ES2425372T5

ES2425372T5 - Aparato de control eléctrico

Info

Publication number: ES2425372T5
Application number: ES08759525.2T
Authority: ES
Inventors: Rolf Becker; Christian Lammers; Juergen Jerg; Joachim Wolff; Volker Hochholzer; Ulrich Trescher; Helmut Bubeck; Klaus Voigtlaender; Jan Benzler; Thomas Raica; Willi Kuehn; Thomas Wiesa; Michael Krapp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2008-05-13
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2028-05-13
Also published as: JP6016731B2; US9345139B2; KR101484799B1; CN101690437A; JP2014013079A; EP2273859A2; DE102007029913A1; EP2273859A3; US20120240396A1; JP5393663B2; EP2163148B2; US20100202110A1; CN102595813A; KR20100029777A; WO2009000594A1; JP2010531632A; EP2163148A1; US8488324B2; ES2425372T3; CN101690437B

Description

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DESCRIPCION

Aparato de control electrico Estado de la tecnica

La invencion se basa en un aparato de control electrico segun el genero de la reivindicacion independiente 1.

Un aparato de control de este tipo se conoce, por ejemplo, del documento DE 40 23 319 C1 y presenta un sustrato de circuito impreso en forma de una lamina de circuito impreso flexible laminada sobre una placa. El sustrato de circuito impreso esta equipado por ambas caras con elementos constructivos electricos, que forman un circuito electronico. Los elementos constructivos estan cubiertos por dos partes de carcasa aplicadas sobre la cara superior y la cara inferior del sustrato de circuito impreso. Por fuera de la region del sustrato de circuito impreso cubierta por las partes de carcasa esta dispuesta una parte de enchufe de aparato sobre el sustrato de circuito impreso, la cual esta conectada a los elementos constructivos a traves de circuitos impresos del sustrato de circuito impreso y sirve para conectar el aparato de control a un haz de cables externo. El aparato de control conocido esta determinado para instalarse en el compartimento de motor de un vehlculo.

Ademas de esto, por el documento DE 195 28 632 A1 se conoce un aparato de control que presenta un sustrato de circuito impreso equipado con elementos constructivos electricos, el cual esta cubierto de semicoquillas de carcasa sobre el lado superior y el lado inferior. Las semicoquillas estan fijadas al sustrato de circuito impreso mediante medios de fijacion atornillables. Un elemento constructivo de potencia equipado sobre el sustrato de circuito impreso genera durante el funcionamiento calor, que se evacua a traves de conexiones de paso debajo del elemento constructivo de potencia hasta una capa conductora de calor sobre el lado inferior del sustrato de circuito impreso y, desde all!, hasta una parte de carcasa que esta en contacto con el mismo.

Aparte de esto, por el documento WO 2006/066983 se conoce un aparato de control electrico configurado como modulo de control para una transmision, en el que estan dispuestos un enchufe de aparato y un sensor sobre un soporte, cuyas conexiones electricas son guiadas a traves de una lamina conductora flexible hasta un espacio interior de carcasa y all!, a traves de conexiones cableadas, son contactadas con una parte de circuito fabricada aparte.

Por el documento DE 101 30 833 A1 se conoce un dispositivo de control electronico para una transmision automatica, el cual comprende una capa aislante de conexion en la que son guiados circuitos impresos en varias capas. Un circuito electronico esta dispuesto sobre la capa aislante de conexion y cubierto con una parte de carcasa. Los circuitos impresos de la capa aislante de conexion conectan los elementos constructivos electricos del circuito electronico a una parte de enchufe, dispuesta por fuera de la parte de carcasa sobre la capa aislante de conexion, y al menos a un punto de contacto para otros componentes electricos.

Por el documento DE 10 2005 022 536 A1 se conoce una unidad de control para una transmision de vehlculo, en la que piezas constructivas de una placa de circuito impreso rlgida estan apoyadas sobre una placa de circuito impreso flexible. La placa de circuito impreso flexible es guiada a traves de una carcasa, la cual aloja la placa de circuito impreso rlgida y una parte de la placa de circuito impreso flexible.

Revelacion de la invencion

Ventajas de la invencion

El aparato de control electrico conforme a la invencion con las caracterlsticas de la reivindicacion independiente 1 presenta, frente a los aparatos de control conocidos, la ventaja de ser apropiado en cuanto a la forma de fabricacion especialmente economica y sencilla para la instalacion en una transmision automatica. Los aparatos de control que se montan en transmisiones automaticas tienen que contactarse, aparte de con el enchufe de aparato y una parte de circuito electronica formada por elementos constructivos electricos conectados entre si, con varios componentes electricos como, por ejemplo, actuadores y/o sensores. El aparato de control conforme a la invencion presenta ventajosamente solo un unico sustrato de circuito impreso comun. Aqul puede tratarse de una placa de circuito impreso, una lamina conductora flexible sobre un soporte metalico o sobre otro sustrato de circuito impreso adecuado. Es importante que los circuitos impresos del sustrato de circuito impreso no solo se usen para la conexion electrica de aquellos elementos constructivos electricos que forman sobre el sustrato de circuito impreso una parte de circuito electronica cubierta por partes de carcasa, sino tambien de otros circuitos impresos que sirven para conectar la parte de circuito a una parte de enchufe de aparato y al menos a un punto de contacto para otro componente electrico. Este al menos un punto de contacto esta dispuesto por fuera de la parte cubierta por la parte de carcasa o, en el caso de que esten previstas varias partes de carcasa, por fuera de la parte cubierta por las partes de carcasa y por fuera de la parte del sustrato de circuito impreso dotada de la parte de enchufe de aparato.

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Al menos un punto de contacto puede estar conectado electricamente, de forma ventajosa, a una parte de conexion de sensor aplicada sobre el sustrato de circuito impreso. Aparte de esto, es posible prever al menos un punto de contacto sobre el sustrato de circuito impreso por fuera de la region cubierta por las partes de carcasa, que estan conectadas electricamente a un actuador electrohidraulico, por ejemplo, a una valvula reguladora de presion accionable electricamente, o a un contracontacto de otro componente de la transmision.

Conforme a la invencion, se propone dotar de un recubrimiento protector las regiones exteriores del sustrato de circuito impreso que no estan cubiertas por al menos una parte de carcasa y la parte de enchufe de aparato y al menos un punto de contacto. Un sustrato de circuito impreso en forma de placa con un primer lado y un segundo lado, alejad del primer lado, y un lado frontal periferico, comprende ventajosamente como recubrimiento protector una capa protectora, aplicada sobre la primera cara y la segunda cara, y una cubierta de arista aplicada en el lado frontal periferico. El recubrimiento protector puede comprender una capa de cobre, un barnizado u otra capa de pasivacion apropiada, que evite ventajosamente una difusion de aceite de transmision, agua y otros medios daninos en el sustrato.

Mediante las medidas indicadas en las reivindicaciones dependientes se posibilitan configuraciones ventajosas y perfeccionamientos de la invencion.

Los componentes electricos como, por ejemplo, una parte de conexion de sensor, pueden estar dispuestos ventajosamente por fuera de la region cubierta por las partes de carcasa del sustrato de circuito impreso, directamente sobre este. Otros puntos de contacto sobre el sustrato de circuito impreso, por fuera de la region cubierta por las partes de carcasa, pueden estar conectados electricamente a actuadores dispuestos separados espacialmente del sustrato de circuito impreso.

Para mejorar la evacuacion de calor, al menos una parte de carcasa puede estar configurada con una superficie para apoyarse sobre un cuerpo refrigerante previsto para la evacuacion de calor, en especial una placa hidraulica de una transmision de vehlculo de motor.

Otra mejora de la evacuacion de calor se obtiene porque al menos un elemento constructivo electrico, que genera calor y esta dispuesto sobre un primer lado del sustrato de circuito impreso, esta conectado termicamente a una capa conductora de calor sobre un segundo lado del sustrato de circuito impreso alejado del primer lado. Para mejorar todavla mas la evacuacion de calor, la capa conductora de calor esta en contacto conductor de calor con una parte de carcasa y/o un cuerpo refrigerante.

Breve descripcion de los dibujos

En los dibujos estan representados ejemplos de realizacion de la invencion y se explican con mas detalle en la siguiente descripcion. Aqul muestran

Figura 1 una seccion transversal a traves de un aparato de control electrico conforme a la invencion, montado sobre una placa hidraulica de una transmision, con sensores y actuadores dispuestos en el mismo,

Figura 2 una vista en planta sobre el sustrato de circuito impreso del aparato de control sin sensores, actuadores y partes de carcasa,

Figura 3 un detalle aumentado de la figura 1,

Figura 4 un detalle de una seccion transversal del sustrato de circuito impreso segun otro ejemplo de realizacion de la invencion,

Figura 5 una seccion transversal a traves de otro ejemplo de realizacion de la invencion, en donde la parte de enchufe de aparato no se ha representado para una mayor sencillez,

Figura 6 un detalle de un cuarto ejemplo de realizacion,

Figura 7 un detalle de un quinto ejemplo de realizacion,

Figura 8 un detalle de otro ejemplo de realizacion.

Formas de realizacion de la invencion

La figura 1 muestra una seccion transversal a traves de un primer ejemplo de realizacion de la invencion. El aparato de control electrico 1 conforme a la invencion comprende un sustrato de circuito impreso 2. Este puede estar

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configurado como placa de circuito impreso con una sola capa o placa de circuito impreso con varias capas o como una lamina conductora flexible laminada encima de una placa metalica o como pieza moldeada por inyeccion con circuitos impresos incrustados en la misma o de otro modo. El sustrato de circuito impreso esta configurado fundamentalmente en forma de placa con un primer lado 15 y un segundo lado 16 alejado del mismo, y un lado frontal 31 periferico. Sobre el primer lado 15 y el segundo lado 16 el sustrato de circuito impreso 2 esta dotado en una region limitada localmente de elementos constructivos electricos 11, que forman un circuito electronico 9. Los elementos constructivos 11 pueden estar aplicados naturalmente tambien solo por un lado del sustrato de circuito impreso. La region equipada con los elementos constructivos 11 esta marcada en la figura 2 por la llnea a trazos. Los elementos constructivos electricos 11 estan conectados electricamente entre si mediante circuitos impresos 12 del sustrato de circuito impreso 2. Los circuitos impresos pueden ser guiados a traves de una o varias capas del sustrato de varias capas. Aparte de los circuitos impresos 12, para el cableado de los elementos constructivos 11 estan dispuestos otros circuitos impresos 13 y circuitos impresos 14 sobre el sustrato de circuito impreso, que conducen a regiones alejadas del sustrato de circuito impreso 2 por fuera de la region ocupada por el circuito electronico 9, sobre el primer lado 15 y el segundo lado 16. Como puede reconocerse en la figura 2, el sustrato de circuito impreso presenta una longitud maxima a y una anchura maxima b, que estan dimensionadas de tal modo que se produce el menor desperdicio de material posible. La extension superficial del sustrato de circuito impreso 2 esta adaptada a las condiciones en una transmision de vehlculo de motor. Como puede reconocerse en la figura 1, los elementos constructivos 11 pertenecientes al circuito electronico 9 estan cubiertos sobre el primer lado 15 con una parte de carcasa 3, mientras que los elementos constructivos 11 sobre el segundo lado 16 estan cubiertos por una segunda parte de carcasa 4. Las partes de carcasa 3, 4 pueden estar configuradas, por ejemplo, como partes de semicoquillas metalicas, por ejemplo, como piezas curvadas por troquelado. Como puede reconocerse mejor en la figura 3, la primera parte de carcasa 3 y la segunda parte de carcasa 4 pueden estar acodadas varias veces de forma conocida en la region de borde, de tal modo que puede disponerse en cada caso un anillo de obturacion 17 periferico entre la region acodada de la respectiva parte de carcasa y el sustrato de circuito impreso 2. Mediante uniones atornilladas 18 o de otra forma apropiada, la primera parte de carcasa 3 y la segunda parte de carcasa 4 pueden fijarse al sustrato de circuito impreso 2, en donde el anillo de obturacion 17 periferico respectivo se comprime entre la parte de carcasa asociada y el sustrato de circuito impreso 2, y el circuito electronico 9 puede ser obturado hacia fuera.

Los circuitos impresos 14 del sustrato de circuito impreso 2 conectan los elementos constructivos electricos 11 a una parte de enchufe de aparato 6, que esta dispuesta por fuera de la region cubierta por las partes de carcasa 3, 4 sobre el sustrato de circuito impreso. La parte de enchufe de aparato 6 sirve para la conexion del aparato de control 1 a un haz de cables externo. Es importante que por fuera de la region cubierta por las partes de carcasa 3, 4 y por fuera de la region cubierta por la parte de enchufe de aparato 6, sobre el sustrato de circuito impreso 2, este dispuesto al menos un punto de contacto 21 que sirve para el contactado de otro componente electrico del aparato de control. El al menos un punto de contacto 21 puede estar configurado, por ejemplo, en forma de una superficie metalizada o de una conexion de paso.

Como se muestra en la figura 1, en el caso del otro componente puede tratarse, por ejemplo, de una parte de conexion de sensor 7. La parte de conexion de sensor 7 sirve para la conexion a un sensor de numero de revoluciones y esta conectado electricamente mediante dos clavijas de contacto 30 a dos puntos de contacto 21 sobre el sustrato de circuito impreso. Los puntos de contacto 21 estan conectados a traves de circuitos impresos 13 al circuito electronico 9, como esta representado en la figura 2. La parte de conexion de sensor 7 puede estar fijada mecanicamente al sustrato de circuito impreso 2, por fuera de la region cubierta por las partes de carcasa 3, 4 y la parte de enchufe de aparato. Como puede reconocerse asimismo en la figura 1, sobre el segundo lado del sustrato de circuito impreso esta dispuesto al menos otro punto de contacto 22, que esta conectado mediante un elemento de contacto elastico 29 electricamente conductor a un actuador electrohidraulico. El actuador electrohidraulico 8 puede ser, por ejemplo, una valvula reguladora de presion, que regula la presion hidraulica en un conducto hidraulico de la transmision. Sobre el sustrato de circuito impreso 2 pueden estar dispuestos, por fuera de las regiones cubiertas por las partes de carcasa 3, 4 y la parte de enchufe de aparato 6, muchos otros puntos de contacto para el contactado de componentes electricos de la transmision como, por ejemplo, sensores, actuadores, contactos de sujecion y contactos de apriete. El contactado de los puntos de contacto con los componentes electricos puede realizarse mediante contactos de enchufe, contactos de soldadura, contactos de introduccion a presion, contactos elasticos o de cualquier otra manera. Todos los puntos de contacto estan conectados al circuito electronico 9 a traves de circuitos impresos del sustrato de circuito impreso.

El sustrato de circuito impreso 2 equipado con las partes de carcasa 3, 4, la parte de enchufe de aparato 6 y los puntos de contacto 21, 22 y, dado el caso, los componentes electricos 7, esta montado con una superficie exterior plana de la segunda parte de carcasa 4 sobre un cuerpo refrigerante 10, en el que puede tratarse, por ejemplo, de la placa hidraulica de una transmision. A la placa hidraulica estan fijados varios actuadores 8, que estan conectados electricamente a traves de elementos de contacto elasticos 29 a puntos de contacto 22 asociados sobre el sustrato de circuito impreso.

Como esta representado en la figura 4, en lugar de la parte de carcasa 3 o 4, por ejemplo, en forma de semicoquilla, tambien puede utilizarse una parte de bastidor 20 rellena de una masa de relleno como parte de carcasa para cubrir

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los elementos constructivos electricos 11. Sin embargo, tambien es posible configurar las partes de carcasa que cubren los elementos constructivos 11 mediante masas de moldeo, espumas, geles o de otro modo. Es importante que los elementos constructivos 11 sobre el primer lado 15 y los elementos constructivos 11 sobre el segundo lado 16 esten protegidos contra medios agresivos mediante las partes de carcasa 3, 4.

En la figura 5 esta representado un ejemplo de realizacion especialmente preferido de la invencion. Este ejemplo de realizacion se diferencia del ejemplo de realizacion representado en la figura 1 porque las regiones no cubiertas por las partes de carcasa 3, 4, sobre el primer lado 15 y el segundo lado 16 del sustrato de circuito impreso 2 estan dotadas de un recubrimiento protector. Para esto, el primer lado 15 y el segundo lado 16 del sustrato de circuito impreso 2 alejado del primer lado estan dotados, hasta las regiones exteriores ocupadas por la parte de enchufe de aparato 6 no representada, las partes de carcasa 3, 4 y los puntos de contacto 21, 22, en cada caso de una capa protectora 23 aplicada sobre una gran superficie. La capa protectora 23 comprende de forma preferida un circuito impreso de cobre de gran superficie, un barnizado o un recubrimiento apropiado duro o blando, que impide la difusion de medios como, por ejemplo, aceite de transmision o aire humedo en el sustrato. En el lado frontal periferico del sustrato de circuito impreso 2 esta aplicada una cubierta de arista 24 como recubrimiento protector. La cubierta de arista 24 puede estar realizada mediante barnizado, masas de moldeo, pulverizacion u otra pasivacion apropiada.

La evacuacion de calor desde elementos constructivos 11 que generan calor puede llevarse a cabo de diferente manera. Como se indica en la figura 6, el calor generado por los elementos constructivos de potencia 11 sobre el primer lado 15 del sustrato de circuito impreso 2 puede evacuarse, por ejemplo, de una forma conocida por si misma, hasta el segundo lado 16 a traves de conexiones de paso 25 previstas en el sustrato de circuito impreso. El segundo lado 16 del sustrato de circuito impreso 2 esta en contacto termico con una capa 26 conductora de calor. La capa 26 conductora de calor puede ser, por ejemplo, una capa de cobre, la cual transfiere el calor a la parte de carcasa 4 que esta de este modo en contacto conductor de calor. Desde all! el calor fluye hasta un cuerpo refrigerante 10, sobre el que esta situada la parte de carcasa 4 y que, por ejemplo, representa una placa hidraulica de la transmision. Sin embargo, el calor tambien puede transferirse directamente desde la capa 26 conductora de calor al cuerpo refrigerante 10. Con este fin, como se ha representado en la figura 7, el cuerpo refrigerante puede estar dotado de un descansillo 27, sobre el que esta situado el sustrato de circuito impreso 2 mediante interconexion de la capa 26 conductora de calor. Alternativamente, como esta representado en la figura 8, el cuerpo refrigerante 10 tambien puede presentar una escotadura 32 y un borde 28 que circunda la escotadura 32, sobre el cual esta situado el sustrato de circuito impreso 2 mediante interconexion de la capa 26 conductora de calor.

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REIVINDICACIONES

1. Modulo de control de transmision (1) con un sustrato de circuito impreso (2), sobre el cual esta dispuesto un circuito electronico (9) que comprende varios elementos constructivos electricos (11) conectados entre si a traves de circuitos impresos (12, 13, 14) del sustrato de circuito impreso, con al menos una parte de carcasa (3, 4) para cubrir los elementos constructivos electricos (11) sobre el sustrato de circuito impreso y con al menos una parte de enchufe de aparato (6) conectada electricamente a los elementos constructivos, la cual esta dispuesta por fuera de la parte del sustrato de circuito impreso (2) cubierta por la al menos una parte de carcasa (3, 4) sobre el mismo, en donde las conexiones electricas entre los elementos constructivos y la parte de enchufe de aparato se realiza mediante circuitos impresos (14) del sustrato de circuito impreso y al menos un punto de contacto (21, 22) para otro componente electrico (7, 8) esta dispuesto por fuera de la parte del sustrato de circuito impreso (2) cubierta por la al menos una parte de carcasa (3, 4) sobre el mismo y por fuera de la parte del sustrato de circuito impreso (2) dotada de la parte de enchufe de aparato (6), y en donde el sustrato de circuito impreso (2) es una placa de circuito impreso de varias capas, cuyos circuitos impresos (14) son guiados a traves de varias capas, en donde las regiones exteriores de la placa de circuito impreso de varias capas (2), no cubiertas por la al menos una parte de carcasa (3, 4) y la parte de enchufe de aparato (6) y el al menos un punto de contacto (21, 22), estan dotadas de un recubrimiento protector (23, 24) para impedir la difusion de aceite de transmision, agua y otros medios daninos y la placa de circuito impreso de varias capas esta configurada en forma de placa con un primer lado (15) y un segundo lado (16) alejado del primer lado y un lado frontal (31) periferico, caracterizado porque el recubrimiento protector (23, 24) comprende una capa protectora (23), aplicada sobre el primer lado y el segundo lado y una cubierta de arista (24) aplicada en el lado frontal periferico.
2. Modulo de control de transmision (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el otro componente electrico (7) esta dispuesto sobre la placa de circuito impreso de varias capas (2).
3. Modulo de control de transmision (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el recubrimiento protector (23, 24) comprende una capa de cobre, un barnizado u otra capa de pasivacion apropiada.
4. Modulo de control de transmision (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el al menos un punto de contacto (21) esta conectado electricamente a una parte de conexion de sensor (7) aplicada sobre la placa de circuito impreso de varias capas (2) o porque el al menos un punto de contacto (22) esta conectado electricamente a un actuador electrohidraulico (8).
5. Modulo de control de transmision (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque al menos una parte de carcasa (4) esta configurada con una superficie plana para apoyarse sobre un cuerpo refrigerante (10) previsto para la evacuacion de calor, en especial una placa hidraulica de una transmision de vehlculo de motor.
6. Modulo de control de transmision (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque al menos un elemento constructivo electrico (11), dispuesto sobre un primer lado (15) del sustrato de circuito impreso (2) y que genera calor, esta unido termicamente, a traves de conexiones de paso (25) del sustrato de circuito impreso (2), a una capa conductora de calor (26) sobre un segundo lado (16) alejado del primer lado del sustrato de circuito impreso.
7. Modulo de control de transmision (1) segun la reivindicacion 6, caracterizado porque la capa conductora de calor (26) esta en contacto conductor de calor con una parte de carcasa (3, 4) y/o un cuerpo refrigerante (10).