DE19501895A1

DE19501895A1 - Elektrische Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19501895A1
Application number: DE19501895A
Authority: DE
Inventors: Heinz-A Kueckmann; Stephan Schroeder
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1995-01-23
Filing date: 1995-01-23
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2015-01-24
Also published as: DE19501895C2

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge mit einem mehrteiligen Gehäuse, mit einer elektrische Bauteile tragenden und mit elektrischen Bauteilen verbundenen Leiterplatte und mit einem thermisch mit einem Gehäuseteil verbundenen wärmeerzeugenden Bauteil innerhalb des Gehäuses.

Eine derartige elektrische Schaltungsanordnung ist aus der DE 38 35 178 A1 vorbekannt. Diese vorbekannte Schaltungsanordnung weist im Inneren des Gehäuses an einem der Gehäuseteile befestigt einen Steg auf, an dem wärmeerzeugende Bauteile angeordnet sind. Die von diesen Bauteilen erzeugte Wärme wird über den metallischen Steg auf das andere Gehäuseteil abgeführt. Auf diese Art und Weise ist eine unzulässige Temperaturerhöhung der wärmeerzeugenden Bauteile ausgeschlossen.

Diese vorbekannte Lösung weist jedoch den Nachteil auf, daß sie nur bei wärmeerzeugenden Bauteilen angewandt werden kann, die selbst insbesondere herstellerseitig vorab elektrisch isoliert wurden. Dies gilt insbesondere für Leistungstransistoren in den genormten Kunststoffgehäusen, wobei das Kunststoffgehäuse als Isolation dient. Diese vorbekannte Lösung ist jedoch nicht anwendbar für wärmeerzeugende Bauteile, die als solche keine elektrische Isolierung aufweisen, da bei der erforderlichen thermischen Verbindung der Bauteile mit dem Steg auch eine elektrische Verbindung hergestellt würde, die gegebenenfalls zu einem Kurzschluß in den wärmeerzeugenden Bauteilen und damit zu einer Beschädigung der Schaltungsanordnung führen könnte.

Es sind auch Lösungen vorbekannt, bei denen Bauteile zur elektrischen Isolation vergossen werden. Dieser Verguß erfolgt jedoch entweder beim Bauteile-Hersteller oder nach Anordnung der Bauteile auf einer Leiterplatte, wobei jedoch bisher keine Maßnahmen bekannt sind, um die von den so vergossenen Bauteilen erzeugte Wärme sicher abzuführen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine elektrische Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des geltenden Anspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, daß Bauteile in dem Gehäuse angeordnet und mit einer erforderlichen Wärmeabfuhr verwendet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das wärmeerzeugende Bauteil in einer Tasche angeordnet ist, die mit wärmeleitender Vergußmasse gefüllt ist und daß die Tasche mit einem ersten Gehäuseteil verbunden ist.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Tasche wird zwischen der Tasche und dem wärmeerzeugenden Bauteil ein Hohlraum gebildet, der mit der Vergußmasse gefüllt wird. Als Vergußmasse wird ein Material verwendet, das eine gut wärmeleitende Funktion zwischen dem wärmeerzeugenden Bauteil und der Tasche ausüben kann.

Um die vom Bauteil erzeugte Wärme, die über die Vergußmasse auf die Tasche übergeleitet wird, von der Tasche wirkungsvoll abzuführen, ist die Tasche weiterhin erfindungsgemäß mit einem ersten Gehäuseteil verbunden, das aufgrund seiner vergleichsweise großen Nasse in der Lage ist, große Wärmemengen aufzunehmen und an die das Gehäuse umgebende Umgebung abzuführen.

Dabei ist zur Umsetzung der Erfindung allein die Tasche und die Vergußmasse erforderlich. Dafür können jedoch andere Einrichtungsteile wie sie bei vorbekannten Lösungen verwendet wurden, wie beispielsweise Stege im Gehäuseinneren, erspart werden. Aufgrund dieser Tatsache kann die genannte Erfindung nahezu kostenneutral umgesetzt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltungsanordnung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

So ist es besonders vorteilhaft, die Tasche einstückig mit dem ersten Gehäuseteil auszubilden, weil so einerseits eine sehr einfache und kostengünstige Fertigung dieser Anordnung aus Tasche und Gehäuseteil gewährleistet ist. Andererseits wird durch diese besondere Ausbildung ein besonders guter Wärmeübergang von der Tasche auf das Gehäuseteil gewährleistet. In diesem Zusammenhang kann das erste Gehäuseteil ebenso wie die Tasche aus Metall bestehen, da Metall grundsätzlich eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine ausreichende Wärmekapazität aufweist.

Zur besonders einfachen elektrischen Verbindung des wärmeerzeugenden Bauteils mit der Leiterplatte kann das wärmeerzeugende Bauteil elektrische Bauteilanschlüsse aufweisen, die direkt mit der Leiterplatte verbunden sind. Diese Weiterbildung erspart die Verwendung kostenintensiver zusätzlicher Verbindungsteile, wie zum Beispiel Verbindungsleitungen und entsprechende Steckverbindungen.

Um eine lagerichtige und freie Anordnung des wärmeerzeugenden Bauteils im Inneren der Tasche ohne Berührung mit den Wänden der Tasche zu gewährleisten, ist es besonders vorteilhaft, wenn das wärmeerzeugende Bauteil eine Grundplatte aufweist, die auf einem Rand der Tasche zumindest teilweise aufliegt. Mittels dieser Grundplatte wird dann die Einstecktiefe des wärmeerzeugenden Bauteils in die Tasche und die Lage des Bauteiles in der Tasche relativ zu den Taschenwänden fixiert, was bei dem sich anschließenden Zuführen der Vergußmasse durch gegebenenfalls hierzu vorgesehene Freimachungen in der Taschenwand einen elektrischen Kurzschluß im Inneren der Tasche zwischen der Taschenwand und dem wärmeerzeugenden Bauteil verhindert. In diesem Zusammenhang kann die Grundplatte zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit des gesamten wärmeerzeugenden Bauteiles auch gleichzeitig Anschlußträger der Bauteilanschlüsse sein, was ein Abbiegen der Bauteilanschlüsse mit den damit verbundenen Problemen bei dem Hindurchstecken der Bauteilanschlüsse durch gegebenenfalls vorhandene Öffnungen der Leiterplatte weitgehend vermeidet.

Ein erstes Gehäuseteil kann Träger für die Leiterplatte aufweisen, wobei besonders vorteilhaft die Träger und die Tasche mit demselben Gehäuseteil verbunden sind, so daß sich nach dem erfindungsgemäßen Verguß des wärmeerzeugenden Bauteiles in der Tasche und nach der Befestigung der Leiterplatte auf den Trägern eine im weiteren Montageablauf gut handhabbare Montageeinheit ergibt, die mit beispielsweise den übrigen Gehäuseteilen verbunden werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltungsanordnung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Gehäuseteil einer elektrischen Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine elektrische Schaltungsanordnung gemäß der Schnittlinie A-B in Fig. 1 und

Fig. 3 eine weitere Seitenansicht des ersten Gehäuseteiles gemäß Fig. 1.

In der Fig. 1 weist ein erstes aus Metall bestehendes Gehäuseteil (1) einer elektrischen Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge eine einstückig mit dem ersten Gehäuseteil (1) ausgebildete und damit ebenfalls aus Metall bestehende Tasche (4) auf. In dieser Gehäusetasche (4) ist ein wärmeerzeugendes elektrisches Bauteil (5) angeordnet, das als Spule ausgebildet ist. Diese Spule weist elektrische Bauteilanschlüsse (6) auf. Weiterhin sind in der Fig. 1 noch Träger (10) für eine in der Fig. 2 dargestellte Leiterplatte (9) erkennbar, wobei die Leiterplattenträger (10) ebenfalls einstückig mit dem ersten Gehäuseteil (1) aus Metall ausgebildet sind.

In der Fig. 2 sind gleiche oder gleichwirkende Anordnungsteile mit denselben Bezugszeichen wie in der Fig. 1 versehen. Man erkennt in der Fig. 2, daß das erste Gehäuseteil über eine umlaufende Weichstoffdichtung (3) mit einem zweiten Gehäuseteil (2), das als Gehäusekappe aus Kunststoff ausgebildet ist, in nicht näher dargestellter Weise verbunden ist. Innerhalb des durch das erste Gehäuseteil (1) und das zweite Gehäuseteil (2) gebildeten Hohlraums ist neben der Gehäusetasche (4) und dem wärmeerzeugenden elektrischen Bauteil (5) noch die elektrische Leiterplatte (9) angeordnet, die auf den Leiterplattenträgern (10) aufliegt.

Das wärmeerzeugende elektrische Bauteil (5) weist dabei eine Grundplatte (7) auf, die zugleich als Anschlußträger für die elektrischen Bauteilanschlüsse (6) ausgebildet ist. Diese Grundplatte liegt auf dem Rand der Wandungen der Gehäusetasche (4) teilweise auf. Die Bauteilanschlüsse (6) durchdringen die elektrische Leiterplatte (9) derart, daß sie mit der in der Fig. 2 nicht dargestellten von dem wärmeerzeugenden Bauteil abgewandten kupferkaschierten Seite der elektrischen Leiterplatte verbunden werden können.

In dem Hohlraum zwischen dem wärmeerzeugenden elektrischen Bauteil (5) und den Wandungen der Gehäusetasche (4) ist die wärmeleitende und möglicherweise, aber nicht notwendig, elektrisch isolierende Vergußmasse (8) angeordnet, die sowohl der Wärmeabfuhr der von der Spule (5) erzeugten Wärme auf die Wandungen der Gehäusetasche (4) als auch gegebenenfalls zur elektrischen Isolierung des Bauteiles (5) gegen die Wandung der Gehäusetasche (4) dient.

In der Fig. 3 sind gleiche oder gleichwirkende Anordnungsteile wie in den Fig. 1 und 2 mit denselben Bezugszeichen versehen.

Bezugszeichenliste

1 erstes Gehäuseteil (Metall)
2 zweites Gehäuseteil, Gehäusekappe (Kunststoff)
3 (umlaufende) Weichstoffdichtung
4 (Gehäuse-)Tasche einstückig mit 1
5 wärmeerzeugendes elektrisches Bauteil, Spule
6 elektrische Bauteilanschlüsse
7 Anschlußträger, Grundplatte
8 Vergußmasse; wärmeleitend, elektrisch isolierend
9 elektrische Leiterplatte
10 (Leiterplatten-)Träger einstückig mit 1

Claims

1. Elektrische Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge mit einem mehrteiligen Gehäuse, mit einer elektrische Bauteile tragenden und mit elektrischen Bauteilen verbundenen Leiterplatte und mit einem thermisch mit einem Gehäuseteil verbundenen wärmeerzeugenden Bauteil innerhalb des Gehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeerzeugende Bauteil (5) in einer Tasche (4) angeordnet ist, die mit wärmeleitender Vergußmasse (8) gefüllt ist und daß die Tasche (4) mit einem ersten Gehäuseteil (1) verbunden ist.

2. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche (4) einstückig mit einem ersten Gehäuseteil (1) ausgebildet ist.

3. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (1) aus Metall besteht.

4. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeerzeugende Bauteil (5) elektrische Bauteilanschlüsse (6) aufweist, die direkt mit der Leiterplatte (9) verbunden sind.

5. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeerzeugende Bauteil (5) eine Grundplatte (7) aufweist, die auf einem Rand der Tasche (4) zumindest teilweise aufliegt.

6. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (7) auch Anschlußträger der Bauteilanschlüsse (6) ist.

7. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Gehäuseteil (1) Träger (10) für die Leiterplatte (9) aufweist.

8. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (10) und die Tasche (4) mit demselben Gehäuseteil (1) verbunden sind.