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Stand der Technik
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Steuermodule,
die z. B. für eine Getriebesteuerung von automatischen
Getrieben oder anderen Anwendungen in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden,
enthalten eine elektronische Schaltung, Sensoren und mindestens
eine Steckverbindung zum Anschluss an einen im Fahrzeug verbauten
Kabelbaum. Die Steuermodule werden derart verbaut, dass sie ganz
oder teilweise direkt im Getriebeöl (ATF) liegen und Temperaturen
zwischen –40°C und +150°C, die im Getriebe
auftreten können, ausgesetzt sind. Um die empfindliche
Elektronik vor dem aggressiven Getriebefluid zu schützen,
ist die elektronische Schaltung in einem dichten Gehäuse
untergebracht.
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Die
elektronische Schaltung beinhaltet mehrere elektronische Bauelemente,
welche im Betrieb eine elektrische Verlustleistung erzeugen. Um
eine sichere Funktion der elektronischen Bauelemente zu ermöglichen,
muss die Verlustleistung möglichst gut abgeführt
werden. Je besser die Verlustleistung abgeführt werden
kann, desto höher kann die Betriebstemperatur gewählt
werden und damit die Verfügbarkeit des Getriebes auch bei
hohen Temperaturen gewährleistet werden.
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Damit
die Verlustleistung der elektronischen Bauelemente abgeführt
werden kann, umfasst das Gehäuse, in dem die Elektronik
verpackt ist, eine metallische Grundplatte, auf der ein Schaltungsträger aufgeklebt
ist. Auf den Schaltungsträger wiederum sind die elektronischen
Bauelemente aufgeklebt. Um die Verlustleistung der elektronischen
Bauelemente abzuführen, muss die Wärme von dem
jeweiligen Bauelement über den Kleber auf den Schaltungsträger
und von diesem über eine weitere Kleberschicht auf die
Grundplatte abgeleitet werden. Die Grundplatte liegt auf einem metallischen
Teil des Getriebes auf, in der Regel auf einem Gussteil, welches
die hydraulische Ansteuerung des Getriebes beinhaltet (Hydraulik).
Um einen guten Wärmeübergang von der Grundplatte
an den Hydraulikblock zu erreichen, müssen die beiden aufeinander
liegenden Flächen von Grundplatte und Hydraulikblock eine
möglichst gute Ebenheit, d. h. Planheit, sowie eine sehr
geringe Rauheit aufweisen und es ist dafür Sorge zu tragen, dass
eine möglichst gute Anlage erreicht wird insbesondere durch
Anpassung der beiden Teile aneinander, um eine möglichst
hohe Anzahl metallischer Kontaktpunkte zu erzeugen. Die Anpresskraft
wird nach heutigem Stand der Technik durch Federkraft erzeugt. Die
Anforderung an Ebenheit und Rauheit für die beiden Teile
erfordert einen hohen fertigungstechnischen Aufwand, der zwangsläufig
mit höheren Kosten einhergeht.
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Um
ein Getriebesteuerungsmodul am Hydraulikblock zu fixieren, ist es
erforderlich, Trägerteile des Getriebesteuerungsmoduls
auf dem Hydraulikblock mittels einer Schraubverbindung zu befestigen. Da
aber die Steuergerätegrundplatte wegen Wärmeableitung
auf dem Hydraulikblock spaltfrei anliegen soll – wie oben
steht – ergibt sich aufgrund der Fertigungstoleranzen die
Anforderung, einen Toleranzausgleich herbeizuführen. Dieser
Toleranzausgleich wird dadurch erreicht, dass das Gehäuse
des Steuergerätes mittels einer Feder an den Hydraulikblock
angestellt wird und diese Feder das Steuergerätgehäuse
so lange in Richtung Hydraulikblock verschiebt, bis eine sichere
Anlage der Grundplatte an dessen Oberseite erreicht wird.
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Da
das Steuergerät elektrisch mit dem Gesamtmodul kontaktiert
ist, ist es erforderlich, dass bei der Verschiebung des Steuergerätegehäuses
auch die elektrische Verbindungstechnik zumindest teilweise dieser
Bewegung folgen muss, d. h. einer Verformung unterliegt. Diese Verformung
macht es erforderlich, dass die Federkraft nicht nur für
die Anpassung des Steuergerätegehäuses ausgelegt
werden muss, sondern auch für die Verformung der elektrischen
Verbindungstechnik, was bedeutet, dass eine Feder eingesetzt werden
muss, die eine höhere Federkraft erzeugt.
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DE 10 2004 061 818
A1 bezieht sich auf ein Steuermodul. Das dort offenbarte
Steuermodul ist insbesondere für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges geeignet,
welches ein Trägerteil und ein am Trägerteil angeordnetes
Steuergerät umfasst. Dieses ist mit einem ersten Gehäuseteil
und mit einem zweiten Gehäuseteil sowie einem zwischen
dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil
angeordneten Gehäuseinnenraum versehen. Im Gehäuseinnenraum
ist ein an dem ersten Gehäuse befestigtes elektronisches
Schaltungsteil angeordnet. Es ist wenigstens ein Leiter zur elektrischen
Verbindung des Schaltungsteiles mit außerhalb des Gehäuseinnenraumes
an der Trägerwand angeordneten elektrischen Bauteilen vorgesehen.
Das Steuergerät ist mit dem ersten Gehäuseteil
an einem Auflagebereich aufliegend angeordnet. Das zweite Gehäuseteil
ist innerhalb des Auflagebereiches an dem ersten Gehäuseteil
angeordnet.
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Darstellung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird
vorgeschlagen, ein federelastisches Element zwischen die Grundplatte und
eine Auflagefläche derselben am Hydraulikblock eines Getriebes
einzusetzen. Dieses bevorzugt flächig ausgebildete federelastische
Element kann z. B. eine gestanzte oder eine gebogene federnde Geometrie
aufweisen, durch welche eine Vielzahl von metallischen Auflagepunkten,
die einen sehr guten Wärmeübergang an die Auflagefläche
des Getriebeblocks ermöglichen, geschaffen wird.
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Das
federelastische Element kann z. B. als federndes Blech ausgebildet
sein, welches eine sägezahnförmige Profilierung
oder eine wellenförmige Profilierung aufweist. Allein die
Schaffung einer Vielzahl von metallischen Berührungspunkten
zwischen der getriebeseitigen Kühlfläche, d. h.
der Auflagefläche des Getriebeblockes sowie der Grundplatte
des Steuergerätes sind für einen guten Wärmeübertrag entscheidend.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung
kann die bisher eingesetzte Anstellfeder, welche den Schaltungsträger
bzw. ein den Schaltungsträger umgebendes Steuergerätegehäuse über
die Grundplatte an die Auflagefläche des Hydraulikblockes
anstellt, entfallen. Des Weiteren ist die Abstützfläche
dieser Anstellfeder im Getriebe nunmehr überflüssig.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung
einer Integration eines federelastischen Elementes zwischen die
Unterseite der Grundplatte und die Oberseite der Auflagefläche
des Kühlblockes, können wesentlich geringere Anforderungen
an die Toleranz, die Ebenheit und die Rauigkeit der Grundplatte
sowie die Auflagefläche am Hydraulikblock realisiert werden.
Aufgrund wegfallender hochgenauer mechanischer Fertigungsschritte
lassen sich durch die erfindungsgemäß vorgesehene Lösung
erhebliche Fertigungskosten einsparen.
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Durch
das erfindungsgemäß vorgeschlagene federelastische
Element werden eine Vielzahl metallischer Kontaktpunkte zwischen
der Unterseite der Grundplatte mit darauf aufgenommenen Schaltungsträger
und der Auflagefläche am Hydraulikblock eines Getriebes
geschaffen, die eine erhebliche Verbesserung des Wärmeübergangs
ermöglichen. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Lösung macht überdies eine andere Dimensionierung
bzw. eine stärkere Dimensionierung der bisher eingesetzten Anstellfeder
zur Verformung der elektrischen Kontaktierung überflüssig,
da durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung
der Integration eines federelastischen Elementes zwischen die Grundplatte
und die Auflagefläche am Hydraulikblock keine Verformung
der elektrischen Verbindungstechnik auftritt. Durch den Entfall
der bisher eingesetzten, das Steuergerätegehäuse
beaufschlagenden Anstellfeder und dessen Erset zen durch ein im Wesentlichen
flächig ausgebildetes federelastisches Element wird des
Weiteren die Bauhöhe eines Trägerteiles erheblich
reduziert, so dass der Platzbedarf zur Montage des Steuergehäuses
an einer Auflagefläche eines Getriebes wesentlich geringer
ausfällt.
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Es
lassen sich verschiedene Ausführungsvarianten für
das federelastische Element nennen, die nachfolgend kurz skizziert
werden. Für alle Ausführungsvarianten gilt gleichermaßen,
dass die Anzahl der federnd ausgebildeten Bereiche durch Verkleinerung
der prinzipiellen Gestaltung erhöht werden kann. Andererseits
lässt sich die Kraft durch Vergrößerung
der Querschnitte erhöhen und somit ein Optimum zwischen
der Anpressung und der Anzahl der bevorzugt als metallische Kontaktpunkte
ausgebildeten Kontaktstellen bzw. Auflagepunkten erreichen.
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Das
federelastische Element kann z. B. als ein federndes Blech, als
Stanz-Biegebauteil gefertigt werden. In einer Ausführungsvariante
können sowohl an Ober- als auch an Unterseite sowie auch
an beiden Seiten Federschenkel, die in Bezug auf die Ausstanzöffnung
gegengleich ausgebogen werden, vorgesehen sein. Abgerundete freie
Enden der Federschenkel an Ober- und Unterseite bzw. lediglich an Oberseite
oder lediglich an der Unterseite, stellen die bevorzugt metallisch
ausgebildeten Kontaktstellen zur Unterseite der Grundplatte bzw.
zur Oberseite einer Auflagefläche einer Wärmesenke,
wie z. B. einem Hydraulikblock eines Fahrzeuggetriebes, dar. Das
federnd ausgebildete Blech kann vollständig im elastischen
Bereich oder kombiniert elastisch und plastisch oder lediglich plastisch
verformt bzw. eingebaut sein.
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In
einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
federelastischen Federelements lässt sich dieses als Knäuel
aus Metallfasern bzw. aus Metalldrähten fertigen. Gemäß dieser
Ausführungsvariante werden die Metallfasern bzw. die Metalldrähte
ineinander verwoben, so dass das entstehende federelastische Element
ein im Wesentlichen schwammartiges Aussehen annimmt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante des der
Erfindung zugrunde liegenden Gedankens kann das federelastische
Element auch als wärmeleitendes Elastomer beschaffen sein.
Die Wärmeleitung dieses Elastomers wird dadurch begünstigt,
dass dieses Einschlüsse aus metallischem Material umfasst,
die die Wärmeleitfähigkeit dieser Ausführungsvariante
des federelastischen Elementes verbessern.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsmöglichkeit
des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens kann das federelastische
Element als ein mit Flüssigkeit gefülltes elastisches
Kissen beschaffen sein. Die Funktion der Wärmeleitung wird
durch das im Kissen eingeschlossene Fluid übernommen. Um
das Fluid in Position zu halten, ist dieses von einem dünnwandigen
elastischen Material, so z. B. einem Elastomer oder dergleichen,
umschlossen, um einen Flüssigkeitsverlust zu vermeiden.
Das dünnwandige elastische Material ist anderseits so elastisch
auszulegen, dass dieses durch eine Kompression des bevorrateten
Flüssigkeitsvolumens durchaus deformierbar ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante des der
Erfindung zugrunde liegenden Gedankens kann das federelastische
Element auch in Sägezahn- oder in Wellenprofilierung, in
Streifenform oder als rechteckiges oder quadratisches Flächengebilde
ausgebildet sein. In einer ersten Spaltweite liegt ein derart ausgebildetes
erfindungsgemäßes federelastisches Element auf
der Oberseite der Auflagefläche der Wärmesenke
auf und wird von der Unterseite der oben liegend angeordneten Grundplatte
gerade noch nicht kontaktiert, so dass sich eine erste größere
Spaltweite zwischen den beiden Flächen einstellt. Im montierten
Zustand hingegen wird das mit einer Wellenprofilierung oder einer
Sägezahnprofilierung ausgebildete federelastische Element
verformt, so dass sich aufgrund der Wellenprofilierung bzw. Sägezahnprofilierung
eine Vielzahl von in dieser Ausführungsvariante metallischen
Kontaktstellen zwischen der Grundplatte und der Oberseite der Auflagefläche der
Wärmesenke einstellt und demzufolge ein sehr guter Wärmeübertrag
zu erreichen ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Anhand
der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 eine
Ausführungsvariante der Anordnung eines Steuergerätegehäuses
an einer Wärmesenke, insbesondere eines Getriebes für
ein Kraftfahrzeug,
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2 das
Prinzip der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung,
bei der das federelastische Element zwischen der Grundplatte und
einer Auflagefläche der Wärmesenke angeordnet
ist,
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3 eine
perspektivische Wiedergabe des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
federelastischen Elementes ausgebildet als Stanz-Biegeteil,
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4 eine
Seitenansicht des in der Darstellung gemäß in 3 perspektivisch
wiedergegebenen federelastischen Elementes,
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5 ein
federelastisches Element mit einer Wellenprofilierung im unverformten,
d. h. ungespannten, Zustand in einer ersten Spaltweite und
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6 das
in 5 im unverformten Zustand dargestellte federelastische
Element mit Wellenprofilierung in gespanntem, d. h. an beide Kontaktflächen angestelltem,
Zustand, die 7 bis 9.1 Ausführungsvarianten
des federelastischen Elementes als Faserknäuel aus Metallfasern,
wärmeleitendes Elastomer und als fluidgefülltes
elastisches Kissen, jeweils im entspannten und vorgespannten Zustand.
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Ausführungsvarianten
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Nachfolgend
wird die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung
der Anordnung eines federelastischen Elementes zur Verbesserung
der Wärmeleitung am Beispiel eines Steuergerätes
beschrieben, welches an einer Wärmesenke, in vorliegendem
Falle dem Hydraulikblock eines hydraulischen Getriebes, installiert
wird. Das Steuergerät kann selbstverständlich
auch in anderen Komponenten im Kraftfahrzeugbereich installiert
werden, an denen ein Abtransport der entstehenden Wärme
beim Betrieb von elektronischen Bauelementen gefordert ist.
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1 zeigt
eine Ausführungsvariante eines Steuergerätes,
welches mittels einer Anstellfeder an einer Auflagefläche
einer Wärmesenke, in diesem Falle das Gehäuse
eines Hydraulikblocks, angestellt ist.
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Aus
der Darstellung gemäß 1 geht hervor,
dass innerhalb eines Einbauraumes 10 oberhalb einer Wärmesenke – im
vorliegenden Falle eines Hydraulikblockes eines Getriebes für
ein Kraftfahrzeug – ein Trägerteil 12 angeordnet
ist. Das Trägerteil 12 umfasst eine Öffnung 14,
durch welche sich eine Anstellfeder 16 erstreckt. Die Anstellfeder 16 stützt
sich einerseits an einer Abstützfläche ab, die
sich horizontal oberhalb der Anstellfeder 16 erstreckt
und andererseits an einem Steuergerätegehäuse 26.
Die über die Anstellfeder 16 erzeugte Anstellkraft
stellt das Trägerteil 12 an Abstützflächen 18 auf
der Oberseite einer im vorliegenden Ausführungsbeispiel
als Hydraulikblock ausgestalteten Wärmesenke 20 an.
Der Hydraulikblock 20, d. h. die Wärmesenke 20,
umfasst eine Auflagefläche 22, auf welche die
Unterseite einer Grundplatte 28 aufliegt. Die Grundplatte 28 umfasst
auf ihrer Oberseite einen Schaltungsträger 30, auf
dem wiederum, über einzelne Kleberschichten 34 fixiert,
elektronische Bauelemente 32 angeordnet sind. Die während
deren Betrieb auftretende Wärme ist über den Schaltungsträger 30,
die Kleberschicht 34 bzw. die Grundplatte 28 an
die Wärmesenke 20, d. h. in diesem Falle einen
Hydraulikblock 20 eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges,
abzuführen.
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Aus
der Darstellung gemäß 1 geht zudem
hervor, dass das Trägerteil 12 über angedeutete Fixierungen 38,
die z. B. aus Schraubverbindungen ausgebildet werden, an der Wärmesenke,
d. h. dem Hydraulikblock 20, befestigt ist. Des Weiteren
geht aus der Darstellung gemäß 1 hervor,
dass die Grundplatte 28 über eine hier schematisch
angedeutete elektrische Kontaktierung 36 elektrisch kontaktiert
ist.
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Die
Herstellung der im Wesentlichen als Planfläche beschaffenen
Auflagefläche 22 an der Oberseite des Hydraulikblockes 20,
d. h. der Wärmesenke, ist sehr aufwendig, da ein guter
Wärmeübergang zwischen der Unterseite der Grundplatte 28 und eben
der Auflagefläche 22 zu schaffen ist.
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Der
Darstellung gemäß 2 ist das
Prinzip des erfindungsgemäß vorgeschlagenen federelastischen
Elementes zu entnehmen, welches zwischen der Grundplatte und der
Auflagefläche der Wärmesenke angeordnet ist.
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Aus
der Darstellung gemäß 2 geht hervor,
dass beidseits der Auflagefläche 22 der Wärmesenke 20 Vertiefungen 24 ausgebildet
sein können. Die Auflagefläche 22 und
Anschraubaugen sind von der übrigen Kontur abgesetzt, falls
eine Bearbeitung dieser Flächen notwendig werden sollte.
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Aus
der Darstellung gemäß 2 geht hervor,
dass das Steuergerätegehäuse 26 gemäß der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Ausführungsvariante ohne eine Öffnung 14 in
einem Deckel 40 ausgebildet ist. Der Deckel 40 bietet
viel mehr eine Anlagefläche 42 für das
Steuergerätegehäuse 26. Zwischen einer
Unterseite 46 der Grundplatte 28, gemäß der
Darstellung in 2 und der Auflagefläche 22 der
Wärmesenke 20, ist das erfindungsgemäß vorgeschlagene
federelastische Element 48 angeordnet. Das federelastische
Element 48 wird bevorzugt als flächiges, so z.
B. kreisförmiges, quadratisches oder rechteckiges Flächengebilde
ausgebildet und kann aus metallischem Material, einem Elastomer,
einem Elastomer mit metallischen Einschlüssen oder auch einem
schwammartig konfigurierten Metallknäuel gebildet sein.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, das federelastische
Element 48 als ein Kissen oder Polster auszubilden, wobei
eine elastisch verformbare Hülle ein Flüssigkeitsvolumen
umschließt.
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Das
in der Ausführungsvariante gemäß 2 dargestellte
federelastische Element 48 kann andererseits auch als Stanz-Biegeteil
gefertigt sein, welches vollständig im elastischen Bereich
oder kombiniert im elastischen und plastischen Bereich oder im rein
plastischen Bereich betrieben werden kann.
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Für
sämtliche Ausführungsvarianten des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
federelastischen Elementes 48 gilt, dass die Anzahl der
federnd ausgebildeten Bereiche durch Verkleinerung der prinzipiellen
Gestaltung erhöht werden kann, bzw. die Kraft durch Vergrößerung
der Querschnitte erhöht werden kann, um ein Optimum zwischen
der Anpressung und der Grundplatte 28 an das federelastische
Element 48 und über dieses an die Auflagefläche 22 der
Wärmesenke 20 und der Ausbildung einer möglichst
großen Anzahl von Kontaktstellen zur Verbesserung des Wärmeübergangs
zu erreichen.
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Aus
der Darstellung gemäß 2 geht hervor,
dass analog zur Variante gemäß 1 das
Trägerteil 12 über Fixierungen 38,
die z. B. aus Schraubverbindungen ausgeführt sind, mit
der Wärmesenke 20 verbunden sind.
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Gemäß dem
Ausführungsbeispiel in 2 ist das
Steuergerätegehäuse 26 fest fixiert im
Trägerteil 12 eines Getriebesteuerungsmoduls einbracht. Durch
Verschraubungen 38 des Trägerteiles 12 an der
Wärmesenke 20, d. h. dem Hydraulikblock eines Kfz- Getriebes,
wird das Getriebesteuerungsmodul mit dem Steuergerätegehäuse 26 fixiert.
Die fertigungstechnisch bedingten Toleranzen, so z. B. die Höhentoleranzen
zwischen den Auflageflächen 18 und der Auflagefläche 22,
die von den Vertiefungen 24 begrenzt ist, werden durch
Anordnen des federelastisch ausgebildeten Elementes 48 zwischen
der Grundplatte 28 des Steuergerätegehäuses 26 und der
Auflagefläche die Wärmesenke 20 kompensiert. Durch
dieses federelastische Element 48 kann die zur Übertragung
zwischen der Grundplatte 28 und der Auflagefläche 22 benötigte
Anpressung sowie eine Vielzahl von metallischen Kontaktpunkten 66 (vgl.
Darstellung gemäß 4) erzeugt
werden.
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Der
Darstellung gemäß 3 ist eine
perspektivische Wiedergabe einer ersten Ausführungsvariante
des erfindungsgemäß vorgeschlagenen federelastischen
Elementes zu entnehmen.
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Aus
der Darstellung gemäß 3 geht hervor,
dass das federelastische Element in dieser Ausführungsvariante
als Stanz-Biegeteil, als federndes Blech ausgebildet ist. 3 zeigt,
dass sich beidseits von Längsstegen 68, welche
in einer Verbindungsebene 54 liegen, Federschenkel 58 bzw. 60 erstrecken.
Die in dem Flächengebilde des federnden Bleches gemäß der
perspektivischen Ansicht in 3 ausgestanzten Öffnungen 56 liegen
einander gegenüber, wobei erste Federschenkel 58 nach
oben hin aus der Verbindungsebene 54 ausgebogen sind, während
zweite Federschenkel mit ihren abgerundeten freien Enden 52 entsprechend
der Federgeometrie 50 nach unten aus den ausgestanzten
Federöffnungen 56 ragen. Durch dieses Federblech
gemäß der Darstellung in 3 wird mithin
eine Federgeometrie 50 erzeugt, deren abgerundete freie
Enden 52 an den ersten und zweiten Federschenkeln 58, 60 an Ober-
und Unterseite des federelastischen Elementes 48 eine Vielzahl
an Kontaktstellen 66, die bevorzugt als metallische Kontaktstellen
ausgebildet sind, erzeugen.
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Mit
Bezugszeichen 70 sind Querstege bezeichnet, welche in der
Verbindungsebene 54 und im Bezug auf die Längsstege 68 entlang
der ausgestanzten Öffnungen 56 zu diesen in einer
um 90° versetzten Orientierung verlaufen.
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Der
Darstellung gemäß 4 ist eine
Seitenansicht des in 3 in perspektivischer Draufsicht
dargestellten federelastischen Elementes zu entnehmen.
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Aus
der Darstellung gemäß 4 geht hervor,
dass sich, ausgelenkt aus der Verbindungsebene 54 an einer
Oberseite 62 und einer Unterseite 64, die ersten
und zweiten Federschenkel 58, 60 erstrecken. Die
ersten und zweiten Federschenkel 58 bzw. 60 an Oberseite 62 und
Unterseite 64 der Federgeometrie 50 laufen in
abgerundete freie Enden 52 aus, welche die metallischen
Kontaktstellen 66 darstellen, mit welchen das federelastische
Element 48 gemäß den Darstellungen in
den 3 und 4 die Unterseite 46 der
Grundplatte 28 kontaktiert bzw. die Auflagefläche 22 des
die Wärmesenke darstellenden Hydraulikblockes 20 kontaktieren.
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Aus
der Darstellung gemäß 5 geht eine weitere
Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
federelastischen Elementes hervor.
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Wie
aus der Darstellung gemäß 5 hervorgeht,
ist in dieser Ausführungsvariante das federelastische Element 48 ebenfalls
als metallisches Bauteil ausgebildet, jedoch mit einer Wellenprofilierung 72 versehen.
Die Wellentäler bzw. die Wellenkämme der Wellenprofilierung 72 stellen
im gespannten Zustand des federelastischen Elementes 48 gemäß 6 die
metallischen Kontaktstellen 66 zur Unterseite 46 der
Grundplatte 28 bzw. zur Auflagefläche 22 der
Wärmesenke 20 dar. In der Darstellung gemäß 5 ist
ein ungespannter Zustand 78 des federelastischen Elementes 48 dargestellt.
Im ungespannten Zustand 78 gemäß der
Darstellung in 5, besteht zwischen der Unterseite 46 der Grundplatte 28 bzw.
der Oberseite 22 der Wärmesenke 20 eine
erste Spaltweite 74. In diesem Zustand werden die Wellenkämme
der Wellenprofilierung 72 des federelastischen Elementes 48 noch
nicht von der Unterseite 46 der Grundplatte 28 berührt.
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Aus
der Darstellung in 6 geht die Wellenprofilierung 72 des
federelastischen Elementes 48 hervor. Durch die Verformung
der Wellenprofilierung 72 werden an den Wellentälern
bzw. den Wellenkämmen der Wellenprofilierung 72 metallische
Kontaktstellen 66 einerseits mit der Unterseite 46 der
Grundplatte 28 und andererseits mit der Planseite der Auflagefläche 22 der
Wärmesenke 20 gebildet, so dass sich ein hervorragender
Wärmeübergand zwischen der Grundplatte 28 und
der Auflagefläche 22 der Wärmesenke 20,
d. h. des Hydraulikblockes, einstellt.
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Im
gespannten Zustand 80 gemäß der Darstellung
in 6 liegt eine zweite Spaltweite 76 vor, die
abhängig von der Anpresskraft ist, mit welcher das Steuergerätegehäuse 26 und
damit die Grundplatte 28 an die Auflagefläche 22 der
Wärmesenke 20 angestellt wird. Abhängig
von dieser Anpresskraft stellt sich auch die zweite Spaltweite 76 zwischen
der Unterseite 46 der Grundplatte 28 bzw. der
plan ausgebildeten Auflagefläche 22 des Hydraulkblockes 20 ein,
welche die Wärmesenke darstellt.
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In
weiteren Ausführungsvarianten lässt sich das erfindungsgemäß vorgeschlagene
federelastische Element 48 z. B. auch als Faserknäuel 90 aus Metallfasern
oder Metalldrähten, die ineinander verwoben sind, darstellen
(vgl. 7 und 7.1).
Gemäß dieser im Wesentlichen als schwammartig
zu charakterisierenden Geometrie stellen sich ebenfalls eine Vielzahl
von durch metallisches Material gebildeten Kontaktstellen 66 zwischen
der Unterseite 46 der Grundplatte 28 und der plan
ausgebildeten Auflagefläche 22 der Wärmesenke 20,
d. h. des Hydraulikblockes eines Kfz-Getriebes ein.
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In
einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
federelastischen Elementes 48, kann dieses aus einem wärmeleitenden
Elastomer 92 gefertigt werden, so z. B. Polyurethan, TPE
auf PU-Basis oder thermoplastische Elastomere. Dessen bzw. deren
wärmeleitende Eigenschaften werden insbesondere durch aus
metallischem Material gebildete Einschlüsse erheblich verbessert.
Dieses ist in den 8 und 8.1 im
ungespannten Zustand 78 und im vorgespannten Zustand 80 (vgl. 8.1) dargestellt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
federelastischen Elementes 48 lässt sich dieses
auch als mit Flüssigkeit gefülltes elastisches
Kissen 94 oder Polster ausbilden. Die Funktion der Wärmeleitung
wird gemäß dieser Ausführungsvariante
durch das von einer dünnwandigen elastischen materialbevorrateten
Wand 98 umschlossene Fluid 96 übernommen.
Um dieses in Form zu halten bzw. eine Deformation im begrenzten
Umfang innerhalb des elastischen Bereiches zuzulassen, wird das
Fluid 96 von einem dünnwandigen elastischen Material 98,
z. B. einen Elastomermaterial z. B. TPE auf Polyurethanbasis, um
ein Beispiel zu nennen, umschlossen.
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Allen
vorstehend skizzierten Ausführungsvarianten des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
federelastischen Elementes 48 ist gemeinsam, dass die in
der Darstellung gemäß 1 angedeutete
Anstellfeder 16 entfällt, ferner eine Abstützfläche
für die Anstellfeder 16. Es werden erheblich geringere
Anforderungen an die Toleranzen, an die Ebenheit, an die Rauigkeit
der Grundplatte 28 des Steuergerätegehäuses 26 gestellt
sowie an die Auflagefläche 22 an der Wärmesenke,
d. h. dem Hydraulikblock. Damit einher geht eine erhebliche Reduzierung
der Fertigungskosten. Des Weiteren wird durch eine Vielzahl metallischer
Kontaktstellen 66 zwischen der Unterseite 46 der
Grundplatte 28 und der Auflagefläche 22 der
Wärmesenke 20 der Wärmeübergang
verbessert. Des Weiteren ist eine gemäß der Lösung
des Standes der Technik in 1 bei der
Anstellung des Steuergerätegehäuses vermeintliche
Verformung der elektrischen Kontaktierungen 36 bzw. 44 bei
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung entfallen, was
deren Robustheit bessert. Schließlich bleibt festzuhalten,
dass mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung
die gesamte Bauhöhe durch den Entfall der Anstellfeder
den Entfall der Öffnung 14 im Trägerteil
des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Steuergerätes
im montierten Zustand erheblich abnimmt, so dass kleinere Bauraumabmessungen
realisierbar sind.
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Im
Zusammenhang mit der Ausführungsvariante der federelastischen
Bauelementes 48 gemäß den Darstellungen
in 3 und 4, d. h. als federndes Blech,
sei darauf verwiesen, dass bei dieser Ausführungsvariante
des federelastischen Elementes als federndes Blech, als Stanz- und
Biegeteil dieses vollständig im elastischen Bereich oder
kombiniert im elastischen und plastischen Bereich oder im plastischen
Verformungsbereich eingesetzt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004061818
A1 [0006]