DE3307654A1

DE3307654A1 - Elektrisches schaltgeraet im motorraum eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE3307654A1
Application number: DE19833307654
Authority: DE
Inventors: Willy 7123 Sachsenheim Bentz; Willi 7014 Kornwestheim Gansert; Gert 7000 Stuttgart Jakob
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-03-04
Filing date: 1983-03-04
Publication date: 1984-09-06
Also published as: JPS59168216A

Description

Elektrisches Schaltgerät im Motorraum eines Kraftfahrzeugs Stand der Technik Die Erfindung geht von einem im Motorraum eines Kraftfahrzeugs angeordneten elektrischen Schaltgerät nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Bei solch einem bekannten Schaltgerät sind zu kühlende elektrische Bauelemente in Form von Transistoren auf dem Zwischenboden so angeordnet, daß ihre Anschlußelektroden durch Öffnungen des Zwischenbodens und der Leiterplatte ragen und an zugeordnete Leiterbahnen gelötet sind. Dabei ist von Nachteil, daß die höheren Umgebungstemperaturen, wie sie im Motorraum von Kraftfahrzeugen auftreten, das Verwenden des bekannten Schaltgeräts oft nicht erlauben. Zudem treten immer wieder Schäden durch S.pannungen auf, die durch die verschiedenen Werkstoffe - wie Metallgehäuse, Leiterplatte aus Kunststoff - mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten in Verbindung mit Fertigungstoleranzen und den hohen Rütteleinflüssen bei dem rauhen Betrieb in Kraftfahrzeugen bewirkt werden.
Weiterhin ist ein elektrisches Schaltgerät bekannt, bei dem zum Kühlen der elektrischen Bauelemente die die elektrische Schaltung samt Bauelemente tragende Leiterplatte direkt im Weg der vom Motor in das Luftfiltergehäuse angesaugten Luft angeordnet ist. Diese Schaltung kann in nachteiliger Weise durch Feuchtigkeit, welche Elektrolyse, Vereisung und Korrosion begünstigt, schnell in ihrer- Funktion gestört werden. Das ausreichend dichte Herausführen mechanischer und elektrischer Anschlüsse bereitet vor allem bei den direkt der Ansaugluft ausgesetzten Schaltungen Schwierigkeiten.
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße elektrische Schaltgerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das Anordnen zu kühlender Bauelemente mit ihrer der Leiterplatte abgewandten Seite direkt am Kühlteil des Schaltgeräteg#ehäuses der Wärmewiderstand der Bauteile gesenkt werden kann. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß durch Verwendung der zu kühlenden Bauelemente als Aufnahmeteile für die Leiterplatte das Anordnen der Leiterplatte im Gehäuserahmen weigehend spannungsfrei und unempfindlich gegen Rüttelbewegungen möglich ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Schaltgeräts möglich. Besonders vorteilhaft zum Verringern des Wärmewiderstands der kühlenden Bauelemente ist das Einsetzen der am Kühlteil angeordneten Bauelemente mit einer Wärmeleitpaste und darüber hinaus das Anordnen des Schaltgeräts mit seinem Gehäuserahmen unmittelbar außen am Gehäuse eines Luftmengenmessers, das durch die angesaugte Luft gekühlt wird.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt in Form eines elektrischen Schaltgeräts im Längsschnitt.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles Ein elektrisches Schaltgerät 1 hat einen Gehäuserahmen 2 aus Metall beispielsweise aus Aluminiumdruckguß. Im Gehäuserahmen 2 ist ein Teil-Zwischenboden 3 angeformt.
Der Zwischenboden 3 ist mit einer wannenförmigen Vertiefung 4 versehen. Von deren Boden steht eine Auflagefläche 5 vor.
Eine Leiterplatte 6 ist in an sich bekannter Weise mit nicht näher dargestellten Leiterbahnen versehen. Nahe einem Randbereich der Leiterplatte 6 sind Anschlußfahnen von Steckern 7 einer vielpoligen Steckvorrichtung, die abgedichtet durch eine Steckerleiste 8 ragen, an zugehörigen Leiterbahnen befestigt. Außerdem sind an jeweils zugeordneten Leiterbahnen die Anschlußelektroden 9 zu kühlender elektrischer Bauelemente befestigt. Es handelt sich dabei beispielsweise um eine Hybridschaltung 10 sowie um eine Rechnereinheit 11 und eine Speichereinheit 12, Sämtliche Verbindungen zwischen den Anschlußfahnen der Stecker 7, den Anschlußelektroden 9 der zu kühlenden Bauelemente 10, 11 und 12 und weiterer an sich bekannter und nicht näher dargestellter, auf der Leiterplatte 6 angeordneter Bauelemente einerseits und den zugeordneten Leiterbahnen auf der Leiterplatte 6 andererseits sind in einem Maschinenlötgang hergestellt. Zumindest die Abschlußelektroden 9 der zu kühlenden Bauelemente 10, 11, 12 weisen in an sich bekannter und nicht näher dargestellter Weise Absätze auf, an welchen die Leiterplatte 6 anliegt. Dadurch sind die zu kühlenden Bauelemente 10, 11, 12 mit Abstand zur Leiterplatte 6 angeordnet. Die so mit Verbindungsmitteln 7 und allen Bauelementen 10, 11, 12 montierte und abgeglichene Leiterplatte 6 bildet eine Baueinheit, die in einfacher Weise automatisch in den Gehäuserahmen 2 eingesetzt werden kann.
In einer Wand des Gehäuserahmens 2 ist eine Öffnung 13 ausgebildet, in welcher die Steckerleiste 8 beispielsweise unter Zwischenlage einer Dichtung 14 abgedichtet eingesetzt wird, so daß die Stecker 7 in einen Aufnahmebereich 15 für einen nicht dargestellten, an sich bekannten Gegenstecker außerhalb des Gehäuserahmens 2 ragen. Beim Einsetzen der Steckerleiste 8 in die Öffnung 13 und somit der Leiterplatte 6 in den Gehäuserahmen 2 gelangen die zu kühlenden Bauelemente 10, 11, 12 in die Vertiefung 4 des Zwischenbodens 3 und sitzen mit ihrer der Leiterplatte 6 abgewandten Seite in dessen Vertiefung 4. Dabei gelangt die Hybridschaltung 10 auf die etwas vorstehende Auflagefläche 5, während die Rechen- und Speichereinheit 11; 12 auf dem Boden der Vertiefung 4 sitzen. Die zu kühlenden elektrischen Bauelemente 10, 11, 12 dienen somit zugleich als Träger der Leiterplatte 6 Die Leiterplatte 6 ist dadurch unabhängig von Fertigungstoleranzen und unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten im Schaltgerät 1 angeordnet.
Der Zwischenboden 3 dient als großflächiges Kühlteil für die zu kühlenden Bauelemente 10, 11, 12, das wiederum Teil des Gehäuserahmens 2 ist. Zum weiteren Verringern des Wärmewiderstandes der zu kühlenden Bauelemente 10, 11, 12 sind diese Bauelemente in der Vertiefung 4 mit einer Wärmeleitpaste 16 zumindest teilweise umgeben.
Der Zwischenboden 3 bildet zusammen mit einer eingesetzten Abdeckung 17 den Boden des die elektrische Schaltung aufnehmenden Innenraums 18 des elektrischen Schaltgeräts 1. Mit einem Deckel 19 unter Zwischenlage einer Dichtung 20 ist der Innenraum 18 und somit das Schaltgerät 1 nach außen abgeschlossen.
Das elektrische Schaltgerät 1 dient beispielsweise als Steuergerät für Zünd- bzw. Einspritzaggregate, an die das Schaltgerät Eingangsimpulse eines Luftmengenmessers weitergibt. Es ist mit seinem Gehäuserahmen 1 direkt am Gehäuse 21 des nicht näher dargestellten Luftmengen messers in an sich bekannter Weise angeschraubt.
Durch die Anordnung der zu kühlenden elektrischen Bauelemente 10, 11, 12 auf dem als Kühlteil dienenden, am Gehäuserahmen 2 angeformten Zwischenboden 3, das Einsetzen der zu kühlenden Bauelemente 10, 11, 12 in die Wärmeleitpaste 16 und das Befestigen des elektrischen Schaltgeräts 1 direkt am Gehäuse 21 des Luftmengenmessers wird der Wärmewiderstand der Bauelemente 10, 11 12 etwa 30 0C/W verringert. Dadurch kann die ohnehin hohe Umgebungstemperatur für die Bauelemente und somit des Schaltgerätes 1 im Motorraum von Kraftfahrzeugen bei einer vertretbaren Verlustleistung < 0,5 W um rund 150 erhöht werden, ohne zu Schaden an den Bauelementen 10, 11, 12 zu führen oder deren Funktion zu beeinflussen.
- Leerseite -

Claims

Ansprüche In In einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs angeordnetes elektrisches Schaltgerät, in dessen Gehäuserahmen ein als Kühlteil wirkender Teil-Zwischenboden angeformt ist, auf dem mindestens ein zu kühlendes elektrisches Bauelement einer elektrischen Schaltung sitzt, das mit elektrischen Leitern einer Leiterplatte verbunden ist, auf welcher elektrische Bauelemente als integrierte Schaltkreise und/oder konkrete Schaltungselemente sowie Verbindungsmittel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden (3) mindestens eine Vertiefung (4) hat, in welcher mindestens ein zu kühlendes elektrisches Bauelement (10; 11; 12) mit seiner der Leiterplatte (6) abgewandten Seite eingesetzt und mit seinen Anschlußelektroden (9) als Träger der Leiterplatte (6) angeordnet ist.
2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu kühlende elektrische Bauelement (10; 11; 12) in eine in der Vertiefung (4) des Zwischenbodens (3) eingebrachte Wärmeleitpaste (16) eingesetzt ist.
3. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu kühlende elektrische Bauelement (10; 11; 12) als Rechen- und/oder Speichereinheit und/oder als Schaltkreis einer Hybrid- und/oder Analogschaltung ausgebildet ist.

4, Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Gehäuserahmen (2) an einer Seite mit einer zwischen ihm und dem Zwischenboden (3) eingesetzten Abdeckung (17) versehen direkt am Gehäuse (21) eines Luftmengenmessers befestigt ist. #