DE2546334C2 - Elektronisches Steuergerät - Google Patents
Elektronisches SteuergerätInfo
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20845—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for automotive electronic casings
- H05K7/20854—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
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Description
,· Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuergerät SO mit einem Gehäuse, das einen Kühirahmen hat, der mit
einer Leiterbahnen, sich relativ schwach erwärmende
Bauelemente einer Steuerelektronik und eine Steckerleiste mit Steckern tragende Leiterplatte eine mechanische
Baueinheit bildet, sowie mit mindestens einem Sich relativ stan: erwärmenden Baueiemem einer Leistungsstufe,
das auf einem sich parallel mit Abstand zur ,Leiterplatte erstreckenden, am Kühirahmen angebrachten
Boden direkt befestigt ist und mit mindestens einem weiteren sich relativ stark erwärmenden Bauelement,
das in einer mi», dem Kühlrahmen verbundenen Kammer untergebracht ist, wobei sämtliche elektrisch leitenden
Verbindungen zwischen den Leiterbahnen einerseits und den Anschlüssen aller zugehörigen Bauelemente
und Stecker andererseits in einem einzigen Maschinenlötgang hergestellt sind.
Es ist bereits ein elektronisches Steuergerät der eingangs
genannten Art durch das DE-GM 66 06 149 bekannt geworden, das ein Abschirmgehäuse aus Bisch
aufweist, das in einem Rahmen befestigt ist, an dem wiederum eine Frontplatte angeordnet ist. An der
Frontplatte ist eine mit Rippen versehene Kühlplatte angebracht. Durch die Abschirmgehäusewand und die
Frontplatte erstrecken sich wärmeleitende Stäbe, die an der Kühlplatte angeschraubt sind. Eine zusätzliche Verschraubung
für die Stäbe ist Rech außen am Abschirmgehäuse vorgesehen. Die Stäbe sind mit axial verlaufenden
Sackbohrungen versehen, in denen zu kühiende Bauelemente untergebracht sind, so daß diese Bauelemente
mit den anderen Bauteilen gemeinsam gelötet werden können. Dabei ist von Nachteil, daß die
Kühlplatte viel zu weit weg und über viele Wärmeübergänge von den zu kühlenden Bauelementen angebracht
ist Das Abschirmgehäuse selbst dient lediglich als Befestigungsteil für Kühlteile. Darüber hinaus ergeben
sich durch die vielen zusammenzubauenden Teile ungünstige Additionen von zulässigen Fertigur-gscoleranzen
und unerwünschte Einflüsse der Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Werkstoffe der
Teile, die ein einwandfreies Anordnen der Bauelemente zumindest erschweren. Außerdem ist von Nachteil, daß
die zu kühlenden Bauelemente parallel zur Leiterplatte in ihre Aufnahme zu bringen sind, wobei eine einwandfreie
automatische Zuordnung der Anschußelektroden zu den zugehörigen Leiterbahnen der Leiterplatte
kaum möglich ist. Sor.Jit treten bei derartig angeordneten
Bauelementen mit schwer zu fixierender Lage an den Lötstellen der Anschlußelektroden mit den Leiterbahnen
immer wieder Spannungen auf, die zu Schaden an der Lötstelle führen. Schließlich erstrecken sich die
Anschlußelektroden des sich relativ stark erwärmenden Bauelements der Leistungsstufe von der Leiterplatte
weg. Zusätzliche Anschlußdrähte sind somit mit einem Ende an den Anschlußelektroden durch zusätzliches
Handlöten zu befestigen.
Schließlich ist aus der DE-AS 12 76 766 noch eine
Baugruppeneinheit bekannt geworden, bei der eine Leiterplatte mit einem abschirmender. Gehäuserahmen
versehen ist Die Steckerleiste ist an der Leiterplatte angebracht Ferner sind in die Wände des Gehäuserahmens
DurchJuhrungskondensatoren eingesetzt, deren
beide Anschlußdrähte sich durch die Leiterplatte hindurcherstrecken.
AiIe Lötverbindungen, auch die mit der Steckerleiste, können bei dieser Anordnung in
einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden. Da bei dieser Baugruppe keine sich relativ stark erwärmenden
Bauelemente vorhanden sind, sind dort auch keine Möglichkeiten der Kühlung vorgesehen.
AuSerdejr, ist aus der US-PS 31 0! 230 noch ein elektronisches
Steuergerät bekannt geworden, an dessen U-förmigem Aufnahmerahmen von den Schenkelenden
ausgehende Schlitze sowie eine Vertiefung ausgebildet sind, in welche Schlitze Stifte und in welche Vertiefungen
!tastenden eines Steckers lagen, tici als GcgtiiSttkker
auf die an der Leiterplatte befestigte Steckerleiste steckbar ist
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Steuergerät zu schaffen, dessen Gehäuse
ausreichend wärmeabführend ausgebildet ist und in dem alle elektrischen und elektronischen Bauelemente
so angeordnet sind, daß sie mit weniger Vor- bzw. Nachbearbeitungsaufwand
in einem einzigen Maschinenlötgang kontaktiert werden können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die zu kühlenden Bauelemente auf der der Leiterplatte
abgewandten Seite des Bodens angebracht sind,
daß der Boden mit auf der der Leiterplatte abgewandten Seite offenen Kammern versehen ist und daß die
Anschlußelektroden der direkt auf dem Boden angeordneten, sich relativ stark erwärmenden Bauelemente der
Leistungsstufe und der in den Kammern untergebrachten, ebenfalls zu kühlenden weiteren Bauelemente
durch Öffnungen im Boden und in der Leiterplatte ragen und desgleichen irn einzigen Maschinenlötgang
mit den zugehörigen Leiterbahnen verbindbar sind.
Darüber hinaus ist von Vorteil, daß das Gehpuse des
Steuergeräts noch einen am Kühlrahmen befestigten Aufnahmebügel hat, durch den die Stecker ragen und
der mit Verriegelungselenienten für einen auf die Stekker
gesetzten Gegenstecker versehen isu '«-bei eine
über den Kühlrahmen geschobene AHdec"-',ube dichtend
an einem am Aufnahmebügel angeordneten Dichtring anliegt und am Kühlralimeu lösbar befestigt ist
Ein Ausführungsbeispiel ein. Steuergeräts ist zur
Erläuterung der Erfindung η Uer Zeichnung wiedergegeben.
Sie zeigt in
F i g. 1 ein elektronisches Steuergerät ohne Abdeckhaube in Draufsicht,
Fig. 2 einen Gehäuseabschnitt des Steuerg' rates mit
Sieckerleiste in räumlicher Darstellung,
Fig. 3 einen Teil des Gehäuses in Seitenansicht,
Fig. 4 das Steuergerät mit Abdeckhaube in räumlicher Darstellung.
Das elektronische Steuergerät hat ein Gehäuse, das aus einem Kühlrahmen 1 und einem Autnabmebügel 2
gebildet ist. Der Kühlrahmen 1 ist zum Teil mit einem Boden 3 versehen, auf dem sich relativ stark erwärmende
Bauelemente 4 einer Leistungsstufe mechaniscn befestigt sind. Die Anschlußelektroden 5 der Bauelemente
4 ragen in an sich bekannter und nicht näher dargestellter Weise durch Öffnungen des Bodens 3. Im
Bereich des Bodens 3 ist der Kühlrahmen 1 mit Kühlrippen 6 versehen.
An seinen Seitenwänden 7 weist der Kühlrahmen 1 Kammern 8 auf, in denen zu kühlende Bauelemente wie
Lastwidersande 9 untergebracht sind. Auch die Anschlußdrähte 10 dieser Widerstände 9 ragen durch
Öffnungen der Kammern 8 nach unten heraus.
In der Vorderwand 11 des Kühlrahmens 1 sind Bohrungen
12 ausgebildet in denen Durchführungskonderisäiufen
13, weiche je ein Enistörgiied euihaiten,
mechanisch und elektrischleitend befestigt sind.
Außerdem sind am Kühlrahmen 1 Befestigungsaugen
14 ausgebildet, an die eine Leiterplatte 15 genietet ist. Auf der Leiterplatte 15 sind beidseitig Leiterbahnen 16
aufgebracht. Die Leiterplatte 15 trägt außerdem Bauelemente !7 einer Steuerelekironik. Desgleichen sind in
der Leiterplatte 15 die Anschlußdrähte 10 der Widerstände 9, Anschlüsse 18 der Durchführungskondensatoren 13 wie auch die Anschlußelektroden 5 der Bauelemente
4 aufgenommen. An den über den Kühlrahmen 1 uiiiausiagciiiicii Eiiiiiibschniii tier Leiterplatte IS ist
eine Steckerleiste 19 genietet. In der Steckerleiste 19 sind Flachstecker 20 einer vielpoiigen Steckvorrichtung
befestigt, deren Anschlußfahnen 21 ebenfalls in der Leiterplatte 15 aufgenommen sind. Die elektrisch leitende
Verbindung zwischen den Leiterbahnen 16 und allen Bau- und Verbindungselementen 4,5; 9,10; 13,18; 17;
20,21 des elektronischen Steuergerätes ist in einer aus dem bestückten Kühlrahmen 1 und der bestückten Leiterplatte
15 gebildeten Baueinheit durch einen einzigen Maschinenlötgang hergestellt.
An den Seitenwändcn 7 des Kühlrahmens 1 sind Gewindelöcher 22 und ein-; Führungsnase 23 ausgebildet.
Der Aufnahmebügel 2 hat zwei verhältnismäßig lange Befestigungsschenkel 24, an deren Enden eine
Führungsnut 25 ausgebildet ist An der die Befestigungsschenkel
24 tragenden Seite des Aufnahmebügels 2 ist ein Dichtring 26 in eine Ausnehmung gelegt Der
Aufnahmebügel 2 ist mit Schrauben 27, weiche in die Gewindelöcher 22 greifen, am Kühlrahmen 1 befestigt
Dabei greifen die Führungsnasen 23 in die Führungsnuten 25. Bei dem zusammengeschraubten Gehäuse 1, 2
ist ein die Flachstecker 20 umgebender Rand 28 der Steckerleiste 19 dichtend in eine Öffnung des Aufnahmebügels
2 geschoben, weiche von einem an der Vorderseite 29 des Aufnahmebügels 2 vorspringenden Führungsrand
30 umgeben ist, der zur Aufnahme eines nicht dargestellten Gegensteckers der vielpoiigen
Steckvorrichtung dient. Die schmalen Endabschnitte 31 und 32 springen an der Vorderseite 29 vor. Der Endabschnitt
31 ist mit einer Einhängeöffnung 33 und der Endabschnitt 32 ist mit einer Blattfeder 34 mit einer
Einrastöffnung 35 versehen zum lösbaren Befestigen des Gegensteckers der vielpoligem Tteckvorrichtung,
wenn er auf die Flachstecker 20 gesteckt >st. Außerdem sind die Endabschnitte 31 und 32 mit Gewindelöchern
36 versehen zum Befestigen des Steuergerätes an der jeweils geeignetesten Stelle in dem zur Verfügung stehenden
Einbauraum. Auch die Rückseite 37 des Kuhlrahmens
1 ist mit einem Befestigungsauge 38 versehen,
an dem das Steuergerät befestigt werden kann.
Das Steuergerät ist mit einer Abdeckhaube 39 verschlossen, welche über den Kühlrahmer 1 und die Befestigungsschenkel
24 des Aufnahmebügels geschoben und am Dichtring 26 angedrückt ist. Mit Schrauben 40
ist die Abdeckhaube 39 an der Rückseite 37 des Küfa!-
rahmens 1 lösbar befestigt. Dabei ragt das Befestigungsauge 38 durch eine Öffnung 41 der Abdeckhaube 39.
Bei dem elektronischen Steuergerät ist durch der Aufbau des Gehäuses aus Kühlrahmen 1 und Aufnai roebügel
2 ein guter Temperaturausgleich ermöglicht Di.r Kühlrahmen 1 bildet mit der Leiterplatte If eine
Baueinheit, die sämtliche elektrischen und elektronisc '.len Bauelemente 4,9,13,17,20 so aufnimmt, daß sie
in einem einzigen automatischen Lötgang elektrisch leitend mit den zugehörigen Leiterbahnen 16 der Leiterplatte
15 verbindbar sind. Der durch die Be.'estigungsaugen
Ϊ4 gebildete Luftspalt zwischen Kühlranmen 1
und Leiterplatte 15 verhindert das Verschmutzen des Kühlrahmens 1 durch Flußmittel oder Lötzinn. Außerdem
können dadurch Wärmedehnungen aufgefangen werden.
Durch die geschlossene Rahmenkonstruktion des Kühlfähmens i wird eine bessere elektrische Abschirmung
erreicht. Dazu dient der Kühlrahmen 1 auch als Träger von mit einem Endstörglied versehenen Durchführunsskondensatoren
13.
Die Montage dss elektronischen Steuergerätes und
somit die Service-Freundlichkeit ist erleichtert bzw.
erhöht durch des lösbare Befestigen des Aufnahmebügels 2 an der fertigbestückten und kontaktierten Baueinheit
aus Kühlrahiren 1 und Leiterplatte 15 sowie durch die abziehbare Abdeckhaube 39.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Elektronisches Steuergerät mit einem Gehäuse, das einen Kühlrahmen hat, der mit einer Leiterbah- s
nen, sich relativ schwach erwärmende Bauelemente einer Steuerelektronik und eine Steckerleiste mit
Steckern tragende Leiterplatte eine mechanische Baueinheit bildet, sowie mit mindestens einem sich
relativ stark erwärmenden Bauelement einer Leistungsstufe, das auf einem sich parallel mit Abstand
zur Leiterplatte erstreckenden, am Kühlrahmen angebrachten Boden direkt befestigt ist und mit
mindestens einem weiteren sich relativ stark erwärmenden Bauelement, das in einer mit dem Kühlrahmen
verbundenen Kammer unterbracht ist, wobei sämtliche elektrisch leitenden Verbindungen zwischen
den Leiterbahnen einerseits und den Anschlüssen aller zugehörigen Bauelemente und
Stecker andererseits in einem einzigen Maschinenlötgang hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die zu kühlenden Bauelemente (4;
9) auf der der Leiterplatte (15) abgewandten Seite des Bodens (3) angebracht sind, daß der Boden (3)
mit auf der der Leiterplatte (15) abgewandten Seite offenen Kammern (S) versehen ist, und daß die
Anschlußelektroden (5 bzw. 10) der direkt auf dem Boden (3) angeordneten, sich relativ stark erwärmenden
Bauelemente (4) der Leistungsstufe und der in den Kammern (8) untergebrachten, ebenfalls zu
kühlenden -eiteren Bauelemente (9) durch Öffnungen im Boden (3) und in der Leiterplatte (15) ragen
und desgleichen im einzigen M^schinenlötgang mit
den zugehörigen Leiterbahnen verbindbar sind.
2. Steuergerät nach Anspracn ?. dadurch gekennzeichnet,
daß am Kühlrahmen (1) ein Aufnahmebüge! (2) lösbar befestigt ist, durch den die Stecker (20)
ragen und der in an sich bekannter Weise mit Verriegelungselementen (33 bis 35) für einen auf die Stekker
(2G) zu steckenden Gegenstecker versehen ist
3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine über den Kühlrahmen (1)
geschobene Abdeckhaube (39) dichtend an einem am Aufnahmebügel (2) angeordneten Dichtring (26)
anliegt und am Rühirahmen (I) lösbar befestigt ist.
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