrical control unit 100 is used in such a vehicle, special requirements arise with regard to the vibration resistance of the modular electrical control unit 100 and the degree of protection of the power electronic components 20. For example, the modular electrical control unit 100 should meet protection class IP6K9K according to the ISO 20653 standard. The modular electrical control unit 100 can have powerful filters as power electronic components 20 which are required, for example, for an ePTO socket, a DC/DC converter and/or charging an electrical energy storage device of the vehicle.

Das Baukastensystem 1 weist ein erstes Systemmodul 2 sowie ein zweites Systemmodul 5 auf. Das erste Systemmodul 2 hat eine erste Gehäuseeinheit 3 und eine erste elektrische Funktionseinheit 4. Die erste Gehäuseeinheit 3 kann eine treppenförmige Formgebung aufweisen. Das zweite Systemmodul 5 weist eine zweite Gehäuseeinheit 6 auf. Zudem umfasst das zweite Systemmodul 5 eine zweite elektrische Funktionseinheit 7. Sowohl das erste Systemmodul 2 als auch das zweite Systemmodul 5 weisen jeweils wenigstens eine Verbindungseinrichtung 8 auf. Die Systemmodule 2, 5 können jeweils wenigstens teilweise vormontiert werden.The modular system 1 has a first system module 2 and a second system module 5. The first system module 2 has a first housing unit 3 and a first electrical functional unit 4. The first housing unit 3 can have a stepped shape. The second system module 5 has a second housing unit 6. In addition, the second system module 5 comprises a second electrical functional unit 7. Both the first system module 2 and the second system module 5 each have at least one connecting device 8. The system modules 2, 5 can each be at least partially pre-assembled.

Die Verbindungseinrichtungen 8 der beiden Systemmodule 2, 5 sind komplementär zueinander ausgebildet. Die komplementären Verbindungseinrichtungen 8 dienen einer Befestigung B des ersten Systemmoduls 2 und des zweiten Systemmoduls 5 aneinander. Zudem dienen die komplementären Verbindungseinrichtungen 8 einer elektrischen Verbindung E der ersten elektrischen Funktionseinheit 4 und der zweiten elektrischen Funktionseinheit 7 miteinander. Den komplementären Verbindungseinrichtungen 8 kommt somit eine Doppelfunktion zu. Die elektrische Verbindung E und die Befestigung B können an identischer oder verschiedener Position realisiert sein.The connecting devices 8 of the two system modules 2, 5 are designed to complement each other. The complementary connecting devices 8 serve to fasten B the first system module 2 and the second system module 5 to each other. In addition, the complementary connecting devices 8 serve to electrically connect E the first electrical functional unit 4 and the second electrical functional unit 7 to each other. The complementary connecting devices 8 thus have a dual function. The electrical connection E and the fastening B can be implemented in identical or different positions.

Die komplementären Verbindungseinrichtungen 8 können in dem montierten Zustand eine Steckverbindung 11 ausbilden. Alternativ oder zusätzlich können die komplementären Verbindungseinrichtungen 8 eine Schraubverbindung 12 ausbilden. Die Steckverbindung 11 und/oder die Schraubverbindung 12 kann eine automatisierte Montage der Systemmodule 2, 5 aneinander ermöglichen, um das modulare elektrische Steuergerät 100 automatisiert zu erzeugen. Die komplementären Verbindungseinrichtungen 8 können im montierten Zustand eine Hochstromverbindung und/oder eine Steuerverbindung der beiden elektrischen Funktionseinheiten 4, 7 ausbilden.The complementary connecting devices 8 can form a plug connection 11 in the assembled state. Alternatively or additionally, the complementary connecting devices 8 can form a screw connection 12. The plug connection 11 and/or the screw connection 12 can enable automated assembly of the system modules 2, 5 to one another in order to automatically produce the modular electrical control unit 100. The complementary connecting devices 8 can form a high-current connection and/or a control connection of the two electrical functional units 4, 7 in the assembled state.

Die beiden Systemmodule 2, 5 sind mittels ihrer komplementären Verbindungseinrichtungen 8 aneinander montierbar, um in einem montierten Zustand das modulare elektrische Steuergerät 100 auszubilden. In dem montierten Zustand begrenzen die erste Gehäuseeinheit 3 und die zweite Gehäuseeinheit 6 gemeinsam einen Gehäuseinnenraum 10 des modularen Steuergeräts 100. Dabei ist der Gehäuseinnenraum 10 im montierten Zustand mittels der beiden Gehäuseeinheiten 3, 6 fluiddicht begrenzt. Beispielsweise kann der Gehäuseinnenraum 10 flüssigkeitsdicht und/oder gasdicht und/oder staubdicht begrenzt sein. Insbesondere genügt die Abdichtung des Gehäuseinnenraums 10 der Schutzart IP6K9K gemäß ISO 20653. Die elektrischen Funktionseinheiten 4, 7 sowie die komplementären Verbindungseinrichtungen 8 sind in dem Gehäuseinnenraum 10 angeordnet. Auf diese Weise können die Funktionseinheiten 4, 7 sowie die komplementären Verbindungseinrichtungen 8 im montierten Zustand mittels der beiden Gehäuseeinheiten 3, 6 gegenüber einer äußeren Umgebung des sich infolge der Montage ergebenden modularen elektrischen Steuergeräts 100 mechanisch und/oder elektrisch abgeschirmt, sein.The two system modules 2, 5 can be mounted on one another using their complementary connecting devices 8 in order to form the modular electrical control unit 100 in an assembled state. In the assembled state, the first housing unit 3 and the second housing unit 6 together delimit a housing interior 10 of the modular control unit 100. In the assembled state, the housing interior 10 is delimited in a fluid-tight manner by means of the two housing units 3, 6. For example, the housing interior 10 can be delimited in a liquid-tight and/or gas-tight and/or dust-tight manner. In particular, the sealing of the housing interior 10 of protection class IP6K9K according to ISO 20653 is sufficient. The electrical functional units 4, 7 and the complementary connecting devices 8 are arranged in the housing interior 10. In this way, the functional units 4, 7 and the complementary connecting devices 8 can be mechanically and/or electrically shielded in the assembled state by means of the two housing units 3, 6 from an external environment of the modular electrical control unit 100 resulting from the assembly.

Vorliegend sind in dem montierten Zustand die erste Gehäuseeinheit 3 und die zweite Gehäuseeinheit 6 aneinander befestigt. Zur Befestigung der beiden Gehäuseeinheiten 3, 6 sind dabei Gehäuse-Schraubverbindungen 26 des Baukastensystems 1 vorgesehen, die an den Gehäuseflanschen der ersten Gehäuseeinheit 3 und der zweiten Gehäuseeinheit 6 angeordnet sind. Zwischen den Gehäuseflanschen kann eine umlaufende Dichtungseinrichtung des Baukastensystems 1 vorhanden sein. Die Gehäuseeinheiten 3, 6 können jeweils wenigstens ein Aluminium-Druckgussteil aufweisen.In the present case, the first housing unit 3 and the second housing unit 6 are fastened to one another in the assembled state. To fasten the two housing units 3, 6, housing screw connections 26 of the modular system 1 are provided, which are arranged on the housing flanges of the first housing unit 3 and the second housing unit 6. A circumferential sealing device can be arranged between the housing flanges. of the modular system 1. The housing units 3, 6 can each have at least one aluminum die-cast part.

Vorliegend ist die zweite Gehäuseeinheit 6 zweiteilig ausgebildet. Dabei weist die zweite Gehäuseeinheit 6 ein erstes Gehäuseteil 6A sowie ein zweites Gehäuseteil 6B auf. Das zweite Gehäuseteil 6B ist beispielsweise deckelartig ausgebildet (vgl. 2). Das zweite Gehäuseteil 6B kann haubenförmig ausgebildet sein (siehe 1). Bei anderen, in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsformen kann die zweite Gehäuseeinheit 6 einteilig ausgebildet sein. In the present case, the second housing unit 6 is designed in two parts. The second housing unit 6 has a first housing part 6A and a second housing part 6B. The second housing part 6B is designed like a lid, for example (cf. 2 ). The second housing part 6B can be hood-shaped (see 1 ). In other embodiments not shown in the figures, the second housing unit 6 can be formed in one piece.

Vorliegend ist das erste Gehäuseteil 6A zwischen dem zweiten Gehäuseteil 6B und der ersten Gehäuseeinheit 3 montierbar, um den in den 1 und 2 erkennbaren Zustand auszubilden. Das erste Gehäuseteil 6A kann also ein Zwischengehäuseteil ausbilden, welches zwischen der ersten Gehäuseeinheit 3 und dem zweiten Gehäuseteil 6B montierbar ist.In the present case, the first housing part 6A can be mounted between the second housing part 6B and the first housing unit 3 in order to 1 and 2 recognizable state. The first housing part 6A can thus form an intermediate housing part which can be mounted between the first housing unit 3 and the second housing part 6B.

Beispielsweise weist das erste Gehäuseteil 6A wenigstens eine Montageöffnung 23 auf. Dabei überdeckt das zweite Gehäuseteil 6B in dem montierten Zustand die Montageöffnung 23 des ersten Gehäuseteils 6A. Vorliegend ist die Montageöffnung 23 an einer der ersten Gehäuseeinheit 3 abgewandten Seite des ersten Gehäuseteils 6A mittels des zweiten Gehäuseteils 6B überdeckt.For example, the first housing part 6A has at least one mounting opening 23. In the assembled state, the second housing part 6B covers the mounting opening 23 of the first housing part 6A. In the present case, the mounting opening 23 is covered by the second housing part 6B on a side of the first housing part 6A facing away from the first housing unit 3.

Das zweite Gehäuseteil 6B kann von dem ersten Gehäuseteil 6A abgenommen werden. Bei einem Entfernen des zweiten Gehäuseteils 6B von dem ersten Gehäuseteil 6A kann das zweite Gehäuseteil 6B von der Montageöffnung 23 abgenommen werden, so dass der Gehäuseinnenraum 10 durch die Montageöffnung 23 hindurch von außen - d.h. von der äußeren Umgebung - her zugänglich ist. Beispielsweise können die in dem Gehäuseinnenraum 10 angeordneten komplementären Verbindungseinrichtungen 8 bei von der Montageöffnung 23 abgenommenem zweitem Gehäuseteil 6B durch die Montageöffnung 23 hindurch von außen her zugänglich sein.The second housing part 6B can be removed from the first housing part 6A. When the second housing part 6B is removed from the first housing part 6A, the second housing part 6B can be removed from the mounting opening 23, so that the housing interior 10 is accessible from the outside - i.e. from the external environment - through the mounting opening 23. For example, the complementary connecting devices 8 arranged in the housing interior 10 can be accessible from the outside through the mounting opening 23 when the second housing part 6B is removed from the mounting opening 23.

Die erste Gehäuseeinheit 3 weist beispielsweise wenigstens eine Positionierhilfe 24 auf. Die Positionierhilfe 24 der ersten Gehäuseeinheit 3 kann dem Gehäuseinnenraum 10 zugewandt angeordnet sein. Mit anderen Worten: Die Positionierhilfe 24 der ersten Gehäuseeinheit 3 kann an einer dem Gehäuseinnenraum 10 zugewandten Innenseite der ersten Gehäuseeinheit 3 angeordnet sein. Insbesondere ist die Positionierhilfe 24 der ersten Gehäuseeinheit 3 der zweiten Gehäuseeinheit 6 zugewandt. Die Positionierhilfe 24 der ersten Gehäuseeinheit 3 dient beispielsweise einer Ausrichtung der ersten elektrischen Funktionseinheit 4 relativ zu der ersten Gehäuseeinheit 3. Entsprechend kann eine Positionierung der ersten elektrischen Funktionseinheit 4 mittels der Positionierhilfe 24 der ersten Gehäuseeinheit 3 in dem Gehäuseinnenraum 10 erfolgen. Alternativ oder zusätzlich weist die zweite Gehäuseeinheit 6 dem Gehäuseinnenraum 10 zugewandt wenigstens eine Positionierhilfe 24 auf. Mit anderen Worten: Die Positionierhilfe 24 der zweiten Gehäuseeinheit 6 kann an einer dem Gehäuseinnenraum 10 zugewandten Innenseite der zweiten Gehäuseeinheit 6 angeordnet sein. Insbesondere ist die Positionierhilfe 24 der zweiten Gehäuseeinheit 6 der ersten Gehäuseeinheit 3 zugewandt. Die Positionierhilfe 24 der zweiten Gehäuseeinheit 6 dient beispielsweise einer Ausrichtung der zweiten elektrischen Funktionseinheit 7 relativ zur zweiten Gehäuseeinheit 6. Entsprechend kann mittels der Positionierhilfe 24 der zweiten Gehäuseeinheit 6 eine Ausrichtung der zweiten elektrischen Funktionseinheit 7 im Gehäuseinnenraum 10 erfolgen. Die zweite Gehäuseeinheit 6 weist vorliegend integrale Schraubdome für eine Schraubverbindung 28 auf, mittels welcher die zweite elektrische Funktionseinheit 7 lösbar an der zweiten Gehäuseeinheit 6 befestigt ist.The first housing unit 3 has, for example, at least one positioning aid 24. The positioning aid 24 of the first housing unit 3 can be arranged facing the housing interior 10. In other words: the positioning aid 24 of the first housing unit 3 can be arranged on an inner side of the first housing unit 3 facing the housing interior 10. In particular, the positioning aid 24 of the first housing unit 3 faces the second housing unit 6. The positioning aid 24 of the first housing unit 3 serves, for example, to align the first electrical functional unit 4 relative to the first housing unit 3. Accordingly, the first electrical functional unit 4 can be positioned in the housing interior 10 using the positioning aid 24 of the first housing unit 3. Alternatively or additionally, the second housing unit 6 has at least one positioning aid 24 facing the housing interior 10. In other words: the positioning aid 24 of the second housing unit 6 can be arranged on an inner side of the second housing unit 6 facing the housing interior 10. In particular, the positioning aid 24 of the second housing unit 6 faces the first housing unit 3. The positioning aid 24 of the second housing unit 6 serves, for example, to align the second electrical functional unit 7 relative to the second housing unit 6. Accordingly, the positioning aid 24 of the second housing unit 6 can be used to align the second electrical functional unit 7 in the housing interior 10. In the present case, the second housing unit 6 has integral screw domes for a screw connection 28, by means of which the second electrical functional unit 7 is detachably attached to the second housing unit 6.

Die erste Gehäuseeinheit 3 und die zweite Gehäuseeinheit 6 weisen beispielsweise jeweils Positionierabschnitte 25 auf. Die Positionierabschnitte 25 der beiden Gehäuseeinheiten 3, 6 können einer Ausrichtung der beiden Gehäuseeinheiten 3, 6 relativ zueinander dienen. Vorliegend sind die Positionierabschnitte 25 der ersten Gehäuseeinheit 3 komplementär zu den Positionierabschnitten 25 der zweiten Gehäuseeinheit 6 ausgebildet und angeordnet. Die Positionierabschnitte 25 sind beispielsweise an Gehäuseflanschen der ersten Gehäuseeinheit 3 und der zweiten Gehäuseeinheit 6 angeordnet. Die Gehäuseflansche können umlaufend ausgebildet sein. Die beiden Gehäuseteile 6A, 6B der zweiten Gehäuseeinheit 6 können Positioniereinrichtungen aufweisen, die gleichartig wie die Positionierabschnitte 25 ausgebildet sind, um die Positionierung der Gehäuseteile 6A, 6B relativ zueinander zu vereinfachen. Die erste Gehäuseeinheit 3 kann einteilig ausgebildet sein.The first housing unit 3 and the second housing unit 6 each have, for example, positioning sections 25. The positioning sections 25 of the two housing units 3, 6 can serve to align the two housing units 3, 6 relative to one another. In the present case, the positioning sections 25 of the first housing unit 3 are designed and arranged complementarily to the positioning sections 25 of the second housing unit 6. The positioning sections 25 are arranged, for example, on housing flanges of the first housing unit 3 and the second housing unit 6. The housing flanges can be designed all the way around. The two housing parts 6A, 6B of the second housing unit 6 can have positioning devices that are designed in the same way as the positioning sections 25 in order to simplify the positioning of the housing parts 6A, 6B relative to one another. The first housing unit 3 can be designed in one piece.

Bei der Ausführungsform nach 1 weisen die beiden Systemmodule 2, 5 komplementäre Kupplungseinrichtungen 13 auf. Dabei sind die komplementären Kupplungseinrichtungen 13 in dem montierten Zustand fluidleitend, d. h. gasleitend und/oder flüssigkeitsleitend, miteinander gekoppelt. In dem montierten Zustand sind die beiden komplementären Kupplungseinrichtungen 13 dabei derart miteinander gekoppelt, dass die komplementären Kupplungseinrichtungen 13 einen Fluidpfad 14 des ersten Systemmoduls 2 mit einem Fluidkanal 15 des zweiten Systemmoduls 5 unter Abdichtung gegenüber dem Gehäuseinnenraum 10 fluidleitend miteinander verbinden. In umgekehrter Weise kann das zweite Systemmodul 5 den Fluidpfad 14 und das erste Systemmodul 2 den Fluidkanal 15 aufweisen, die mittels der komplementären Kupplungseinrichtungen 13 im montierten Zustand fluidleitend miteinander verbunden sind.In the embodiment according to 1 the two system modules 2, 5 have complementary coupling devices 13. In the assembled state, the complementary coupling devices 13 are coupled to one another in a fluid-conducting manner, ie gas-conducting and/or liquid-conducting manner. In the assembled state, the two complementary coupling devices 13 are coupled to one another in such a way that the complementary coupling devices 13 fluid-conductingly connect a fluid path 14 of the first system module 2 with a fluid channel 15 of the second system module 5 while sealing it off from the housing interior 10. Conversely, the second system module 5 can have the fluid path 14 and the first system module 2 can have the fluid channel 15, which are fluidically connected to one another by means of the complementary coupling devices 13 in the assembled state.

Wenigstens eines der Systemmodule 2, 5 - vorliegend das erste Systemmodul 2 - weist einen Wärmeübertrager 16 auf. Der Wärmeübertrager 16 weist den von Fluid, beispielsweise von Flüssigkeit und/oder Gas, durchfließbaren Fluidpfad 14 auf. Dabei ist der Fluidpfad 14 des Wärmeübertragers 16 in dem montierten Zustand fluiddicht, beispielsweise gas- und/oder flüssigkeitsdicht, von dem Gehäuseinnenraum 10 des modularen elektrischen Steuergeräts 100 getrennt. Wenigstens eines der Systemmodule 2, 5 kann ein Kühlrohr 17 aufweisen, vgl. 1. Das Kühlrohr 17 sowie der Wärmeübertrager 16 können einer Temperierung, insbesondere einer Kühlung, der elektrischen Komponenten 20 wenigstens einer der elektrischen Funktionseinheiten 4, 7 dienen. Bei der Ausführungsform nach 2 ist im Vergleich zu 1 der Wärmeübertrager 16 vorhanden, aber auf das Kühlrohr 17 verzichtet.At least one of the system modules 2, 5 - in this case the first system module 2 - has a heat exchanger 16. The heat exchanger 16 has the fluid path 14 through which fluid, for example liquid and/or gas, can flow. In the assembled state, the fluid path 14 of the heat exchanger 16 is separated from the housing interior 10 of the modular electrical control unit 100 in a fluid-tight manner, for example gas-tight and/or liquid-tight. At least one of the system modules 2, 5 can have a cooling pipe 17, see. 1 . The cooling pipe 17 and the heat exchanger 16 can serve for tempering, in particular cooling, the electrical components 20 of at least one of the electrical functional units 4, 7. In the embodiment according to 2 is compared to 1 the heat exchanger 16 is present, but the cooling pipe 17 is omitted.

Gemäß 1 weist das zweite Systemmodul 5 ein derartiges Kühlrohr 17 auf. Das Kühlrohr 17 ist beispielsweise wenigstens bereichsweise entlang der elektrischen Funktionseinheit 7 erstreckt. Entsprechend verläuft das Kühlrohr 17 wenigstens bereichsweise entlang der elektrischen Funktionseinheit 7. Das Kühlrohr 17 begrenzt dabei den von Fluid, insbesondere von Flüssigkeit und/oder Gas, durchfließbaren Fluidkanal 15. Dabei ist der Fluidpfad 14 des Wärmeübertragers 16 in dem montierten Zustand mittels der komplementären Kupplungseinrichtungen 13 mit dem Fluidkanal 15 unter Abdichtung gegenüber dem Gehäuseinnenraum 10 fluidleitend verbunden. Das Kühlrohr 17 kann mit wenigstens einer der elektrischen Komponenten 20, beispielsweise der ersten elektrischen Funktionseinheit 4 und/oder der zweiten elektrischen Funktionseinheit 7, in thermischem Kontakt stehen. Bei dem Kühlrohr 17 kann es sich um ein sogenanntes „heat pipe“ handeln.According to 1 the second system module 5 has such a cooling pipe 17. The cooling pipe 17 extends, for example, at least in some areas along the electrical functional unit 7. Accordingly, the cooling pipe 17 runs at least in some areas along the electrical functional unit 7. The cooling pipe 17 delimits the fluid channel 15 through which fluid, in particular liquid and/or gas, can flow. In the assembled state, the fluid path 14 of the heat exchanger 16 is fluidically connected to the fluid channel 15 by means of the complementary coupling devices 13, sealing it off from the housing interior 10. The cooling pipe 17 can be in thermal contact with at least one of the electrical components 20, for example the first electrical functional unit 4 and/or the second electrical functional unit 7. The cooling pipe 17 can be a so-called “heat pipe”.

Der Fluidkanal 15 und der Fluidpfad 14 sind im in 1 gezeigten gekoppelten Zustand seriell von Fluid durchfließbar. Dabei kann das Fluid beim Durchfließen des Fluidkanals 15 Wärme von der zweiten elektrischen Funktionseinheit 7 aufnehmen und zum Fluidpfad 14 des Wärmeübertragers 16 transportieren. Mittels des Wärmeübertragers 16 kann die vom Fluid mitgeführte Wärme an die Umgebung des modularen elektrischen Steuergeräts 100 abgegeben werden. Auf diese Weise kann das modulare elektrische Steuergerät 100, insbesondere die elektrische Funktionseinheit 7, besonders wirksam gekühlt werden.The fluid channel 15 and the fluid path 14 are in 1 shown coupled state, fluid can flow through it serially. When flowing through the fluid channel 15, the fluid can absorb heat from the second electrical functional unit 7 and transport it to the fluid path 14 of the heat exchanger 16. By means of the heat exchanger 16, the heat carried by the fluid can be released to the environment of the modular electrical control unit 100. In this way, the modular electrical control unit 100, in particular the electrical functional unit 7, can be cooled particularly effectively.

Vorliegend weisen die erste elektrische Funktionseinheit 4 und die zweite elektrische Funktionseinheit 7 jeweils eine Leiterplatte 18 auf. Jede dieser Leiterplatten 18 weist eine Bestückungsseite 19 mit elektrischen Komponenten 20 der jeweiligen elektrischen Funktionseinheit 4, 7 auf. Zudem hat jede Leiterplatte 18 eine der Bestückungsseite 19 gegenüberliegende Lötseite 21. Die erste elektrische Funktionseinheit 4 hat also eine Leiterplatte 18, die an ihrer Bestückungsseite 19 die elektrischen Komponenten 20 der ersten elektrischen Funktionseinheit 4 trägt. Die zweite elektrische Funktionseinheit 7 hat ebenfalls eine Leiterplatte 18, die an ihrer Bestückungsseite 19 die elektrischen Komponenten 20 der zweiten elektrischen Funktionseinheit 7 trägt. Dabei begrenzen die Leiterplatten 18 in dem montierten Zustand mit ihren einander zugewandten Lötseiten 21 einen Zwischenraum 22 des modularen elektrischen Steuergeräts 100. Die Befestigung B des ersten Systemmoduls 2 und des zweiten Systemmoduls 5 aneinander sowie die elektrische Verbindung E der ersten elektrischen Funktionseinheit 4 und der zweiten elektrischen Funktionseinheit 7 miteinander ist vorliegend mittels der komplementären Verbindungseinrichtungen 8 in dem montierten Zustand durch den Zwischenraum 22 hindurch ausgebildet. Mit anderen Worten: In dem montierten Zustand durchqueren die komplementären Verbindungseinrichtungen 8 den Zwischenraum 22 zwischen den beiden Leiterplatten 18, vorliegend entlang einer Fügerichtung R. Die Systemmodule 2, 5 sind zur Montage aneinander entlang der Fügerichtung R aneinanderfügbar. Die Leiterplatten 18 können quer, insbesondere senkrecht, zur Fügerichtung R erstreckt sein.In the present case, the first electrical functional unit 4 and the second electrical functional unit 7 each have a circuit board 18. Each of these circuit boards 18 has a component side 19 with electrical components 20 of the respective electrical functional unit 4, 7. In addition, each circuit board 18 has a soldering side 21 opposite the component side 19. The first electrical functional unit 4 therefore has a circuit board 18 which carries the electrical components 20 of the first electrical functional unit 4 on its component side 19. The second electrical functional unit 7 also has a circuit board 18 which carries the electrical components 20 of the second electrical functional unit 7 on its component side 19. In the assembled state, the circuit boards 18 delimit an intermediate space 22 of the modular electrical control unit 100 with their mutually facing soldering sides 21. The fastening B of the first system module 2 and the second system module 5 to one another and the electrical connection E of the first electrical functional unit 4 and the second electrical functional unit 7 to one another is formed in the present case by means of the complementary connecting devices 8 in the assembled state through the intermediate space 22. In other words: in the assembled state, the complementary connecting devices 8 traverse the intermediate space 22 between the two circuit boards 18, in this case along a joining direction R. The system modules 2, 5 can be joined together along the joining direction R for assembly. The circuit boards 18 can extend transversely, in particular perpendicularly, to the joining direction R.

Die Gehäuseeinheiten 3, 6 können jeweils Aufnahmeräume zum Aufnehmen der an den Leiterplatten 18 angeordneten elektrischen Komponenten 20 aufweisen. Die elektrischen Komponenten 20 können in einem in diesen Aufnahmeräumen aufgenommenen Zustand mittels einer Vergussmasse eingegossen sein.The housing units 3, 6 can each have receiving spaces for receiving the electrical components 20 arranged on the circuit boards 18. The electrical components 20 can be encapsulated in a state received in these receiving spaces by means of a potting compound.

Beispielsweise weist das Baukastensystem 1 zudem eine elektromagnetisch wirksame Abschirmeinrichtung 27 auf. Die elektromagnetisch wirksame Abschirmeinrichtung 27 ist in dem montierten Zustand zwischen der ersten elektrischen Funktionseinheit 4 und der zweiten elektrischen Funktionseinheit 7 angeordnet. Beispielsweise ist die Abschirmeinrichtung 27 in dem Zwischenraum 22 des modularen Steuergeräts 100 angeordnet, der zwischen den Leiterplatten 18 der beiden elektrischen Funktionseinheiten 4, 7 ausgebildet ist. Dabei ist die Abschirmeinrichtung 27 in dem montierten Zustand mit zumindest einer der Gehäuseeinheiten 3, 6 elektrisch und mechanisch verbunden.For example, the modular system 1 also has an electromagnetically effective shielding device 27. The electromagnetically effective shielding device 27 is arranged in the assembled state between the first electrical functional unit 4 and the second electrical functional unit 7. For example, the shielding device 27 is arranged in the intermediate space 22 of the modular control unit 100, which is formed between the circuit boards 18 of the two electrical functional units 4, 7. In the assembled state, the shielding device 27 is electrically and mechanically connected to at least one of the housing units 3, 6.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 3749075 A1 [0002]

Claims

Modular system (1) for a modular electrical control device (100), comprising: - a first system module (2) which has a first housing unit (3) and a first electrical functional unit (4), and - a second system module (5) which has a second housing unit (6) and a second electrical functional unit (7), - wherein the first system module (2) and the second system module (5) have complementary connecting devices (8) for fastening (B) the first system module (2) and the second system module (5) to one another and for electrically connecting (E) the first electrical functional unit (4) and the second electrical functional unit (7) to one another, - wherein the first system module (2) and the second system module (5) can be mounted on one another by means of their complementary connecting devices (8) in order to form the modular electrical control device (100) in an assembled state, - wherein in the assembled state the first housing unit (3) and the second housing unit (6) together form a housing interior (10) of the modular electrical control unit (100) in a fluid-tight manner, in particular in a liquid-tight manner, and the first electrical functional unit (4) and the second electrical functional unit (7) as well as the complementary connecting devices (8) are arranged in the housing interior (10).

Modular system (1) according to Claim 1 , characterized in that - the second housing unit (6) is designed in two parts and has a first housing part (6A) and a cover-like second housing part (6B), and - the first housing part (6A) can be mounted between the second housing part (6B) and the first housing unit (3), - in particular wherein the first housing part (6A) has at least one mounting opening (23), wherein in the mounted state the second housing part (6B) covers the mounting opening (23) facing away from the first housing unit (3) in such a way that the housing interior (10), in particular the complementary connecting devices (8) arranged in the housing interior (10), is accessible from the outside through the mounting opening (23) when the second housing part (6B) is removed from the mounting opening (23).

Modular system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that - the first housing unit (3) facing the housing interior (10) has at least one positioning aid (24) for aligning the first electrical functional unit (4) relative to the first housing unit (3); and/or that - the second housing unit (6) facing the housing interior (10) has at least one positioning aid (24) for aligning the second electrical functional unit (7) relative to the second housing unit (6).

Modular system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that - the first housing unit (3) and the second housing unit (6) each have positioning sections (25) for aligning the first housing unit (3) and the second housing unit (6) relative to one another, and - the positioning sections (25) of the first housing unit (3) are designed and arranged complementarily to the positioning sections (25) of the second housing unit (6), - in particular wherein the positioning sections (25) are arranged on, in particular circumferential, housing flanges of the first housing unit (3) and the second housing unit (6).

Modular system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the complementary connecting devices (8) form a plug connection (11) and/or a screw connection (12) in the assembled state.

Modular system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that - the first system module (2) and the second system module (5) have complementary coupling devices (13), - wherein the complementary coupling devices (13) are coupled to one another in a fluid-conducting manner in the assembled state such that the complementary coupling devices (13) fluid-conductingly connect a fluid path (14) of the first system module (2) to a fluid channel (15) of the second system module (5) while sealing against the housing interior (10) or vice versa.

Modular system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that - at least one of the system modules (2, 5) has a heat exchanger (16) with a fluid path (14) through which fluid, in particular liquid and/or gas, can flow, and - in the assembled state, the fluid path (14) is separated from the housing interior (10) of the modular electrical control device (100) in a fluid-tight, in particular gas-tight and/or liquid-tight manner.

Modular system (1) according to Claim 7 , characterized in that - at least one of the system modules (2, 5) has a cooling pipe (17) which runs at least partially along the electrical functional unit (4, 7) of this system module (2, 5) and which delimits a fluid channel (15) through which fluid, in particular liquid and/or gas, can flow, - wherein the fluid channel (15) in the assembled state is fluid-conductingly connected to the fluid path (14) by means of complementary coupling devices (13) while sealing against the housing interior (10).

Modular system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that - the first electrical functional unit (4) and the second electrical functional unit (7) each have a circuit board (18), the circuit board (18) having a component side (19) with electrical components (20) of the respective electrical functional unit (4, 7) and a soldering side (21) opposite the component side (19), - the circuit boards (18) in the assembled state delimit an intermediate space (22) of the modular electrical control device (100) with their soldering sides (21) facing one another, - the fastening (B) of the first system module (2) and the second system module (5) to one another and the electrical connection (E) of the first electrical functional unit (4) and the second electrical functional unit (7) by means of the complementary connecting devices (8) in the assembled state being formed through the intermediate space (22).

Modular system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in the assembled state the first housing unit (3) and the second housing unit (6) are fastened to one another, in particular by means of housing screw connections (26) of the modular system (1) on housing flanges of the first housing unit (3) and the second housing unit (6).

Modular system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that - the modular system (1) has an electromagnetically effective shielding device (27) which, in the assembled state, is arranged between the first electrical functional unit (4) and the second electrical functional unit (7), in particular in an intermediate space (22) of the modular control device (100), - wherein the shielding device (27) in the assembled state is electrically and mechanically connected to at least one of the housing units (3, 6).

Modular electrical control device (100), comprising - a first system module (2) and a second system module (5) of a modular system (1) according to one of the preceding claims, - wherein the first system module (2) and the second system module (5) are mounted to one another in such a way that the first housing unit (3) and the second housing unit (6) together delimit a housing interior (10) of the modular control device (100) in a fluid-tight, in particular liquid-tight, manner and the first electrical functional unit (4) and the second electrical functional unit (7) as well as the complementary connecting devices (8) are arranged in the housing interior (10).