DE3712235A1 - Steuergeraet - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
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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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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
- H05K7/209—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
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Description
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, insbesondere für
Kraftfahrzeuge mit einem Gehäuse, bestehend aus einem ersten
einseitig offenen Gehäuseteil, das durch ein zweites Gehäuseteil
abgeschlossen ist, mit einem Steckerteil, das durch eine
Ausnehmung des zweiten Gehäuseteils nach außen ragt und das mit
einer oder mehreren Leiterplatten im Inneren des Gehäuses
elektrisch leitend verbunden ist und mit elektrischen oder
elektronischen Bauteilen, die einerseits mit der Leiterplatte
elektrisch leitend verbunden sind und die andererseits mit
Kühlkörpern im Inneren des Gehäuses wärmeleitend verbunden sind.
Ein derartiges Steuergerät ist aus dem DE GM 83 18 781
vorbekannt. Dort sind der Kühlkörper und das zweite Gehäuseteil
gemeinsam einstückig ausgebildet, um unter anderem eine gute
Ableitung der Verlustwärme der elektrischen oder elektronischen
Bauteile aus dem Gehäuse an die Umgebung zu gewährleisten.
Das vorbekannte Steuergerät hat jedoch Nachteile. Durch die
einstückige Ausbildung von Kühlkörper und zweitem Gehäuseteil ist
es bei der Fertigung des Steuergeräts notwendig, die Bauteile
nach dem Festlöten auf der Leiterplatte z. B. im Schwallbad in
einem zusätzlichen Arbeitsgang mit dem Kühlkörper zu verbinden.
Dies kann zu einer Verlängerung des Fertigungsablaufs und zu
erhöhten Fertigungskosten führen.
Weiterhin ist es bei einem vorbekannten Steuergerät häufig nicht
möglich z. B. im Rahmen einer Fertigungskontrolle der Bauteile
einen sogenannten In-Circuit-Test, das heißt, einen Test des
Steuergeräts unter tatsächlichen Betriebs- und Lastbedingungen
durchzuführen, weil ein In-Circuit-Test nur ohne Kühlkörper, das
heißt, ohne ausreichende Kühlung der Bauteile erfolgen kann. Der
In-Circuit-Test kann nur ohne Kühlkörper erfolgen, weil das
gemeinsam einstückig ausgebildete zweite Gehäuseteil über die
Leiterplatte hinausragt.
Bei einem vorbekannten Steuergerät ist ebenfalls von Nachteil,
daß das Gehäuse nur für ein Steuergerätetyp mit einer
vorgegebenen Anzahl von zu kühlenden Bauelementen bzw. mit einer
vorgegebenen Menge abzuführender Verlustleistung verwendet werden
kann. Soll das Gehäuse für ein anderes Steuergerät mit z. B.
einer anderen Anzahl von Bauteilen verwendet werden, so ist eine
Neukonstruktion des zweiten Gehäuseteils gemeinsam mit dem
einstöckig ausgebildeten Kühlkörper erforderlich.
Die Erfindung hat die Aufgabe ein Steuergerät zu schaffen, das
bei guter Ableitung von Verlustwärme an die Umgebung einfach und
kostengünstig herstellbar ist und eine schnelle und vollständige
Kontrolle des Steuergeräts auf Funktionsfähigkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kühlkörper und das
zweite Gehäuseteil getrennt voneinander ausgebildet sind und das
eine Verbindung zwischen dem Kühlkörper und dem zweiten
Gehäuseteil vorgesehen ist.
Durch die getrennte Ausbildung von Kühlkörper und zweitem
Gehäuseteil ist es anders als beim vorbekannten möglich, den
Kühlkörper gemeinsam mit den Bauteilen zu montieren. Nach der
Montage von Kühlkörpern und Bauteilen auf der Leiterplatte kann
die Leiterplatte gemeinsam mit den Kühlkörpern und den Bauteilen
durch ein Lötschwallbad geschickt werden.
Nach dem Verlöten der elektrischen oder elektronischen Bauteile
ist es beim erfindungsgemäßen Steuergerät möglich, einen
vollständigen In-Circuit-Test des Steuergerätes durchzuführen,
weil keine Teile über die Leiterplatte hinausragen. Nach dem
In-Circuit-Test kann dann der Kühlkörper mit dem zweiten
Gehäuseteil durch die erfindungsgemäße Verbindung zusammengefügt
werden und die Einheit, bestehend aus Kühlkörper, Leiterplatte,
Steckerteil und Bauteilen, kann in das erste Gehäuseteil
eingeschoben werden.
Das erfindungsgemäße Steuergerät hat gegenüber dem vorbekannten
den Vorteil, daß keine getrennte Montage von Kühlkörpern und
Bauteilen und damit kein zusätzlicher Arbeitsgang zum
wärmeleitenden Verbinden der Bauteilen mit dem Kühlkörper
erforderlich ist. Dies verkürzt den Fertigungsablauf und senkt
die Fertigungskosten.
Dadurch, daß beim erfindungsgemäßen Steuergerät ein vollständiger
In-Circuit-Test der Bauteile möglich ist, kann das Steuergerät z.
B. in einer Endkontrolle im vollem Umfang auf seine Funktion
geprüft werden. Dies erhöht die Betriebssicherheit der
gefertigten Steuergeräte.
Durch einfachen Austausch der verwendeten Kühlkörper ist es
möglich, das erfindungsgemäße Steuergerät an unterschiedliche
Zahlen von Bauteilen und/oder die unterschiedliche
Verlustwärmeerzeugung von Bauteilen anzupassen, so daß für den
Aufbau eines anderen Steuergerätes keine Gehäuseteile geändert
werden müssen.
Die getrennt von dem zweiten Gehäuseteil ausgebildeten Kühlkörper
sind einfach und kostengünstig an verschiedene Bauteilformen und
Montagelagen anpaßbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des
Erfindungsgegenstands ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es ist besonders vorteilhaft eine zweite Verbindung zwischen dem
Kühlkörper und dem Steckerteil vorzusehen, weil dadurch das
Steckerteil in seiner Lage zum Kühlkörper fixiert und die bei der
Montage zulässigen Lagetoleranzen besser beherrschbar sind.
Es ist ebenso besonders vorteilhaft, eine dritte Verbindung
zwischen dem Kühlkörper und der Leiterplatte vorzusehen, um auch
die Leiterplatte in ihrer Lage zu fixieren. Dadurch können
Probleme bei Montage des Steuergerätes, insbesondere beim
Einschieben der Leiterplatte in das erste Gehäuseteil durch
Handhabungsautomaten vermieden werden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den
Zeichnungen dargestellt und wird im folgendem näher erläutert:
Es zeigen
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Steuergerät mit teilweise
entferntem ersten Gehäuseteil in der Draufsicht,
Fig. 2 das gleiche Steuergerät in einer Stirnansicht und
Fig. 3 das gleiche Steuergerät mit abgenommenem ersten
Gehäuseteil in einer Seitenansicht.
In der Fig. 1 ist ein erstes Gehäuseteil (1) mit einem zweiten
Gehäuseteil (2) durch eine in den Fig. 2 und 3 dargestellte
Schraubverbindung (13) verbunden. Durch eine Ausnehmung des
zweiten Gehäuseteils (2) ragt ein Steckerteil (3) aus dem Inneren
des Gehäuses, das durch das erste Gehäuseteil (1) und das zweite
Gehäuseteil (2) gebildet wird, nach außen.
Die in der Fig. 1 im Inneren des Gehäuses befindlichen
Anschlußlaschen des Steckerteils (3) sind leitend mit einer in
den Fig. 1 und 3 dargestellten Leiterplatte (4) verbunden.
Statt einer Leiterplatte (4) können auch, wie in der Fig. 3
dargestellt, mehrere Leiterplatten (4) im Inneren des Gehäuses
angeordnet werden.
Mit der Leiterplatte (4) sind im Inneren des Gehäuses elektrische
oder elektronische Bauteile (5) leitend verbunden. Als Bauteile
kommen Widerstände, Kondensatoren und Spulen in Frage. In der
Fig. 1 sind als Bauteile Transistoren in sogenannten TO 220
Gehäusen dargestellt.
Die elektronischen Bauteile (5) sind in bekannter Art und Weise
z. B. über Klipse oder durch Schrauben oder Nieten mit
Kühlkörpern (6) und (7) wärmeleitend verbunden. Die Kühlkörper
(6, 7) dienen zur Aufnahme der in den elektronischen Bauteilen (5)
sich bildenden Verlustwärme beim Betrieb des Steuergerätes.
Zur Ableitung der aufgenommenen Verlustwärme an das zweite
Gehäuseteil (2) des Steuergeräts sind die Kühlkörper (6, 7)
durch lösbare Schraubverbindungen (8) mit dem zweiten Gehäuseteil
(2) wärmeleitend verbunden. Über Kühlrippen des zweiten
Gehäuseteils (2) kann die vom zweiten Gehäuseteil (2)
aufgenommene Verlustwärme an die Umgebung des erfindungsgemäßen
Steuergeräts abgeführt werden.
Zur Fixierung des Steckerteils (3) an den Kühlkörpern (6, 7) und
zur Vereinfachung der Montage der Kühlkörper (6, 7) gemeinsam mit
dem Steckerteil (3) auf der Leiterplatte (4) ist eine zweite
Verbindung (9) zwischen dem Steckerteil (3) und den Kühlkörpern
(6, 7) vorgesehen. Diese zweite Verbindung (9) ist schwer lösbar
gestaltet und besteht aus zwei Zapfen, die gemeinsam einstöckig
mit dem Steckerteil (3) aus dem Kunststoff gespritzt sind und
umlaufend eine Riffelung aufweisen. Diese Zapfen sind in
entsprechende Bohrungen der Kühlkörper (6, 7) einpreßbar.
Zur Befestigung der Einheit bestehend aus den Kühlkörpern (6, 7)
gemeinsam mit dem Steckerteil (3) an der Leiterplatte (4) ist
eine dritte Verbindung (10) vorgesehen, die als Vernietung oder
Verschraubung der Leiterplatte (4) mit den Kühlkörpern (6, 7)
ausgebildet sein kann.
Zur Abdichtung des Steuergerätes gegen Staub, Feuchtigkeit und
andere Umwelteinflüsse, die insbesondere bei der Verwendung im
Kraftfahrzeug zu befürchten sind und die Funktion des
Steuergerätes beeinflussen können, ist weiterhin zwischen dem
zweiten Gehäuseteil (2) und dem Steckerteil (3) eine in der Nähe
der Ausnehmung des zweiten Gehäuseteils (2) umlaufende
O-Ring-Dichtung (11) angeordnet. Auch zwischen dem ersten
Gehäuseteil (1) und dem zweiten Gehäuseteil (2) kann aus dem
gleichen Grund eine Dichtung, insbesondere auch eine
O-Ring-Dichtung angeordnet werden.
Neben Ausnehmungen für nach außen ragende Steckerteile (3) sind
z. B. auch Ausnehmungen für andere durch das zweite Gehäuseteil
(2) durchdringende Teile denkbar. In der Fig. 1 ist z. B. ein
Druckanschlußrohr (12) dargestellt, das durch eine entsprechende
weitere Ausnehmung im zweiten Gehäuseteil (2) hindurchragt und
mit einer weiteren O-Ring-Dichtung versehen ist. Dieses
Druckanschlußrohr (12) wird durch den zweiten Kühlkörper (7) in
seiner Lage fixiert, indem es mit einem Bund gegen die
O-Ring-Dichtung gepreßt wird. Derartige Druckanschlußrohre sind
z. B. dann erforderlich, wenn das Steuergerät eine Elektronik zur
Steuerung von Zündung oder Benzineinspritzung eines
Kraftfahrzeuges aufweist. Derartige Steuergeräte weisen häufig
Druckanschlüsse zur Messung des Saugrohrunterdrucks in den
Ansaugleitungen der Brennkraftmaschine auf.
Die Montage des erfindungsgemäßen Steuergeräts nach den Fig. 1
bis 3 geschieht folgendermaßen:
Zuerst wird die Leiterplatte (4) mit den elektrischen und/oder
elektronischen Bauteilen (5), insbesondere automatisch, bestückt.
Dann werden die Kühlkörper (6, 7) mit der Steckereinheit (3) durch
die zweiten Verbindungen (9) zu einer Einheit zusammengefügt, die
derart auf die Leiterplatte (4) aufgesetzt wird, daß die
Anschlußlaschen des Steckerteils (3) durch entsprechende
Bohrungen der Leiterplatte (4) hindurchragen. Als nächstes wird
die Leiterplatte (4) durch die dritten Verbindungen (10) mit den
Kühlkörpern (6, 7) verbunden, so daß sich eine Einheit bestehend
aus der Leiterplatte (4), den Bauteilen (5), den Kühlkörpern
(6, 7) und dem Steckerteil (3) ergibt.
Als nächstes werden die elektrischen Anschlüsse der Bauteile (5)
und die Anschlußlaschen des Steckerteils (3), insbesondere in
einem Lötschwallbad, mit den Leiterbahnen der Leiterplatte (4)
verlötet. Damit ist das erfindungsgemäße Steuergerät soweit
aufgebaut, daß es seine elektrische Funktion erfüllen müßte. Die
elektrische Funktionsfähigkeit ist dann auf einem handelsüblichen
In-Circuit-Tester prüfbar, indem die Einheit mit der den
Kühlkörpern (6, 7) abgewandten Leiterbahnseite auf die
Kontaktmatte des In-Circuit-Testers aufgelegt wird.
Tritt beim In-Circuit-Test ein Fehler auf, so kann die Einheit an
Reparaturarbeitsplätzen auf den Fehler hin untersucht und
gegebenenfalls der Fehler beseitigt werden.
Tritt beim In-Circuit-Test bzw. beim Test der Funktionsfähigkeit
der Einheit kein Fehler auf, so wird als nächstes die
O-Ring-Dichtung (11) in die entsprechende Nut des Steckerteils
(3) eingelegt, das Druckanschlußrohr durch die entsprechende
Bohrung im zweiten Kühlkörper (7) hindurchgesteckt und die
entsprechende O-Ring-Dichtung über das Druckanschlußrohr (12)
drübergestülpt.
Als nächstes wird das zweite Gehäuseteil (2) derart auf die
Stirnseite der Einheit aufgesetzt, daß das Steckerteil (3) und
das Druckanschlußrohr (12) durch die entsprechenden Ausnehmungen
am zweiten Steckerteil (2) hindurchragen. Dann wird das zweite
Gehäuseteil (2) mit den Kühlkörpern (6, 7) durch die lösbaren
Schraubverbindungen (8) verbunden.
Die nunmehr enstandene Einheit, bestehend aus der Leiterplatte
(4), den elektronischen Bauteilen (5), den Kühlkörpern (6, 7), dem
Steckerteil (3), dem Druckanschlußrohr (12), den
O-Ring-Dichtungen und dem zweiten Gehäuseteil (2) ist dann als
ganzes in das erste Gehäuseteil einschiebbar und durch die
Schraubverbindung (13) zwischen dem ersten Gehäuseteil (1) und
dem zweiten Gehäuseteil (2) zu befestigen. Damit ist das
erfindungsgemäße Steuergerät fertiggestellt.
Die Ausbildung der ersten Verbindung (8) als lösbare
Schraubverbindung hat insbesondere den Vorteil, daß auch beim
Auftreten eines Fehlers am Steuergerät während der Funktion des
Steuergerätes im Kraftfahrzeug das zweite Gehäuseteil (2) derart
wieder entfernt werden kann, daß die übrige Einheit, bestehend
aus der Leiterplatte (4) den elektrischen oder den elektronischen
Bauteilen (5), den Kühlkörpern (6, 7), dem Steckerteil (3) und dem
Druckanschluß (12), z. B. durch einen In-Circuit-Test, wieder auf
seine Funktion bzw. auf seinen Fehler hin untersucht werden kann.
Wäre wie beim vorbekannten das zweite Gehäuseteil (2) gemeinsam
mit den Kühlkörpern (6, 7) einstückig ausgebildet, so wäre ein
In-Circuit-Test mit herkömmlichen Testgeräten häufig nicht
möglich, weil das zweite Gehäuseteil (2) über die Leiterbahnseite
der Leiterplatte (4) soweit hinaussteht, daß ein Kontakt der
Lötpunkte mit der Kontaktfläche des In-Circuit-Testers nicht
möglich ist. Aus der erfindungsgemäßen Ausbildung von Kühlkörper
(6, 7) und zweitem Gehäuseteil (2) gemeinsam mit einer
entsprechenden Verbindung (8) zwischen den Kühlkörpern (6, 7) und
dem zweiten Gehäuseteil (2) ergeben sich also große
fertigungstechnische- und damit Kostenvorteile.
Claims (9)
1. Steuergerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem
Gehäuse, bestehend aus einem ersten, einseitig offenen
Gehäuseteil, das durch ein zweites Gehäuseteil abgeschlossen
ist, mit einem Steckerteil, das durch eine Ausnehmung des
zweiten Gehäuseteils nach außen ragt und das mit einer oder
mehreren Leiterplatten im Inneren des Gehäuses elektrisch
leitend verbunden ist, mit elektrischen oder elektronischen
Bauteilen, die einerseits mit der Leiterplatte elektrisch
leitend verbunden sind und die andererseits mit Kühlkörpern im
Inneren des Gehäuses wärmeleitend verbunden sind, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (6, 7) und das zweite
Gehäuseteil (2) getrennt voneinander ausgebildet sind und daß
eine erste Verbindung (8) zwischen dem Kühlkörper (6, 7) und
dem zweiten Gehäuseteil (2) vorgesehen ist.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
zweite Verbindung (9) zwischen dem Kühlkörper (6, 7) und dem
Steckerteil (3) vorgesehen ist.
3. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
dritte Verbindung (10) zwischen dem Kühlkörper (6, 7) und der
Leiterplatte (4) vorgesehen ist.
4. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Verbindung (8) lösbar ist.
5. Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Verbindung (8) eine Schraubverbindung ist.
6. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweite Verbindung (9) eine Klemmverbindung ist.
7. Steuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
dritte Verbindung (10) eine Schraubverbindung oder eine
Vernietung ist.
8. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
erste Gehäuseteil (1) und das zweite Gehäuseteil (2) durch
eine Verschraubung (13) miteinander verbunden sind.
9. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem ersten Gehäuseteil (1) und dem zweiten
Gehäuseteil (2) und/oder dem Steckerteil (3) und dem zweiten
Gehäuseteil (2) eine Dichtung (11), insbesondere eine
O-Ring-Dichtung angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873712235 DE3712235A1 (de) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | Steuergeraet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873712235 DE3712235A1 (de) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | Steuergeraet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3712235A1 true DE3712235A1 (de) | 1988-10-27 |
Family
ID=6325362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873712235 Ceased DE3712235A1 (de) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | Steuergeraet |
Country Status (1)
Country | Link |
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- 1987-04-10 DE DE19873712235 patent/DE3712235A1/de not_active Ceased
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