DE3835178C2 - Elektrisches Gerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges elektrisches Gerät ist aus der GB 14 62 058 vorbekannt. Dieses vorbekannte elektrische Gerät weist einen Gehäuseaufbau auf, durch den ein hochfrequenzdichter Gehäuseinnenraum gebildet wird in diesem hochfrequenzdichten Gehäuseinnenraum sind hochfrequenz erzeugende elektronische Bauteile angeordnet, die so gegen die Umgebung abgeschirmt werden. Zusätzlich sind elektrische Anschlußteile vorgesehen, die in einem weiteren Gehäuseinnenraum angeordnet sind.

Dieses vorbekannte elektrische Gerät weist jedoch keinerlei Leistungsbauteile auf. Deshalb sind keine Maßnahmen angegeben, die die Anordnung dieser Leistungsbauteile betreffen.

Aus der DE 25 46 334 A1 ist ein elektrisches Gerät bekannt, bei dem elektrische Leistungsbauteile zum Zwecke der Kühlung mit einem Kühlrahmen verbunden sind. Dieser Kühlrahmen dient jedoch nicht zur Trennung des Gehäuseinneren in verschiedene Gehäuseinnenräume. Die EP 0 125 619 A2 zeigt ein elektrisches Gerät für Kraftfahrzeuge mit einer Trennwand. Dort ist jedoch die Verwendung von Leistungsbauteilen und deren Anordnung nicht beschrieben.

Die Erfindung hat die Aufgabe ein elektrisches Gerät zu schaffen, bei dem ohne zusätzlichen Mehraufwand die Kühlung von Leistungsbauteilen ermöglicht, und deren Trennung von den hochfrequenz erzeugenden Bauteilen hergestellt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichenmerkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Trennwand wird erfindungsgemäß zugleich als Kühlblock für Leistungsbauteile verwendet. Leistungsbauteile können z. B. Endstufentransistoren einer Einspritzungssteuerung sein, die nennenswert Wärme erzeugen und deshalb der Kühlung bedürfen.

Erfindungsgemäß sind die Leistungsbauteile im zweiten Gehäuseinnenraum angeordnet, weil diese Leistungsbauteile häufig mit Frequenzen angesteuert werden, die die Erzeugung hochfrequenter elektromagnetischer Wellen unwahrscheinlich machen und so eine Störung der Funktion der Leistungsbauteile durch die Hochfrequenz erzeugenden übrigen elektronischen Bauteile im ersten Gehäuseinnenraum ausgeschlossen wird.

Durch die beanspruchte thermische Ankopplung der starke Verlustwärme erzeugenden Leistungsbauteile an die Gehäusetrennwand wird einerseits ohne zusätzlichen Mehraufwand die Kühlung der Verlustwärme erzeugenden Leistungsbauteile gewährleistet. Andererseits ist nach wie vor die elektromagnetische Abschirmung der hochfrequenz erzeugenden Bauteile im ersten Gehäuseinnenraum gewährleistet. Die gegenseitige Beeinflussung oder gar Störung der Leistungsbauteile und der hochfrequenzerzeugenden Bauteile wird durch die getrennte Unterbringung in den verschiedenen Gehäuseinnenräumen wirkungsvoll vermieden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Es ist besonders vorteilhaft, die elektrischen Bauteile der Leiterplatte in den ersten Gehäuseinnenraum ragend auszubilden. Dies gilt insbesondere für die elektrischen oder elektronischen Bauteile, die Hochfrequenz erzeugen. Dadurch wird sichergestellt, daß Hochfrequenz nur in dem ersten hochfrequenzdichten Gehäuseinnenraum erzeugt wird, jedoch nicht über diesen ersten Gehäuseinnenraum hinaus, an die Umgebung abgestrahlt wird.

Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn der Absatz im Bereich des ersten Gehäuseinnenraums umlaufend ausgebildet ist, um so eine möglichst gute Abdichtung des ersten Gehäuseinnenraums gegen hochfrequente elektromagnetische Wellen zu erzeugen. Um die Fertigung des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts zu vereinfachen, ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, wenn die Leiterplatte die Trennwand in Richtung des zweiten Gehäuseinnenraums überragt und wenn die Leistungsbauteile direkt mit der Leiterplatte elektrisch verbunden sind. Dadurch können die Leistungsbauteile gemeinsam mit den übrigen elektrischen und elektronischen Bauteilen in einem Arbeitsgang z. B. mit einem Schwallbadlötverfahren mit der elektrischen Leiterplatte leitend verbunden werden. Ein nachträgliches Verlöten der Leistungsbauteile auf der Leiterplatte erübrigt sich dann.

Um eine einfache Fertigung des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts zu bewirken, ist es vorteilhaft, daß Gehäuse wannenförmig auszubilden und den Gehäusedeckel plattenförmig auszubilden. Durch diese vorteilhafte Maßnahme kann der Gehäusedeckel mit einfachen Mitteln z. B. auch mit Handhabungsgeräten in das Gehäuse eingesetzt werden.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Gehäusedeckel ebenfalls aus elektrisch leitendem Werkstoff besteht, wenn das Gehäuse eine umlaufende Einsenkung aufweist, wenn der Gehäusedeckel eine umlaufende Abbiegung aufweist und wenn der Deckel mit seiner umlaufenden Abbiegung in die umlaufende Einsenkung eingepreßt und/oder eingeklebt wird. Durch diese vorteilhaften Maßnahmen werden Gehäusedeckel und Gehäuse allein durch Einpressen des Deckels in das Gehäuse miteinander verbunden, ohne daß weitere technische Maßnahmen erforderlich sind. Zudem wird durch die Ausbildung des Gehäusedeckels aus elektrisch leitendem Werkstoff und durch die besondere Art der Verbindung eine weitere zusätzliche Hochfrequenzabdichtung des gesamten erfindungsgemäßen elektrischen Geräts gegenüber der Umgebung bewerkstelligt.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes elektrisches Gerät im Schnitt.

In der Figur weist ein wannenförmiges Gehäuse aus elektrisch leitendem Werkstoff, insbesondere aus Aludruckguß in seinem Innenraum eine Leiterplatte (2) auf, das Gehäuse (1) ist durch einen Gehäusedeckel (3) aus metallischem Werkstoff, insbesondere aus oberflächenvergütetem Aluminiumblech, abgeschlossen.

Innerhalb des Gehäuses (1) ist eine Trennwand (4) angeordnet, die ebenfalls aus metallischem Werkstoff, insbesondere aus Aludruckguß, besteht. Einstückig mit dem Gehäuse (1) gegossen, befindet sich innerhalb des Gehäuses (1) ein Absatz (5) der zumindest im Bereich eines ersten Gehäuseinnenraums (7) umlaufend im Inneren des Gehäuses (1) angeordnet ist.

Die Leiterplatte (2) weist auf seiner dem ersten Gehäuseinnenraum (7) zugewandten Seite elektrische und/oder elektronische Bauelemente (6) auf. Außerhalb des ersten Gehäuseinnenraums (7) in einem zweiten Gehäuseinnenraum (10) weist die Leiterplatte (2) Leistungsbauteile (8), insbesondere Endstufentransistoren und Leistungswiderstände auf.

Die Trennwand (4), die das Gehäuse (1) in Richtung senkrecht zur Zeichenebene vollständig durchsetzt, ist durch eine lösbare Schraubverbindung (9) mit dem Gehäuse (1) verbunden. Die Trennwand (4) teilt somit das Gehäuse (1) in den ersten Gehäuseinnenraum (7) und den zweiten Gehäuseinnenraum (10). Zugleich wirkt die Trennwand (4) als Kühlkörper für die Leistungsbauteile (8), die z. B. durch geeignete bekannte Mittel mit der Trennwand (4) verbunden sind.

Die Leiterplatte (2) liegt derart auf dem Absatz (5) des Gehäuses (1) und der Trennwand (4) auf, daß sie den ersten Gehäuseinnenraum (7) gemeinsam mit der Trennwand (4) und dem Gehäuse (1) hochfrequenzdicht abschließt.

Sind nun innerhalb des ersten Gehäuseinnenraums (7) elektrische oder elektronische Bauteile (6) angeordnet, die aufgrund ihrer Funktion Hochfrequenz erzeugen, so können die erzeugten hochfrequenten elektromagnetischen Wellen den ersten Gehäuseinnenraum (7) nicht verlassen, weil die Trennwand (4) und das Gehäuse (1) aus elektrisch leitendem Material sind und weil die Leiterplatte (2) eine Kaschierung aus elektrisch leitfähigem Kupfer aufweist. Die Leiterplatte (2), die Trennwand (4) und das Gehäuse (1) bilden einen sogenannten Faradayschen Käfig.

Das Gehäuse (1) weist eine umlaufende Einsenkung (11) auf. Der Gehäusedeckel (3) weist eine umlaufende Abbiegung (2) auf. Vorteilhaft wird der Gehäusedeckel (3) mit seiner umlaufenden Abbiegung (12) in die umlaufende Einsenkung (11) des Gehäuses (1) eingepreßt und/oder verklebt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise die mechanische Verbindung des Gehäusedeckels (3) mit dem Gehäuse (1) hergestellt. Zusätzlich bildet das Gehäuse (1) gemeinsam mit dem Gehäusedeckel (3) einen weiteren Faradayschen Käfig, weil sowohl das Gehäuse (1) als auch der Gehäusedeckel (3) aus einem elektrisch leitendem Werkstoff bestehen.

Die oben beschriebene Anordnung der Bauelemente (6) und der Leistungsbauteile (8) auf der Leiterplatte (2) und die lösbare Schraubverbindung (9) zwischen der Trennwand (4) und dem wannenförmigen Gehäuse (1) haben den zusätzlichen fertigungstechnischen Vorteil, daß sowohl die Bauelemente (6) als auch die Leistungsbauteile (8) gemeinsam in einem Lötvorgang mit der Leiterplatte (2) elektrisch leidend verlötet werden können. Anschließend kann die Leiterplatte (2) z. B. durch eine Schraubverbindung mit der Trennwand (4) verbunden werden und die Leistungsbauteile (8) können durch geeignete bekannte Mittel mit der Trennwand (4) in thermischen Kontakt gebracht werden. Schließlich kann die ganze Anordnung, bestehend aus Leiterplatte (2), Bauelementen (6), Leistungsbauteilen (8) und Trennwand (4), gemeinsam in das wannenförmige Gehäuse (1) eingesetzt werden und anschließend die Trennwand (4) über die Schraubverbindung (9) mit dem Gehäuse (1) und ggfs. die Leiterplatte (2) über eine geeignete Verbindung mit dem Absatz (5) verbunden werden. Dieser Ablauf ist fertigungstechnisch einfach zu realisieren.

Claims (7)

1. Elektrisches Gerät, insbesondere Steuergerät für Kraftfahrzeuge, mit einem elektrisch leitenden Gehäuse, in dem eine Leiterplatte mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen angeordnet ist, mit einem Gehäusedeckel, der das Gehäuse abschließt und mit einer elektrisch leitenden Trennwand, die das Gehäuseinnere in mindestens zwei Gehäuseinnenräume teilt, wobei das Gehäuse einen Absatz aufweist und wobei die Leiterplatte derart auf der Trennwand und dem Absatz angeordnet ist, daß der erste Gehäuseinnenraum gebildet von Gehäuse, Trennwand und Leiterplatte im wesentlichen hochfrequenzdicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (4) zugleich Kühlblock für Leistungsbauteile (8) ist und daß alle Leistungsbauteile (8) im zweiten Gehäuseinnenraum (10) angeordnet sind.

2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile (6) der Leiterplatte (2) in den ersten Gehäuseinnenraum (7) ragen.

3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absatz (5) im Bereich des ersten Gehäuseinnenraums (7) umlaufend ausgebildet ist.

4. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (2) die Trennwand (4) in Richtung des zweiten Gehäuseinnenraums (10) überragt und daß die Leistungsbauteile (8) direkt mit der Leiterplatte (2) elektrisch verbunden sind.

5. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (4) mit dem Gehäuse (1) Lösbar verbunden ist.

6. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) wannenförmig ausgebildet ist und daß der Gehäusedeckel (3) plattenförmig ausgebildet ist.

7. Elektrisches Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (3) aus elektrisch leitendem Werkstoff besteht, daß das Gehäuse (1) eine umlaufende Einsenkung (11) aufweist, daß der Gehäusedeckel (3) eine umlaufende Abbiegung (12) aufweist und daß der Gehäusedeckel (3) mit seiner umlaufenden Abbiegung (12) in die umlaufende Einsenkung (11) des Gehäuses (1) eingepreßt ist und/oder eingeklebt ist.