DE2546334C2 - Elektronisches Steuergerät - Google Patents

Description

,· Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuergerät SO mit einem Gehäuse, das einen Kühirahmen hat, der mit einer Leiterbahnen, sich relativ schwach erwärmende Bauelemente einer Steuerelektronik und eine Steckerleiste mit Steckern tragende Leiterplatte eine mechanische Baueinheit bildet, sowie mit mindestens einem Sich relativ stan: erwärmenden Baueiemem einer Leistungsstufe, das auf einem sich parallel mit Abstand zur ,Leiterplatte erstreckenden, am Kühirahmen angebrachten Boden direkt befestigt ist und mit mindestens einem weiteren sich relativ stark erwärmenden Bauelement, das in einer mi», dem Kühlrahmen verbundenen Kammer untergebracht ist, wobei sämtliche elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Leiterbahnen einerseits und den Anschlüssen aller zugehörigen Bauelemente und Stecker andererseits in einem einzigen Maschinenlötgang hergestellt sind.

Es ist bereits ein elektronisches Steuergerät der eingangs genannten Art durch das DE-GM 66 06 149 bekannt geworden, das ein Abschirmgehäuse aus Bisch aufweist, das in einem Rahmen befestigt ist, an dem wiederum eine Frontplatte angeordnet ist. An der Frontplatte ist eine mit Rippen versehene Kühlplatte angebracht. Durch die Abschirmgehäusewand und die Frontplatte erstrecken sich wärmeleitende Stäbe, die an der Kühlplatte angeschraubt sind. Eine zusätzliche Verschraubung für die Stäbe ist Rech außen am Abschirmgehäuse vorgesehen. Die Stäbe sind mit axial verlaufenden Sackbohrungen versehen, in denen zu kühiende Bauelemente untergebracht sind, so daß diese Bauelemente mit den anderen Bauteilen gemeinsam gelötet werden können. Dabei ist von Nachteil, daß die Kühlplatte viel zu weit weg und über viele Wärmeübergänge von den zu kühlenden Bauelementen angebracht ist Das Abschirmgehäuse selbst dient lediglich als Befestigungsteil für Kühlteile. Darüber hinaus ergeben sich durch die vielen zusammenzubauenden Teile ungünstige Additionen von zulässigen Fertigur-gscoleranzen und unerwünschte Einflüsse der Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Werkstoffe der Teile, die ein einwandfreies Anordnen der Bauelemente zumindest erschweren. Außerdem ist von Nachteil, daß die zu kühlenden Bauelemente parallel zur Leiterplatte in ihre Aufnahme zu bringen sind, wobei eine einwandfreie automatische Zuordnung der Anschußelektroden zu den zugehörigen Leiterbahnen de^r Leiterplatte kaum möglich ist. Sor.Jit treten bei derartig angeordneten Bauelementen mit schwer zu fixierender Lage an den Lötstellen der Anschlußelektroden mit den Leiterbahnen immer wieder Spannungen auf, die zu Schaden an der Lötstelle führen. Schließlich erstrecken sich die Anschlußelektroden des sich relativ stark erwärmenden Bauelements der Leistungsstufe von der Leiterplatte weg. Zusätzliche Anschlußdrähte sind somit mit einem Ende an den Anschlußelektroden durch zusätzliches Handlöten zu befestigen.

Schließlich ist aus der DE-AS 12 76 766 noch eine Baugruppeneinheit bekannt geworden, bei der eine Leiterplatte mit einem abschirmender. Gehäuserahmen versehen ist Die Steckerleiste ist an der Leiterplatte angebracht Ferner sind in die Wände des Gehäuserahmens DurchJuhrungskondensatoren eingesetzt, deren beide Anschlußdrähte sich durch die Leiterplatte hindurcherstrecken. AiIe Lötverbindungen, auch die mit der Steckerleiste, können bei dieser Anordnung in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden. Da bei dieser Baugruppe keine sich relativ stark erwärmenden Bauelemente vorhanden sind, sind dort auch keine Möglichkeiten der Kühlung vorgesehen.

AuSerdejr, ist aus der US-PS 31 0! 230 noch ein elektronisches Steuergerät bekannt geworden, an dessen U-förmigem Aufnahmerahmen von den Schenkelenden ausgehende Schlitze sowie eine Vertiefung ausgebildet sind, in welche Schlitze Stifte und in welche Vertiefungen !tastenden eines Steckers lagen, tici als GcgtiiSttkker auf die an der Leiterplatte befestigte Steckerleiste steckbar ist

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Steuergerät zu schaffen, dessen Gehäuse ausreichend wärmeabführend ausgebildet ist und in dem alle elektrischen und elektronischen Bauelemente so angeordnet sind, daß sie mit weniger Vor- bzw. Nachbearbeitungsaufwand in einem einzigen Maschinenlötgang kontaktiert werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die zu kühlenden Bauelemente auf der der Leiterplatte abgewandten Seite des Bodens angebracht sind,

daß der Boden mit auf der der Leiterplatte abgewandten Seite offenen Kammern versehen ist und daß die Anschlußelektroden der direkt auf dem Boden angeordneten, sich relativ stark erwärmenden Bauelemente der Leistungsstufe und der in den Kammern untergebrachten, ebenfalls zu kühlenden weiteren Bauelemente durch Öffnungen im Boden und in der Leiterplatte ragen und desgleichen irn einzigen Maschinenlötgang mit den zugehörigen Leiterbahnen verbindbar sind.

Darüber hinaus ist von Vorteil, daß das Gehpuse des Steuergeräts noch einen am Kühlrahmen befestigten Aufnahmebügel hat, durch den die Stecker ragen und der mit Verriegelungselenienten für einen auf die Stekker gesetzten Gegenstecker versehen isu '«-bei eine über den Kühlrahmen geschobene AHdec"-',ube dichtend an einem am Aufnahmebügel angeordneten Dichtring anliegt und am Kühlralimeu lösbar befestigt ist

Ein Ausführungsbeispiel ein. Steuergeräts ist zur Erläuterung der Erfindung η Uer Zeichnung wiedergegeben. Sie zeigt in

F i g. 1 ein elektronisches Steuergerät ohne Abdeckhaube in Draufsicht,

Fig. 2 einen Gehäuseabschnitt des Steuerg' rates mit Sieckerleiste in räumlicher Darstellung,

Fig. 3 einen Teil des Gehäuses in Seitenansicht,

Fig. 4 das Steuergerät mit Abdeckhaube in räumlicher Darstellung.

Das elektronische Steuergerät hat ein Gehäuse, das aus einem Kühlrahmen 1 und einem Autnabmebügel 2 gebildet ist. Der Kühlrahmen 1 ist zum Teil mit einem Boden 3 versehen, auf dem sich relativ stark erwärmende Bauelemente 4 einer Leistungsstufe mechaniscn befestigt sind. Die Anschlußelektroden 5 der Bauelemente 4 ragen in an sich bekannter und nicht näher dargestellter Weise durch Öffnungen des Bodens 3. Im Bereich des Bodens 3 ist der Kühlrahmen 1 mit Kühlrippen 6 versehen.

An seinen Seitenwänden 7 weist der Kühlrahmen 1 Kammern 8 auf, in denen zu kühlende Bauelemente wie Lastwidersande 9 untergebracht sind. Auch die Anschlußdrähte 10 dieser Widerstände 9 ragen durch Öffnungen der Kammern 8 nach unten heraus.

In der Vorderwand 11 des Kühlrahmens 1 sind Bohrungen 12 ausgebildet in denen Durchführungskonderisäiufen 13, weiche je ein Enistörgiied euihaiten, mechanisch und elektrischleitend befestigt sind.

Außerdem sind am Kühlrahmen 1 Befestigungsaugen 14 ausgebildet, an die eine Leiterplatte 15 genietet ist. Auf der Leiterplatte 15 sind beidseitig Leiterbahnen 16 aufgebracht. Die Leiterplatte 15 trägt außerdem Bauelemente !7 einer Steuerelekironik. Desgleichen sind in der Leiterplatte 15 die Anschlußdrähte 10 der Widerstände 9, Anschlüsse 18 der Durchführungskondensatoren 13 wie auch die Anschlußelektroden 5 der Bauelemente 4 aufgenommen. An den über den Kühlrahmen 1 uiiiausiagciiiicii Eiiiiiibschniii tier Leiterplatte IS ist eine Steckerleiste 19 genietet. In der Steckerleiste 19 sind Flachstecker 20 einer vielpoiigen Steckvorrichtung befestigt, deren Anschlußfahnen 21 ebenfalls in der Leiterplatte 15 aufgenommen sind. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Leiterbahnen 16 und allen Bau- und Verbindungselementen 4,5; 9,10; 13,18; 17; 20,21 des elektronischen Steuergerätes ist in einer aus dem bestückten Kühlrahmen 1 und der bestückten Leiterplatte 15 gebildeten Baueinheit durch einen einzigen Maschinenlötgang hergestellt.

An den Seitenwändcn 7 des Kühlrahmens 1 sind Gewindelöcher 22 und ein-; Führungsnase 23 ausgebildet. Der Aufnahmebügel 2 hat zwei verhältnismäßig lange Befestigungsschenkel 24, an deren Enden eine Führungsnut 25 ausgebildet ist An der die Befestigungsschenkel 24 tragenden Seite des Aufnahmebügels 2 ist ein Dichtring 26 in eine Ausnehmung gelegt Der Aufnahmebügel 2 ist mit Schrauben 27, weiche in die Gewindelöcher 22 greifen, am Kühlrahmen 1 befestigt Dabei greifen die Führungsnasen 23 in die Führungsnuten 25. Bei dem zusammengeschraubten Gehäuse 1, 2 ist ein die Flachstecker 20 umgebender Rand 28 der Steckerleiste 19 dichtend in eine Öffnung des Aufnahmebügels 2 geschoben, weiche von einem an der Vorderseite 29 des Aufnahmebügels 2 vorspringenden Führungsrand 30 umgeben ist, der zur Aufnahme eines nicht dargestellten Gegensteckers der vielpoiigen Steckvorrichtung dient. Die schmalen Endabschnitte 31 und 32 springen an der Vorderseite 29 vor. Der Endabschnitt 31 ist mit einer Einhängeöffnung 33 und der Endabschnitt 32 ist mit einer Blattfeder 34 mit einer Einrastöffnung 35 versehen zum lösbaren Befestigen des Gegensteckers der vielpoligem Tteckvorrichtung, wenn er auf die Flachstecker 20 gesteckt >st. Außerdem sind die Endabschnitte 31 und 32 mit Gewindelöchern 36 versehen zum Befestigen des Steuergerätes an der jeweils geeignetesten Stelle in dem zur Verfügung stehenden Einbauraum. Auch die Rückseite 37 des Kuhlrahmens 1 ist mit einem Befestigungsauge 38 versehen, an dem das Steuergerät befestigt werden kann.

Das Steuergerät ist mit einer Abdeckhaube 39 verschlossen, welche über den Kühlrahmer 1 und die Befestigungsschenkel 24 des Aufnahmebügels geschoben und am Dichtring 26 angedrückt ist. Mit Schrauben 40 ist die Abdeckhaube 39 an der Rückseite 37 des Küfa!- rahmens 1 lösbar befestigt. Dabei ragt das Befestigungsauge 38 durch eine Öffnung 41 der Abdeckhaube 39.

Bei dem elektronischen Steuergerät ist durch der Aufbau des Gehäuses aus Kühlrahmen 1 und Aufnai roebügel 2 ein guter Temperaturausgleich ermöglicht Di.r Kühlrahmen 1 bildet mit der Leiterplatte If eine Baueinheit, die sämtliche elektrischen und elektronisc '.len Bauelemente 4,9,13,17,20 so aufnimmt, daß sie in einem einzigen automatischen Lötgang elektrisch leitend mit den zugehörigen Leiterbahnen 16 der Leiterplatte 15 verbindbar sind. Der durch die Be.'estigungsaugen Ϊ4 gebildete Luftspalt zwischen Kühlranmen 1 und Leiterplatte 15 verhindert das Verschmutzen des Kühlrahmens 1 durch Flußmittel oder Lötzinn. Außerdem können dadurch Wärmedehnungen aufgefangen werden.

Durch die geschlossene Rahmenkonstruktion des Kühlfähmens i wird eine bessere elektrische Abschirmung erreicht. Dazu dient der Kühlrahmen 1 auch als Träger von mit einem Endstörglied versehenen Durchführunsskondensatoren 13.

Die Montage dss elektronischen Steuergerätes und somit die Service-Freundlichkeit ist erleichtert bzw. erhöht durch des lösbare Befestigen des Aufnahmebügels 2 an der fertigbestückten und kontaktierten Baueinheit aus Kühlrahiren 1 und Leiterplatte 15 sowie durch die abziehbare Abdeckhaube 39.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

25 46 Patentansprüche:

1. Elektronisches Steuergerät mit einem Gehäuse, das einen Kühlrahmen hat, der mit einer Leiterbah- s nen, sich relativ schwach erwärmende Bauelemente einer Steuerelektronik und eine Steckerleiste mit Steckern tragende Leiterplatte eine mechanische Baueinheit bildet, sowie mit mindestens einem sich relativ stark erwärmenden Bauelement einer Leistungsstufe, das auf einem sich parallel mit Abstand zur Leiterplatte erstreckenden, am Kühlrahmen angebrachten Boden direkt befestigt ist und mit mindestens einem weiteren sich relativ stark erwärmenden Bauelement, das in einer mit dem Kühlrahmen verbundenen Kammer unterbracht ist, wobei sämtliche elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Leiterbahnen einerseits und den Anschlüssen aller zugehörigen Bauelemente und Stecker andererseits in einem einzigen Maschinenlötgang hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zu kühlenden Bauelemente (4;

9) auf der der Leiterplatte (15) abgewandten Seite des Bodens (3) angebracht sind, daß der Boden (3) mit auf der der Leiterplatte (15) abgewandten Seite offenen Kammern (S) versehen ist, und daß die Anschlußelektroden (5 bzw. 10) der direkt auf dem Boden (3) angeordneten, sich relativ stark erwärmenden Bauelemente (4) der Leistungsstufe und der in den Kammern (8) untergebrachten, ebenfalls zu kühlenden -eiteren Bauelemente (9) durch Öffnungen im Boden (3) und in der Leiterplatte (15) ragen und desgleichen im einzigen M^schinenlötgang mit den zugehörigen Leiterbahnen verbindbar sind.

2. Steuergerät nach Anspracn ?. dadurch gekennzeichnet, daß am Kühlrahmen (1) ein Aufnahmebüge! (2) lösbar befestigt ist, durch den die Stecker (20) ragen und der in an sich bekannter Weise mit Verriegelungselementen (33 bis 35) für einen auf die Stekker (2G) zu steckenden Gegenstecker versehen ist

3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine über den Kühlrahmen (1) geschobene Abdeckhaube (39) dichtend an einem am Aufnahmebügel (2) angeordneten Dichtring (26) anliegt und am Rühirahmen (I) lösbar befestigt ist.