EP3100598A1 - Elektronikkarte zur steuerung einer elektrischen maschine - Google Patents

Elektronikkarte zur steuerung einer elektrischen maschine

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Publication number
EP3100598A1
EP3100598A1 EP14805566.8A EP14805566A EP3100598A1 EP 3100598 A1 EP3100598 A1 EP 3100598A1 EP 14805566 A EP14805566 A EP 14805566A EP 3100598 A1 EP3100598 A1 EP 3100598A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
protective film
electronic card
plug
board
electronic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14805566.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3100598A1 publication Critical patent/EP3100598A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/281—Applying non-metallic protective coatings by means of a preformed insulating foil
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K2201/0125—Shrinkable, e.g. heat-shrinkable polymer
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    • H05K2203/08—Treatments involving gases
    • H05K2203/085—Using vacuum or low pressure

Definitions

  • the invention is based on an electronic card and a method for producing such an electronic card, as well as an electrical machine with such an electronic card according to the invention, according to the preamble of the independent claims.
  • an electronic card which contains a control circuit, is arranged on the housing part of the electrical machine.
  • the electronic board is arranged as possible at an open end of the housing part of the electrical machine.
  • the housing part is preferably a pole pot or a stator housing.
  • the electronic board can be easily connected to the components to be controlled, which are arranged in the housing part.
  • Dissipation heat of the components on the electronic board on the protective film Dissipation heat of the components on the electronic board on the protective film.
  • the electronic card is wrapped with the protective film.
  • the protective film After the protective film is placed in its final position on the electronic board, the board of the electronic card, the electrical components of the board, the plug of the electronic card, as well as the plug-in contact between the plug and board are covered with the protective film.
  • the final position is characterized by the fact that the protective film covers almost the entire electronic card. If the protective film is completely mounted in the end position, the electronic card is ready for use. In this case, preferably one of the board-facing end piece of the plug is coated with the protective film.
  • the protective foil overlaps with the plug.
  • the protective film lies in its final position close to the electronic board and its components.
  • the protective film lies so close to the protective film that touches the electronic card and the components located thereon directly. The touch distinguishes the components on the outside of the protective film.
  • the protective film is formed like a tube. This makes it easy to put the protective foil on the card.
  • the protective film envelops the card in a closed manner with respect to the circumference of the tubular protective film.
  • Another embodiment shows a
  • a shrink tube has the advantage that it rests close to the electronic card, if its
  • the shrinking process is characterized by a contraction of the hose.
  • the shrinking process is accomplished by e.g. Heat supply causes.
  • heat can be supplied in one process step, e.g. through a hot air blower, an oven or infrared light.
  • the shrink tube could also be shrunk by supplying cold.
  • the shrink tube could be exposed to liquid nitrogen or cold air. In this way, a close concern of the protective film on the electronic card - in particular on the components - guaranteed.
  • the protective film is formed like a bag.
  • the protective film can be pushed with its open end ahead on the electronic board, so that the open end is arranged in the end position on the plug.
  • a protective film has a closed end. This prevents the penetration of small parts at an open end.
  • a tubular protective film is pushed onto the electronic card, to subsequently weld the plug remote from the end of the protective film and thus to close. In addition to welding, bonding is also possible. This ensures optimal protection against conductive small parts, as they can no longer get through the plug facing away from the open end under the protective film.
  • the protective film is vacuum-sealed in its final position on the electronic card.
  • Vacuuming is the creation of a negative pressure within a room. Applied to the protective film, this means that the interior of the arranged in their Endpositon protective film, a part of the contained gas, such as air is withdrawn. As a result, the said negative pressure is formed. Ideally, the gas is approximately completely removed.
  • the negative pressure leads to a particularly close-fitting protective film on the components of the electronic board.
  • the air that is removed from the inside of the protective film by the vacuuming process is withdrawn through the open end. It is also possible alterant an embodiment in which the air is withdrawn through a designated opening in the protective film.
  • the open end of the protective film is welded to the plug after the vacuuming step.
  • the protective film preferably overlaps the end piece of the plug.
  • the end piece of the plug faces the circuit board. Further, the end piece of the plug touches the board, or engages with the end of the plug, the edge of the board.
  • the welding of the protective film with the end of the plug or with the plug leads to an optimal sealing of the protective film against its surroundings. By vacuuming the insulating air is removed from the inside of the protective film and in the
  • Protective film components can thus optimally transfer their heat through the protective film to the environment.
  • a tubular protective film can be pushed onto the card and sealed at both ends by means of ultrasonic welding or laser welding.
  • Materials are plastics that can be found in heat or cold
  • the protective film is formed of a thermally conductive material.
  • plastics that are heat-conducting, an advantage. This creates efficient heat dissipation.
  • the protective film may alternatively consist of a composite material, which preferably contains metal.
  • a composite material is characterized by a multi-layered structure which is achieved by stacked films.
  • different properties of materials can be used to provide an optimal combination of heat dissipation and mechanical robustness to show the protective film.
  • a composite material is conceivable which consists of laminated films, each film having at least one function, such as heat conduction via a thermal bridge to a heat sink,
  • the film and / or the composite material are short-circuit proof, and keep residual dirt and conductive material from the environment e.g. also from the engine away from the board.
  • the protective film is advantageously provided with a metallic mass block, e.g. connected to a heat sink or cooling fins. This ensures good heat dissipation away from the electronics card.
  • the electric machine according to the invention with an electronic card having the features of the independent claim has the advantage of ensuring a long-lasting and safe operation.
  • Such an electric machine according to the invention for use as an adjustment drive in an automobile e.g. used as a window, sunroof drive, boot lid drive and / or gearbox drive.
  • an adjustment drive in an automobile e.g. used as a window, sunroof drive, boot lid drive and / or gearbox drive.
  • use in other technical fields is possible.
  • FIG. 1 shows an electronic card according to the invention with a protective film
  • FIG. 2 shows an electrical machine according to the invention with an electronic card enveloped by the protective film
  • FIG. 1 shows an electronic card 10 for controlling an electrical machine 12, as shown in FIG.
  • the electronic board 10 comprises various elements 30, such as a circuit board 14, a plug 18 and electrical components 16 and plug contacting 20. On the board 14 are electrical
  • the electrical components 16 contact the circuit board 14 and form a control circuit.
  • the electrical components 16 are mounted on a front side 15 and on a rear side 17 of the board 14.
  • the front and back sides 15, 17 form the sides of the board 14 with the largest area.
  • the electrical components 16 are soldered to the circuit board 14.
  • the electrical components 16 may also be clipped or plugged onto the circuit board 14.
  • the electronic card 10 comprises the plug 18, which is fastened to the circuit board 14 and contacted electrically by the plug contact 20.
  • the male contact 20 is made here by means of soldering. It is also here a male contact 20 between the plug and board by clips or
  • the elements 30 of the electronic card 10 are tightly enclosed by a protective film 22.
  • the protective film 22 may be formed like a tube in a preferred embodiment.
  • a shrink tube 25 is used, which on the
  • Electronic card 10 is shrunk and thereby applies close to the contour of the electronic board 10.
  • the ends of the shrink tube 25 remain open.
  • the electronic card 10 is arranged in a bag-like protective film 22.
  • the bag-like protective film 22 is closed at a first, the plug 18 facing away from the end 24.
  • the open end 26 is thereby slipped over the end piece 21 of the plug 18, so that the end piece 21 and the protective film 22 form an overlap region 23.
  • the protective film 22 is vacuum-sealed in its final position on the electronic board 10. Its open end 26 is welded to the plug 18.
  • the weld 19 is attached to the overlap region 23 between the open end 26 of the protective film 22 and the end piece 21 of the plug 18.
  • the weld seam 19 extends in the circumferential direction around the entire protective film 22, so that both the front and rear side and the sides of the protective film 22 and the overlapping region 23 are welded to the plug 18.
  • the weld seam 19, which runs closed in the circumferential direction around the complete overlap region 23, is airtight.
  • the plug 18 has a socket 27 with pins 17 located in the socket 27.
  • the metal pins 17 pass through the end piece 21 of the plug 18 and contact the circuit board 14 on the front and / or rear side 15, 17. Thus, the pins 17 form the plug contact 20 with the board 14.
  • the vacuumed protective film 22 is preferably made of a plastic that is easy to weld.
  • the plastic is thermally conductive.
  • the plastic is flexible so that it can be very close to the components 16, the board 14, the male contact 20 and the plug 18 can nestle. It should be in the
  • a flexible material is also selected. After attaching the protective film 22, the contour of the elements 30 under the protective film 22 is visible.
  • the protective film 22 is connected via a thermal bridge 80 with a heat sink 29, so that the heat from the electronic board 10 via a
  • Thermal bridge 80 is discharged.
  • the thermal bridge 80 can be achieved by direct contact between the protective film 22 and the heat sink 29. Further, the thermal bridge 80 may be replaced by one or more
  • the heat sink 29 may be a heat sink 8 and / or a metallic mass block and / or a water cooling.
  • the heat sink 8 is formed as part of the motor housing. It is also conceivable a heat sink 291, to which a thermal bridge 801 is generated by the
  • FIG. 2 shows an electrical machine 12 according to the invention.
  • the electric machine 12 has a housing part 4.
  • the housing part 4 is a Pole pot.
  • a stator 2 is arranged concentrically with the housing part 4.
  • a rotor 3 is arranged on a rotor shaft 1.
  • the electronic card 10 with the protective film 22 -as it is shown according to the invention in Figure 1 is arranged.
  • the electronic board 10 is arranged at an open end 6 of the housing part 4.
  • the electronic board 10 is located in a cavity 5 of the electric machine 12.
  • the cavity 5 is located axially adjacent to the open end 6 of the housing part 4.
  • An alternative embodiment is possible in which the cavity 5 is not closed by a cover 7, because the electronic board 10 has a protective film 22.
  • Next is no
  • the electronic board 10 with the protective film 22 can be mounted on the outside 9 of the motor housing 4. Furthermore, such a hermetically sealed protective film 22 results in that leak tests and other measures for sealing the electrical machine 12 can be dispensed with.
  • Protective film 22 is disposed on the electronic board 10. Subsequently, the protective film 22 is mounted on the electronic board 10.
  • the plug 18 facing the open end 26 of the protective film 22 can be welded to the plug 18. Furthermore, the end 24, which faces away from the plug 18, can subsequently be tightly welded, so that the protective film 22 is sealed. Further, it is possible that the plug 18 facing away from the end 24 of the protective film 22 before placing on the
  • the protective film 22 may before mounting according to the length of the
  • Electronics card 10 are assembled, so that a cut-to-length protective film 22 each on an electronic board 10 is arranged.
  • an endlessly long tube forming the protective film 22 is placed on the electronic board 10 to be separated from the rest of the tube after arranging according to the length of the electronic card 10.
  • This endless hose can be unwound, for example, from a roll.
  • the separation of the piece of tubing, which is arranged on the electronic card 10 can be done by means of a conventional knife or a pair of scissors.
  • It can also be used a laser beam, wherein the laser beam leads instantaneously for welding the end piece 24 of the hose.
  • a hot separator is possible, which also leads instantaneously for welding the end facing away from the plug 24 of the hose piece. Thus, the end 24 is closed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)
  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)

Abstract

Elektronikkarte (10) zur Steuerung einer elektrischen Maschine (12), elektrische Maschine (12) mit solch einer Elektronikkarte (10), sowie Verfahren zur Fertigung solch einer Elektronikkarte (10) umfassend eine Platine (14) mit auf der Platine (14) kontaktierten elektrischen Bauteilen (16), einen Stecker (18), der an der Platine (14) befestigt ist, und eine gemeinsame elektrische Steckerkontaktierung (20) ausbilden, wobei die Platine (14) mit Bauteilen (16) und vorzugsweise die Steckerkontaktierung (20), und ein der Platine (14) zugewandtes Endstück (21) des Steckers (18) mit einer Schutzfolie (22) überzogen sind.

Description

Beschreibung Titel
Elektronikkarte zur Steuerung einer elektrischen Maschine Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Elektronikkarte und einem Verfahren zur Herstellung solch einer Elektronikkarte, sowie einer elektrischen Maschine mit solch einer erfindungsgemäßen Elektronikkarte, nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Zur Steuerung von elektrischen Maschinen wird eine Elektronikkarte, die eine Steuerschaltung enthält, an das Gehäuseteil der elektrischen Maschine angeordnet. Dazu wird die Elektronikkarte möglichst an einem offenen Ende des Gehäuseteils der elektrischen Maschine angeordnet. Das Gehäuseteil ist vorzugsweise ein Poltopf oder ein Statorgehäuse. So kann die Elektronikkarte leicht mit den zu steuernden Bauteilen, die im Gehäuseteil angeordnet sind, verbunden werden.
Aus der FR 2 574 554 AI ist eine Elektronikkarte bekannt, die an einem offenen Ende des Gehäuseteils der elektrischen Maschine angeordnet ist. Zwischen der Elektronikkarte und den mechanischen Bauteilen der elektrischen Maschine ist zum einen kein Schutz vor Kleinteilen, wie Späne, Schmutzpartikel, Feuchtigkeit oder sonstigen leitenden Kleinteilen angeordnet. Zum anderen ist die
Elektronikkarte frei in einem Hohlraum innerhalb der elektrischen Maschine angeordnet, sodass diese lediglich von Luft umgeben ist, was zur einer schlechten Abführung der Dissipationswärme führt. Der fehlende Schutz vor elektrisch leitenden Kleinteilen kann zum Defekt der Elektronikkarte durch z.B. Kurzschluss führen. Lose Kleinteile können sich durch Vibrationen bis zur Elektronikkarte bewegen und Lötstellen oder Bauteilkontakte leitend verbinden, was zu einem Kurzschluss führt. Die schlechte Wärmeabfuhr von der
Elektronikkarte führt zu einer verminderten Funktionsfähigkeit der elektronischen Bauteile auf der Elektronikkarte. Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung behoben.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Elektronikkarte zur Steuerung einer elektrischen
Maschine sowie ein Verfahren zur Herstellung solch einer Elektronikkarte mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass die Elektronikkarte durch eine
Schutzfolie vor Verschmutzung und Kurzschlüssen durch leitende Kleinteile geschützt ist. Ein weiterer Vorteil ist die effiziente Abführung der
Dissipationswärme der Bauteile auf der Elektronikkarte über die Schutzfolie. Dazu wird die Elektronikkarte mit der Schutzfolie umhüllt.
Nachdem die Schutzfolie in ihrer Endposition auf der Elektronikkarte angeordnet ist, sind die Platine der Elektronikkarte, die elektrischen Bauteile der Platine, der Stecker der Elektronikkarte, sowie die Steckerkontaktierung zwischen Stecker und Platine mit der Schutzfolie überzogen. Die Endposition zeichnet sich dadurch aus, dass die Schutzfolie annähernd die gesamte Elektronikkarte bedeckt. Wenn die Schutzfolie in der Endposition komplett montiert ist, ist die Elektronikkarte betriebsbereit. Dabei ist vorzugsweise ein der Platine zugewandtes Endstück des Steckers mit der Schutzfolie überzogen. Dabei überlappt die Schutzfolie mit dem Stecker. Um einen möglichst hohen Schutz vor Kleinteilen und eine möglichst hohe Wärmeabfuhr zu erreichen, liegt die Schutzfolie in ihrer Endposition dicht an der Elektronikkarte und deren Bauteilen an. Die Schutzfolie liegt dabei so dicht an, dass die Schutzfolie die Elektronikkarte und die darauf befindlichen Bauteile unmittelbar berührt. Durch die Berührung zeichnen sich die Bauteile außen auf der Schutzfolie ab. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Vorrichtungen und Verfahren möglich.
Vorteilhafter Weise ist die Schutzfolie schlauchartig ausgebildet. So kann auf einfach Weise die Schutzfolie auf die Karte aufgestülpt werden. Dabei umhüllt die Schutzfolie die Karte in geschlossener Weise bezüglich des Umfangs der schlauchartigen Schutzfolie. Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt eine
Schutzfolie, die als Schrumpfschlauch ausgebildet ist. Ein Schrumpfschlauch hat den Vorteil, dass er dicht an die Elektronikkarte anliegt, wenn sein
Schrumpfungsvorgang abgeschlossen ist. Der Schrumpfungsvorgang zeichnet sich durch ein Zusammenziehen des Schlauchs aus. Der Schrumpfungsvorgang wird durch z.B. Wärmezufuhr bewirkt. So kann in einem Verfahrensschritt Wärme zugeführt werden, z.B. durch einen Heißluftföhn, einen Ofen oder Infrarotlicht. Weiter könnte der Schrumpfschlauch auch durch Kältezufuhr geschrumpft werden. So könnte der Schrumpfschlauch flüssigem Stickstoff ausgesetzt werden oder kalter Luft. Auf diese Weise wird ein dichtes Anliegen der Schutzfolie auf der Elektronikkarte -insbesondere an den Bauteilen- gewährleistet.
Zweckmäßigerweise ist die Schutzfolie tütenartig ausgebildet. So kann die Schutzfolie mit ihrem offenen Ende voran auf die Elektronikkarte geschoben werden, sodass das offene Ende in der Endposition an dem Stecker angeordnet ist. Weiter weist solch eine Schutzfolie ein geschlossenes Ende auf. So wird ein Eindringen von Kleinteilen an einem offenen Ende verhindert. Es ist eine weitere Ausführungsform denkbar, bei der eine schlauchartige Schutzfolie auf die Elektronikkarte geschoben wird, um nachträglich das dem Stecker abgewandte Ende der Schutzfolie zu verschweißen und damit zu verschließen. Nebst dem Verschweißen ist auch ein Verkleben möglich. Dies gewährleistet einen optimalen Schutz vor leitenden Kleinteilen, da diese nicht mehr durch das dem Stecker abgewandte, offene Ende unter die Schutzfolie gelangen können.
Vorteilhafterweise wird die Schutzfolie in ihrer Endposition auf der Elektronikkarte vakuumiert. Unter vakuumieren versteht man das Erzeugen eines Unterdrucks innerhalb eines Raumes. Angewendet auf die Schutzfolie bedeutet dies, dass dem Innenraum, der in ihrer Endpositon angeordneten Schutzfolie, ein Teil des enthaltenen Gases, z.B. Luft entzogen wird. Dadurch bildet sich der genannte Unterdruck. Idealerweise wird das Gas näherungsweise vollständig entfernt. Der Unterdruck führt zu einer besonders dicht anliegenden Schutzfolie an den Bauteilen der Elektronikkarte. Die Luft, die durch das Vakuumierungsverfahren aus dem Inneren der Schutzfolie entzogen wird, wird durch das offene Ende entzogen. Es ist alterantiv auch eine Ausführungsform möglich, bei der die Luft durch eine dafür vorgesehen Öffnung in der Schutzfolie entzogen wird. Das offene Ende der Schutzfolie wird nach dem Vakkuumierungsschritt mit dem Stecker verschweißt. Dazu überlappt die Schutzfolie vorzugsweise das Endstück des Steckers. Das Endstück des Steckers ist der Platine zugewandt. Weiter berührt das Endstück des Steckers die Platine, bzw. umgreift mit dem Endstück des Steckers den Rand der Platine. Das Verschweißen der Schutzfolie mit dem Endstück des Steckers bzw. mit dem Stecker führt zu einer optimalen Abdichtung der Schutzfolie gegenüber ihrer Umgebung. Durch das Vakuumieren wird die isolierende Luft aus dem Inneren der Schutzfolie entfernt und die in der
Schutzfolie befindlichen Bauteile können somit optimal ihre Wärme über die Schutzfolie an die Umgebung abgeben. In einer weiteren Ausführungsform kann eine schlauchartige Schutzfolie auf die Karte geschoben werden und an beiden Enden mittels Ultraschallschweißens oder Laserschweißens abgedichtet werden.
Das lässt eine kostengünstige Serienfertigung zu, da keine Zusatzstoffe, wie Klebstoffe, verwendet werden müssen. Weiter wäre aber auch eine Verwendung von Klebstoff möglich. Hinsichtlich der für die Schutzfolie verwendeten
Materialien sind Kunststoffe möglich, die sich bei Wärme oder Kälte
zusammenziehen. Solche Materialien sind kostengünstig.
Weiter ist die Schutzfolie aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet. Dabei sind Kunststoffe, die wärmeleitend sind, von Vorteil. Dies schafft eine effiziente Wärmeabführung.
Die Schutzfolie kann alternativ aus einem Kompositmaterial bestehen, das vorzugsweise Metall enthält. Solch ein Kompositmaterial zeichnet sich durch eine mehrlagige Struktur aus, die durch aufeinandergeschichtete Folien erreicht wird. So können verschiedene Eigenschaften von Werkstoffen genutzt werden, um eine optimale Kombination aus Wärmeabführung und mechanischer Robustheit der Schutzfolie darzustellen. So ist ein Kompositmaterial denkbar, das aus laminierten Folien besteht, wobei jede Folie wenigstens eine Funktion, wie Wärmeleitung über eine Wärmebrücke zu einer Wärmesenke,
Schrumpfungsfunktion oder mechanische Festigkeit erfüllt. Die Folie und/oder das Kompositmaterial sind kurzschlusssicher, und halten Restschmutz und leitfähiges Material aus der Umgebung z.B. auch aus dem Motor von der Platine fern.
Die Schutzfolie ist vorteilhafter Weise mit einem metallischen Massenblock, wie z.B. einem Kühlkörper oder Kühlrippen verbunden. Dies gewährleistet eine gute Wärmeabführung von der Elektronikkarte weg.
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit einer Elektronikkarte mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat den Vorteil, einen langlebigen und sicheren Betrieb zu gewährleisten.
So wird solch eine erfindungsgemäße elektrische Maschine zur Verwendung als Versteilantrieb in einem Automobil z.B. als Fensterheber, Schiebedachantrieb, Kofferraumklappenantrieb und/oder Schaltgetriebestellantrieb verwendet. Neben dieser Verwendung ist auch eine Verwendung in anderen technischen Bereichen möglich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Elektronikkarte mit einer Schutzfolie,
Figur 2 eine erfindungsgemäße elektrische Maschine mit einer durch die Schutzfolie umhüllte Elektronikkarte
Ausführungsform der Erfindung In Figur 1 ist eine Elektronikkarte 10 zur Steuerung einer elektrischen Maschine 12, wie sie in Figur 2 gezeigt ist, dargestellt. Die Elektronikkarte 10 umfasst verschiedene Elemente 30, wie eine Platine 14, einen Stecker 18 und elektrische Bauteile 16 und Steckerkontaktierung 20. Auf der Platine 14 sind elektrische
Bauteile 16 angeordnet. Die elektrischen Bauteile 16 kontaktieren die Platine 14 und bilden eine Steuerschaltung aus. Die elektrischen Bauteile 16 sind auf einer Vorderseite 15 und auf einer Rückseite 17 der Platine 14 angebracht. Die Vorder- und Rückseite 15, 17 bilden die Seiten der Platine 14 mit der größten Fläche. Dazu sind die elektrischen Bauteile 16 auf die Platine 14 gelötet. Die elektrischen Bauteile 16 können auch auf die Platine 14 geklipst oder gesteckt sein. Weiter umfasst die Elektronikkarte 10 den Stecker 18, der an der Platine 14 befestigt und elektrisch durch die Steckerkontaktierung 20 kontaktiert ist. Die Steckerkontaktierung 20 ist hier mittels Löten hergestellt. Es ist auch hier eine Steckerkontaktierung 20 zwischen Stecker und Platine durch Klipsen oder
Stecken möglich. Die Elemente 30 der Elektronikkarte 10 sind von einer Schutzfolie 22 dicht umschlossen.
Die Schutzfolie 22 kann in einer bevorzugten Ausführungsform schlauchartig ausgebildet sein. Hierfür wird ein Schrumpfschlauch 25 verwendet, der auf die
Elektronikkarte 10 aufgeschrumpft wird und sich dadurch dicht an die Kontur der Elektronikkarte 10 anlegt. Dabei bleiben die Enden des Schrumpfschlauches 25 geöffnet. In einer alternativen Ausführungsform ist die Elektronikkarte 10 in einer tütenartigen Schutzfolie 22 angeordnet. Die tütenartige Schutzfolie 22 ist an einem ersten, dem Stecker 18 abgewandten Ende 24 geschlossen. Das offene Ende 26 wird dabei über das Endstück 21 des Steckers 18 gestülpt, sodass das Endstück 21 und die Schutzfolie 22 einen Überlappungsbereich 23 ausbilden.
Die Schutzfolie 22 ist in ihrer Endposition auf der Elektronikkarte 10 vakuumiert. Ihr offenes Ende 26 ist mit dem Stecker 18 verschweißt. Die Schweißnaht 19 ist dabei an dem Überlappungsbereich 23 zwischen dem offenen Ende 26 der Schutzfolie 22 und dem Endstück 21 des Steckers 18 angebracht. Dabei verläuft die Schweißnaht 19 in Umfangsrichtung um die ganze Schutzfolie 22 herum, so dass sowohl Vorder- und Rückseite als auch die Seiten der Schutzfolie 22 bzw. des Überlappungsbereichs 23 mit dem Stecker 18 verschweißt sind. Die Schweißnaht 19, die geschlossen in Umfangsrichtung um den kompletten Überlappungsbereich 23 verläuft, ist luftdicht.
Der Stecker 18 weist eine Steckbuchse 27 mit in der Steckbuchse 27 befindlichen Pins 17 auf. Die metallenen Pins 17 führen durch das Endstück 21 des Steckers 18 hindurch und kontaktieren die Platine 14 auf der Vorder- und/oder Rückseite 15, 17. Somit bilden die Pins 17 mit der Platine 14 die Steckerkontaktierung 20.
Die vakuumierte Schutzfolie 22 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff, der leicht verschweißbar ist. Der Kunststoff ist dabei wärmeleitend. Weiter ist der Kunststoff flexibel, damit er sich sehr dicht an die Bauteile 16, die Platine 14, die Steckerkontaktierung 20 und den Stecker 18 anschmiegen kann. Dabei soll im
Idealfall kein Spalt zwischen der Schutzfolie 22 und den Bauteilen 14 vorhanden sein. In der alternativen Ausführungsform eines Schrumpfschlauches 25 ist ebenfalls ein flexibles Material gewählt. Nach dem Befestigen der Schutzfolie 22 zeichnet sich die Kontur der Elemente 30 unter der Schutzfolie 22 ab.
Die Schutzfolie 22 ist über eine Wärmebrücke 80 mit einer Wärmesenke 29 verbunden, sodass die Wärme von der Elektronikkarte 10 über eine
Wärmebrücke 80 abgeführt wird. Die Wärmebrücke 80 kann durch einen unmittelbaren Kontakt zwischen Schutzfolie 22 und der Wärmesenke 29 erreicht werden. Weiter kann die Wärmebrücke 80 durch einen oder mehrere
Metallelemente und/oder Wärmeleitpaste erzeugt werden, wobei diese
Maßnahmen zwischen der Wärmesenke 29 und der Schutzfolie 22 angeordnet werden. Die Wärmesenke 29 kann ein Kühlkörper 8 und/oder ein metalischer Masseblock und/oder eine Wasserkühlung sein. Bevorzugt ist der Kühlkörper 8 als Teil des Motorgehäuses ausgebildet. Es ist auch eine Wärmesenke 291 denkbar, zu der eine Wärmebrücke 801 erzeugt wird, indem man die
Elektronikkarte 10 in ihren Anschluss einsteckt.
In Figur 2 ist eine erfindungsgemäße elektrische Maschine 12 gezeigt. Die elektrische Maschine 12 weist ein Gehäuseteil 4 auf. Das Gehäuseteil 4 ist ein Poltopf. In dem Gehäuseteil 4 ist ein Stator 2 konzentrisch zu dem Gehäuseteil 4 angeordnet. Konzentrisch zu dem Stator 2 ist ein Rotor 3 auf einer Rotorwelle 1 angeordnet. Axial neben dem Rotor 3 bzw. dem Stator 4 ist die Elektronikkarte 10 mit der Schutzfolie 22 -wie sie erfindungsgemäß in Figur 1 dargestellt istangeordnet. Die Elektronikkarte 10 ist an einer offenen Ende 6 des Gehäuseteils 4 angeordnet. Die Elektronikkarte 10 befindet sich dabei in einem Hohlraum 5 der elektrischen Maschine 12. Der Hohlraum 5 befindet sich axial neben dem offenen Ende 6 des Gehäuseteils 4. Es ist eine alternative Ausführungsform möglich, bei der der Hohlraum 5 nicht durch einen Deckel 7 verschlossen wird, da die Elektronikkarte 10 eine Schutzfolie 22 aufweist. Weiter ist keine
Trennwand notwendig, um die Elektronikkarte 10 von dem Stator 2, dem Rotor 3, und weiteren mechanischen Bauteilen abzutrennen. Durch die Verwendung einer Schutzfolie 22 zur Umhüllung der Elektronikkarte 10 wird eine neue
Designfreiheit der elektrischen Maschine 12 erreicht. Die Elektronikkarte 10 mit der Schutzfolie 22 kann auf der Außenseite 9 des Motorgehäuses 4 angebracht werden. Weiter führt solch eine hermetisch dicht angebrachte Schutzfolie 22 dazu, dass auf Dichtheitsprüfungen und auf andere Maßnahmen zur Abdichtung der elektrischen Maschine 12 verzichtet werden kann.
Zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Elektronikkarte 10 muss die
Schutzfolie 22 über die Elektronikkarte 10 gezogen werden, sodass die
Schutzfolie 22 auf der Elektronikkarte 10 angeordnet ist. Darauf folgend wird die Schutzfolie 22 auf der Elektronikkarte 10 befestigt. Bei der Ausführungsvariante, bei der die Elektronikkarte 10 mit einer schlauchartigen Schutzfolie 22 überzogen wird, kann das dem Stecker 18 zugewandte offenen Ende 26 der Schutzfolie 22 an den Stecker 18 angeschweißt werden. Weiter kann nachträglich auch das Ende 24, welches dem Stecker 18 abgewandt ist, dicht verschweißt werden, so dass die Schutzfolie 22 abgedichtet ist. Weiter ist es möglich, das dem Stecker 18 abgewandte Ende 24 der Schutzfolie 22 vor dem Anordnen auf der
Elektronikkarte 10 zu verschweißen. Das Verschweißen kann mittels
Ultraschallschweißens oder Laserschweißens erfolgen.
Die Schutzfolie 22 kann vor dem Aufziehen entsprechend der Länge der
Elektronikkarte 10 konfektioniert werden, sodass eine abgelängte Schutzfolie 22 jeweils auf einer Elektronikkarte 10 angeordnet wird. Eine weitere Ausführungsform ist möglich, bei der ein endlos langer Schlauch, der die Schutzfolie 22 bildet, auf der Elektronikkarte 10 angeordnet wird, um nach dem Anordnen entsprechend der Länge der Elektronikkarte 10 von dem Rest des Schlauches abgetrennt zu werden. Dieser endlos lange Schlauch kann z.B. von einer Rolle abgewickelt werden. Das Abtrennen des Schlauchstückes, welches auf der Elektronikkarte 10 angeordnet ist, kann mittels eines konventionellen Messers oder einer Schere erfolgen. Es kann auch eine Laserstrahl zum Einsatz kommen, wobei der Laserstrahl instantan zum Verschweißen des Endstückes 24 des Schlauches führt. Weiter ist ein heißes Trennelements möglich, welches ebenfalls instantan zum Verschweißen des dem Stecker abgewandten Endes 24 des Schlauchstückes führt. Somit ist das Ende 24 geschlossen.
Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele, vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind.

Claims

Ansprüche
1. Elektronikkarte (10) zur Steuerung einer elektrischen Maschine (12) umfassend eine Platine (14) mit einem Stecker (18), der an der Platine (14) befestigt ist und eine Steckerkontaktierung (20) mit dieser ausbildet, und auf der Platine (14) kontaktierten elektrischen Bauteilen (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (14) mit den Bauteilen (16) mit einer Schutzfolie (22) überzogen ist.
2. Elektronikkarte (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steckerkontaktierung (20), und ein der Platine (14) zugewandtes Endstück (21) des Steckers (18) mit der Schutzfolie (22) überzogen ist.
3. Elektronikkarte (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie (22) schlauchartig ausgebildet ist, und vorzugsweise als
Schrumpfschlauch (25) ausgebildet ist.
4. Elektronikkarte (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Elektronikkarte (10) in einer tütenartigen Schutzfolie (22) angeordnet ist, wobei die Schutzfolie (22) an einem ersten dem Stecker (18) abgewandten Ende (24) geschlossen ist.
5. Elektronikkarte (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass innerhalb der Schutzfolie (22) ein Unterdruck herrscht, und ein offenes Ende (26) der Schutzfolie (22) mit dem Stecker (18)
verschweißt ist, wobei die Schutzfolie (22) -vorzugsweise mit dem Endstück (21)- des Steckers (18) überlappt.
6. Elektronikkarte (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schutzfolie (22) aus einem Material besteht, das sich bei Wärme oder bei Kälte zusammenzieht.
7. Elektronikkarte (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schutzfolie (22) aus einem wärmeleitenden Material besteht, wobei die Schutzfolie (22) über eine Wärmebrücke (80) mit einer Wärmesenke (29) verbunden ist, um eine Wärmeabführung von der
Elektronikkarte (10) weg sicherzustellen.
8. Elektronikkarte (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie (22) mit einem Kühlkörper (28) verbunden ist.
9. Elektronikkarte (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schutzfolie (22) aus einem Kompositmaterial besteht, das vorzugsweise Metall enthält, und insbesondere als laminierte Folie ausgebildet ist.
10. Elektrische Maschine (12) mit einer Elektronikkarte (10) nach einem der
vorherigen Ansprüche, wobei die elektrische Maschine (12) insbesondere als Versteilantrieb in einem Automobil verwendet wird, z.B. als Fensterheber, Schiebedachantrieb, Kofferraumklappenantrieb und/oder Antrieb eines
Schaltgetriebes.
11. Verfahren zum Herstellen einer Elektronikkarte (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte:
Umhüllen der Elektronikkarte (10) mit der Schutzfolie (22), sodass die Schutzfolie (22) die Platine (14) mit den Bauteilen (16), die
Steckerkontaktierung (20), und das Endstück (21) des Steckers (18) umschließt.
Befestigen der Schutzfolie (22) auf der Elektronikkarte (10), sodass die Schutzfolie (22) dicht an der Elektronikkarte (22) anliegt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie (22) schlauchartig ist und mittels Erwärmen oder Abkühlen auf die
Elektronikkarte (10) aufgeschrumpft wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie (22) ein geschlossenens Ende (24) aufweist, und in ihrer Monatge- Endposition ein Unterdruck innerhalb der Schutzfolie (22) erzeugt wird.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie (22) an wenigstens einem ihrer Enden (24, 26) - vorzugsweise mittels Ultraschallschweißens oder Laserschweißensabgedichtet wird.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das offene Ende (26) -vorzugsweise mit dem Endstück (21)- des Steckers (18) überlappt, und an diesem angeschweißt wird.
EP14805566.8A 2014-01-30 2014-11-27 Elektronikkarte zur steuerung einer elektrischen maschine Withdrawn EP3100598A1 (de)

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