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DE102016204811A1 - Steuermodul zur Ansteuerung wenigstens eines elektrisch betätigbaren Aktuators - Google Patents

Steuermodul zur Ansteuerung wenigstens eines elektrisch betätigbaren Aktuators Download PDF

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DE102016204811A1
DE102016204811A1 DE102016204811.2A DE102016204811A DE102016204811A1 DE 102016204811 A1 DE102016204811 A1 DE 102016204811A1 DE 102016204811 A DE102016204811 A DE 102016204811A DE 102016204811 A1 DE102016204811 A1 DE 102016204811A1
Authority
DE
Germany
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actuator
control module
circuit carrier
module according
housing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102016204811.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Uwe Liskow
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
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Priority to PCT/EP2017/054357 priority patent/WO2017162402A1/de
Priority to US16/087,466 priority patent/US10869398B2/en
Priority to EP17707532.2A priority patent/EP3434083A1/de
Priority to CN201780019498.8A priority patent/CN108886876B/zh
Publication of DE102016204811A1 publication Critical patent/DE102016204811A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Bei einem Steuermodul zur Ansteuerung wenigstens eines elektrisch betätigbaren Aktuators (4), mit einem Gehäuseteil (2), an dem ein Vergussraum (10) ausgebildet ist, und mit einem in den Vergussraum (10) eingesetzten Schaltungsträger (5), auf dem eine elektronische Steuerschaltung (51, 52, 53, 54, 55) angeordnet ist, wobei der Schaltungsträger (5) in dem Vergussraum (10) mit einer Vergussmasse (8) umgossen und darin eingebettet ist und elektrische Anschlusselemente (9) des Schaltungsträgers (5) aus dem Vergussraum (10) nach außen geführt sind, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Gehäuseteil (2) einstückig an einem den elektrisch betätigbaren Aktuator (4) aufnehmenden Aktuatorgehäuse (3) auszubilden.

Description

  • Stand der Technik
  • Bekanntlich werden in der Kraftfahrzeugtechnik Steuermodule zur Ansteuerung verschiedener elektrischer Aktuatoren eingesetzt. Die elektrisch betätigbaren Aktuatoren umfassen beispielsweise elektrisch betätigte Kupplungen in Automatikgetrieben, Aktuatoren für elektrische Lenkungen, EC-Motoren für Ölpumpen, elektrische Fensterheber, elektromotorisch betätigte Doppelkupplungsgetriebe, elektromotorische Steller in automatisierten Schaltgetriebe, elektrische Waste-Gate-Steller in Abgasturboladern, Drosselklappensteller und vieles mehr. Die Steuermodule können als einfache Steuergeräte ausgebildet sein, welche eine auf einen Schaltungsträger aufgebrachte Steuerschaltung aufweisen, die in ein Gehäuse eingesetzt ist. Das Steuergerät kann als separates Bauteil im Kraftfahrzeug festgelegt sein und beispielsweise über einen Kabelbaum mit den anzusteuernden Aktuatoren elektrisch verbunden sein.
  • Seit längerer Zeit werden Steuermodule zur Ansteuerung von Getriebekupplungen am oder im Getriebe verbaut. Die Steuermodule können außer dem eigentlichen elektronischen Steuergerät beispielsweise Sensoren und Kontaktierungsschnittstellen zu den Aktuatoren aufweisen. Die elektronische Steuerschaltung von Getriebesteuermodulen muss vor dem aggressiven Getriebefluid geschützt werden. Zu diesem Zweck werden auch Vergussmassen eingesetzt, die auf einen Schaltungsträger der elektronischen Steuerschaltung zum Schutz aufgebracht werden. So ist beispielsweise aus der der DE 10 2011 085 629 A1 ein Elektronikmodul zur Ansteuerung von Aktuatoren eines Getriebes bekannt, das ein Bechergehäuse aufweist und einen in dem Bechergehäuse angeordneten Schaltungsträger mit Anschlusselementen. Der Schaltungsträger ist zu seinem Schutz in dem Bechergehäuse mit einer Vergussmasse vergossen. Die Anschlusselemente ragen aus der Vergussmasse heraus und dienen teilweise zum Anschluss an die Spannungsversorgung, an einen EC-Motor, an Sensoren und/oder einen LIN- oder CAN-Bus. Das Bechergehäuse kann über Befestigungsmittel an einem Gehäuseteil des Getriebes oder der Getriebehydraulik befestigst werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuermodul zur Ansteuerung wenigstens eines elektrisch betätigbaren Aktuators. Das Steuermodul umfasst ein Gehäuseteil, an dem ein Vergussraum ausgebildet ist, und einen in den Vergussraum eingesetzten Schaltungsträger, auf dem eine elektronische Steuerschaltung angeordnet ist, wobei der Schaltungsträger in dem Vergussraum mit einer Vergussmasse umgossen und darin eingebettet ist und elektrische Anschlusselemente des Schaltungsträgers aus dem Vergussraum nach außen geführt sind. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Gehäuseteil, an dem der Vergussraum ausgebildet ist, einstückig an einem den elektrisch betätigbaren Aktuator aufnehmenden Aktuatorgehäuse ausgebildet ist.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Steuermodul wird vorteilhaft in das Aktuatorgehäuse integriert, so dass Bauraum, Kosten und Gewicht im Vergleich zu den bekannten Lösungen, welche ein eigenes Gehäuse für das Steuermodul aufweisen, reduziert werden können. Ein separat vorgesehenes Bechergehäuse entfällt und wird vorteilhaft durch ein entsprechend ausgebildetes Aktuatorgehäuse ersetzt. Ein Deckel ist aufgrund der Einbettung in eine medienbeständige Vergussmasse ebenfalls nicht erforderlich. Auch die separaten Befestigungsmittel zur Befestigung des Steuermoduls können vorteilhaft entfallen, da diese durch die ohnehin schon am Aktuatorgehäuse vorgesehenen Befestigungsmittel ersetzt werden können. Alle Fertigungsschritte zur Herstellung des erfindungsgemäßen Steuermoduls können wirtschaftlich vorteilhaft in einer Fertigungslinie durch ein hoch integrierten Fertigungsverfahren durchgeführt werden. Die Entwärmung des Schaltungsträgers über separate Kühlkörper kann vorteilhaft entfallen. Stattdessen erfolgt die Entwärmung direkt über die Vergussmasse. Da der mit der elektronischen Steuerschaltung versehene Schaltungsträger vollständig in die Vergussmasse eingebettet ist, wird vorteilhaft kein Luftvolumen eingeschlossen. Daher kann auf ein ansonsten erforderliches separates Druckausgleichselement verzichtet werden. Die Vergussmasse kapselt den Schaltungsträger mit der elektronischen Steuerschaltung ausreichend gegen alle Umgebungseinflüsse ab. Außerdem wird der mit der elektronischen Steuerschaltung versehene Schaltungsträger durch die Vergussmasse schwingungsgedämpft, so dass auf zusätzliche Dämpfungsmittel verzichtet werden kann.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmale ermöglicht.
  • Dadurch, dass ein zur Aufnahme des Aktuators bestimmter Innenraum des Aktuatorgehäuses durch eine Zwischenwand von dem Vergussraum getrennt ist, kann die Kapselung und Integration der elektronischen Steuerschaltung in das Aktuatorgehäuse völlig unabhängig von der Anordnung des elektrischen Aktuators in dem Aktuatorgehäuse vorgenommen werden.
  • Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der wenigstens ein elektrisches Kontaktelement der elektronischen Steuerschaltung durch einen in der Zwischenwand vorgesehenen Durchbruch von dem Vergussraum bis zu dem Innenraum des Aktuatorgehäuses hindurchgeführt ist. Dadurch kann auf einen außerhalb des Aktuatorgehäuses verlegten Kabelbaum zwischen der elektronischen Steuerschaltung und dem elektrischen Aktuator vorteilhaft verzichtet werden. Das elektrische Kontaktelement kann beispielsweise als Einpressteil in den Schaltungsträger eingepresst und elektrisch mit der Steuerschaltung auf dem Schaltungsträger kontaktiert werden. Das Kontaktelement kann auch auf den Schaltungsträger bestückt und mit Leiterbahnen oder Kontaktflächen des Schaltungsträgers verlötet werden. Die elektrische Kontaktierung zwischen dem Kontaktelement und der elektronischen Steuerschaltung erfolgt in der bekannten Weise durch Leiterbahnen und Kontaktflächen des Schaltungsträgers.
  • Alternativ kann anstelle des Durchbruchs auch vorgesehen sein, das wenigstens eine elektrische Kontaktelement als Einlegeteil in die Zwischenwand des Aktuatorgehäuses einzuspritzen, so dass es beidseitig von der Zwischenwand einerseits in Richtung Aktuator und andererseits in Richtung Vergussraum absteht. Anschließend kann der Schaltungsträger auf das in den Vergussraum abstehende Ende des wenigstens einen elektrischen Kontaktelements aufgepresst werden. In diesem Fall kann auf ein Dichtelement verzichtet werden.
  • Ist in der Zwischenwand ein Durchbruch zur Hindurchführung des wenigstens einen Kontaktelementes vorgesehen, kann in den Durchbruch vorteilhaft ein das elektrische Kontaktelement umgebendes Dichtelement eingesetzt sein. Das Dichtelement dichtet den Vergussraum zum Innenraum des Aktuatorgehäuses ab, so dass bei der Einfüllung der Vergussmasse der Vergussraum aufgefüllt werden kann, ohne dass die Vergussmasse in den Innenraum des Aktuatorgehäuses vordringt. Außerdem stellt das Dichtelement eine zusätzliche Schutzwand dar, welche den Innenraum des Aktuators von dem Vergussraum mit der elektronischen Steuerschaltung trennt.
  • Der Vergussraum kann in einfacher Weise wannenförmig mit einem Boden und einer eine Öffnung des Vergussraums begrenzenden, umlaufenden Seitenwand ausgebildet sein. Das Kontaktelement kann auf einer von der Öffnung abgewandten Seite des Vergussraums in Richtung des Bodens von dem Schaltungsträger abstehen. Bei der Montage des Schaltungsträgers wird dieser durch die Öffnung in den Vergussraum eingesetzt. Dabei wird das Kontaktelement automatisch in den dafür vorgesehen Durchbruch eingeführt oder der Schaltungsträger wird auf das in der Zwischenwand eingepresste Kontaktelement aufgepresst.
  • Vorteilhaft kann an dem Boden wenigstens ein Abstandshalter vorgesehen sein, der vom Boden in Richtung des Vergussraums absteht. Der Schaltungsträger wird durch Anlage an dem wenigstens einen Abstandshalter in einem Abstand zu dem Boden des Vergussraums gehalten. Der dadurch gebildete Zwischenraum zwischen dem Schaltungsträger und dem Boden wird beim Vergießen mit der Vergussmasse gefüllt. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass der Schaltungsträger auch auf seiner dem Boden zugewandten Seite mit der Vergussmasse abgedeckt ist. Somit besteht ein guter Schutz auch gegen solche Medien, die beispielsweise vom Innenraum des Aktuatorgehäuses aus entlang der elektrischen Kontaktelemente in Richtung Vergussraum einzudringen versuchen. Außerdem werden alle elektrischen Kontaktelemente, die von dem Schaltungsträger zum Boden hin abstehen durch die Vergussmasse einzeln ummantelt und voneinander isoliert. Sie sind daher gegen Kurzschlüsse geschützt, welche beispielswiese durch während der Fertigung des Aktuatorgehäuses erzeugte Metallspäne hervorgerufen werden könnten, die ohne die Vergussmasse aufgrund von im Betrieb auftretenden Vibrationen wandern könnten.
  • Vorteilhaft sind die elektrischen Anschlusselemente des Schaltungsträgers an einem Steckerteil ausgebildet, das aus der Vergussmasse herausragt. Das Steckerteil dient zur Stromversorgung und zum Anschluss der elektronischen Steuerschaltung an ein externes Steuergerät und/oder gegebenenfalls vorgesehene externe Komponenten.
  • Besonders vorteilhaft ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Steckerteil eine dem Schaltungsträger zugewandte Innenfläche aufweist, von der die elektrischen Anschlusselemente in Richtung des Schaltungsträgers abstehen und die Innenfläche zumindest in einem die elektrischen Anschlusselemente umgebenden Bereich durch einen Spalt von dem Schaltungsträger beabstandet ist. Dieser Spalt wird beim Vergießen des Schaltungsträgers automatisch mit der Vergussmasse gefüllt, so dass in dem Spalt freiliegende Abschnitte der elektrischen Anschlusselemente jeweils mit der Vergussmasse zwischen dem Schaltungsträger und der Innenfläche des Steckerteils ummantelt sind. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass die in das Steckerteil integrierten elektrischen Anschlusselemente unabhängig von deren Einbettung in das Steckerteil komplett nach außen abgedichtet werden, ohne dass hierfür ein separates Dichtungselement erforderlich wäre. Feuchtigkeit und anderer kontaminierende Medien können daher nicht durch Spalte im Steckerteil entlang der Anschlusselemente bis zu dem Schaltungsträger vordringen, da die Ummantelung der Anschlusselemente mittels der Vergussmasse eine wirksame Barriere bildet.
  • Vorteilhaft kann das Steckerteil an der von der Zwischenwand abweisenden Seite des Gehäuseteils an dem Gehäuseteil anliegen. Die Anlagefläche am Gehäuseteil kann zur Abstützung und mechanischen Entlastung dienen. Bedarfsweise kann das Steckerteil an dem Gehäuseteil befestigt werden.
  • In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Aktuatorgehäuse zylinderförmig mit einem zylindrischen Außenmantel und das Gehäuseteil als balkonartiger Fortsatz am Außenmantel des Aktuatorgehäuses ausgebildet.
  • Der elektrisch betätigbare Aktuator kann beispielsweise wenigstens einen elektrisch betriebenen Stellantrieb, insbesondere einen elektrischen Kupplungssteller, oder einen elektrischen Motor, insbesondere einen BLDC-Motor umfassen, ohne auf diese Anwendungen eingeschränkt zu sein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 eine Draufsicht auf ein Steuermodul zur Ansteuerung wenigstens eines elektrisch betätigbaren Aktuators
  • 2 einen Teilquerschnitt durch 1.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt eine Ausführungsbeispiel eines Steuermodul zur Ansteuerung wenigstens eines elektrisch betätigbaren Aktuators. Bei dem elektrischen Aktuator 4 handelt es sich beispielsweise um einen BLDC-Motor (BLDC = Brushless direct current) oder auch EC-Motor (EC = electronically commutated), also ein Elektromotor, der wie eine Drehstrom-Synchronmaschine mit Erregung durch Permanentmagnete aufgebaut ist. Von dem elektrischen Aktuator 4 ist in 1 nur das Aktuatorgehäuse 3 dargestellt und eine Antriebswelle 41, die von dem Aktuatorgehäuse 3 absteht. Die Antriebswelle 41 kann beispielsweise zum Antrieb einer Ölpumpe in einem Kraftfahrzeuggetriebe dienen. Das Aktuatorgehäuse 3 ist beispielsweise zylinderförmig ausgebildet und weist einen nur in 2 zu erkennenden Innenraum 11 auf, welcher der Aufnahme des eigentlichen elektrischen Aktuators dient. Dieser umfasst den Stator und Rotor einer nicht dargestellten E-Maschine, sowie die in 1 erkennbare Antriebswelle 41, welche mit dem Rotor gekoppelt ist.
  • Die Erfindung ist keineswegs auf den dargestellten elektrischen Aktuator 4 beschränkt. Bei dem elektrischen Aktuator kann es sich um einen beliebigen elektrisch betätigbaren Aktuator handeln, welcher ein Aktuatorgehäuse aufweist. Beispielsweise kann es sich um eine elektrisch betätigte Kupplung in einem Automatikgetriebe, einen Aktuator für elektrische Lenkungen, für einen elektrische Fensterheber, ein elektromotorisch betätigtes Doppelkupplungsgetriebe, einen elektromotorischen Steller eines automatisierten Schaltgetriebes, einen elektrische Waste-Gate-Steller in Abgasturboladern oder ähnliches handeln. Wichtig ist, dass der Aktuator elektrisch angesteuert wird und in ein Aktuatorgehäuse eingesetzt wird. Das Aktuatorgehäuse 3 muss nicht zwingend zylinderförmig sein und kann auch andere Formen aufweisen. Insbesondere kann auch ein Aktuatorgehäuse zur Aufnahme mehrerer Aktuatoren vorgesehen sein. In diesem Fall können mehrere Innenräume 11 in dem Aktuatorgehäuse ausgebildet sein.
  • Erfindungsgemäß ist ein der Aufnahme einer elektronischen Steuerschaltung zur Ansteuerung des Aktuators 4 dienendes Gehäuseteil 2 an dem Aktuatorgehäuse 3 einstückig, beziehungsweise einteilig ausgebildet. Das Gehäuseteil 2 kann außen an das Aktuatorgehäuse 3 angeformt sein. In dem Ausführungsbeispiel von 1 ist das Aktuatorgehäuse zylinderförmig mit einem zylindrischen Außenmantel und zwei Stirnseiten ausgebildet ist. Das Gehäuseteil 2 steht als balkonartiger Fortsatz am Außenmantel des Aktuatorgehäuses ab, ist also einteilig mit dem Aktuatorgehäuse ausgeführt. Das Aktuatorgehäuse 3 mit dem Gehäuseteil 2 kann beispielsweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder aus Kunststoff gefertigt sein.
  • Das Gehäuseteil 2 weist einen in 2 dargestellten Vergussraum 10 auf. Dieser Vergussraum 10 ist durch eine Zwischenwand 7 des Aktuatorgehäuses 3 von dem Innenraum 11 des Aktuatorgehäuses getrennt. Obwohl andere Ausführungen denkbar sind, ist die dargestellte Ausführungsform besonders vorteilhaft, bei welcher der Vergussraum 10 wannenförmig mit einem Boden 21 und einer eine Öffnung 23 des Vergussraums 10 begrenzenden, umlaufenden Seitenwand 22 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform kann ein Schaltungsträger 5 durch die Öffnung 23 in einfacher Weise in den Vergussraum eingesetzt werden und dabei zugleich die elektrische Anbindung des Schaltungsträgers 5 an den elektrischen Aktuator im Innenraum 11 des Aktuatorgehäuses 3 über Kontaktelemente 56, welche durch die den Boden 21 bildende Zwischenwand 7 hindurchgeführt sind, sichergestellt werden.
  • Bei dem Schaltungsträger 5 handelt es sich bevorzugt beispielsweise um eine Leiterplatte (PCB = printed circuit board) aus glasfaserverstärktem Epoxidharzmaterial (FR4 oder höherwertig) mit Leiterbahnen auf einer oder mehreren Lagen, welche auf wenigstens einer Seite mit den elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen 51 bis 55 einer elektronischen Steuerschaltung bestückt ist. Natürlich kann auch ein anderer Schaltungsträger, beispielsweise ein Keramiksubstrat, eine flexible Leiterplatte oder anderes verwandt werden.
  • Außer den elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen 51 bis 55 ist der Schaltungsträger 5 mit wenigstens einem Steckerteil 6 versehen. Das Steckerteil 6 besteht aus einem Grundkörper 64 aus Isolierstoff, in den elektrische Anschlusselemente 9 eingelassen sind. Die Anschlusselemente 9 weisen jeweils ein freiliegendes Ende 91 für den Außenanschluss und ein Ende 92 für den Anschluss an den Schaltungsträger 5 auf. Die Enden 92 stehen an einer dem Schaltungsträger 5 zugewandte Innenfläche 61 des Steckerteils 6 in Richtung des Schaltungsträgers 5 ab und sind dort in Kontaktierungsöffnungen des Schaltungsträgers 5 eingeführt. Die elektrische Anbindung der Enden 92 an den Schaltungsträger 5 kann beispielsweise durch Einpressen in die Kontaktierungsöffnungen oder Verlöten erfolgen. Das Steckerteil 6 weist an der Innenfläche 61 beispielsweise einen Vorsprung 62 zur Auflage auf dem Schaltungsträger 5 auf. Durch Anlage des Vorsprungs 62 am Schaltungsträger 5 aber auch in anderer geeigneter Weise kann in einem die Anschlusselemente 9 umgebenden Bereich ein Spalt 63 zwischen der Innenfläche 61 und dem Schaltungsträger 5 eingestellt werden. In dem Spalt 63 liegt vor dem Vergießen des Schaltungsträgers jeweils ein Abschnitt 93 der Anschlusselemente 9 frei.
  • Der Boden 21 des Vergussraums 10 weist weiterhin wenigstens einen Abstandshalter 24 auf, der von dem Boden 21 absteht. Insbesondere können drei oder mehr Abstandshalter 24 vorgesehen sein, welche Auflagepunkte für den plattenförmigen Schaltungsträger 5 bilden.
  • Weiterhin ist der Schaltungsträger 5 mit beispielsweise stiftförmigen elektrischen Kontaktelementen 56 versehen, die beispielsweise in den Schaltungsträger 5 eingepresst sind und mit der elektronischen Steuerschaltung elektrisch verbunden sind. In dem Querschnitt der 2 ist nur ein elektrisches Kontaktelement 56 erkennbar. Die Anbindung der Kontaktelemente 56 an den Schaltungsträger 5 kann vor oder bei der Einführung des Schaltungsträgers 5 in den Vergussraum 20 erfolgen. Die Kontaktelemente 56 dienen als Phasenanschlüsse zwischen dem Schaltungsträger 5 und der E-Maschine im Innenraum 11 des Aktuatorgehäuses 3 sowie zur Anbindung an gegebenenfalls im Innenraum 11 angeordnete Rotorlagen-Sensoren.
  • Weiterhin ist jedem elektrischen Kontaktelemente 56 in 2 beispielsweise jeweils ein Durchbruch 71, 74 in der Zwischenwand 7 zugeordnet. Der Durchbruch 7 kann als abgestufte Bohrung aus einem ersten Bohrungsabschnitt 71 und einem zweiten Bohrungsabschnitt 74 bestehen, wobei der zweite Bohrungsabschnitt 74 im Vergleich zu dem ersten Bohrungsabschnitt 71 einen größeren Innendurchmesser aufweist, so das zwischen dem ersten Bohrungsabschnitt 71 und dem zweiten Bohrungsabschnitt 74 eine Schulter 72 ausgebildet ist. In den Durchbruch ist ein Dichtelement 73 eingelegt, das sich an der Schulter 72 abstützt. Abweichend davon kann aber anstelle einer Vielzahl von Durchbrüchen auch nur ein einzelner gemeinsamer Durchbruch für alle Kontaktelemente vorgesehen sein.
  • Bei der Montage des Schaltungsträgers 5 wird dieser durch die Öffnung 23 in den Vergussraum 10 eingesetzt und gelangt an den Abstandshaltern 24 zur Anlage. Durch die Anlage an den Abstandshaltern 24 wird der Schaltungsträger in einem Abstand zu dem Boden 21 des Vergussraums 10 gehalten, so dass ein Zwischenraum 25 zwischen dem Schaltungsträger 5 und dem Boden 21 gebildet ist.
  • Bei der Montage werden die Kontaktelemente 56 in den jeweils zugeordneten Durchbruch 71, 74 eingesetzt und durchdringen dabei jeweils das dort eingesetzte Dichtelement 73. Jedes Dichtelement 73 liegt dicht an dem zuordneten Kontaktelement 56 an und dichtet den entsprechenden Durchbruch zwischen dem Innenraum 11 und dem Vergussraum 10 ab. Das auf den Schaltungsträger 5 bestückte Steckerteil 6 gelangt beim Einsetzen des Schaltungsträgers 5 an der umlaufenden Wand 22 des Gehäuseteils 2 zur Anlage und kann dort gegebenenfalls befestigt werden.
  • Anschließend wird die Vergussmasse 8 in den Vergussraum 10 eingefüllt. Als Vergussmasse kommt vorzugsweise eine Epoxidharzmasse mit einem CTE (coefficient of thermal expansion) im Bereich von 20 ppm/K zum Einsatz, da dieser in etwa gleich groß wie der CTE des Gehäuseteils 2 (aus Aluminium mit 23 ppm/K) und dem CTE des Leiterplatten-Schaltungsträgers von 18 ppm /K ist. Thermische Spannungen können so vorteilhaft vermieden werden.
  • Die Wärmeleitung des Epoxidharzes ist mindestens 0,9 W/mK so gut wie bei bekannten Wärmeleitklebern. Bevorzugt sind Wärmeleitungswerte von 2 W/mK und höher um eine gute Entwärmung der elektronischen Steuerschaltung zu ermöglichen.
  • In anderen Ausführungsbeispielen können andere Stoffe wie Acrylat, Silikon oder Urthan als Vergussmasse eingesetzt werden, wenn diese eine ausreichende Medienbeständigkeit gegenüber dem Medium im Außenraum aufweisen. Bevorzugt sind jedoch Epoxidharze (säureanhydrid-, aminisch-, kationisch vernetzende oder aliphatische Amine), welche die Eigenschaften guter Haftung an den eingesetzten Materialien mit einer guten chemischen Beständigkeit, Wärmeleitfähigkeit sowie mechanischen und thermischen Festigkeit vereinen.
  • Die Vergussmasse 8 kann beispielsweise den gesamten Vergussraum 10 bis zur Oberkante auffüllen und dringt dabei insbesondere auch in den Zwischenraum 25 zwischen dem Schaltungsträger 5 und dem Boden 21 und in den Spalt 63 zwischen der Innenfläche 61 und dem Schaltungsträger 5 ein. Dadurch werden sowohl die elektrischen Kontaktelemente 56 als auch die in dem Spalt 63 freiliegenden Abschnitte 93 der Anschlusselemente 9 jeweils mit der Vergussmasse ummantelt. Der Schaltungsträger 5 wird vollständig in die Vergussmasse 8 eingebettet. Da die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente 51 bis 55 Keramikkondensatoren (MLCC = Metal Layer Ceramic Capacitor) umfassen können, welche bruchempfindlich sind, wird durch die Vergussmasse 8 ein Schutz der Keramikkondensatoren vor Vibrationen und thermischen Spannungen erreicht. Sollte doch einmal ein Keramikkondensator beschädigt werden, verhindert die Vergussmasse die Brandgefahr bei einem Kurzschluss, da kein Luftsauerstoff in der Nähe des Kurzschlusses vorhanden ist.
  • Nur das Steckerteil 6 ist in 2 auf der Vergussmasse 8 durch die Öffnung 23 auf dem Vergussraum 10 nach außen geführt. Neben dem Steckerteil 6 können weitere Kontaktelemente und/oder Steckerteile aus der Vergussmasse 8 noch oben aus dem Vergussraum herausgeführt sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011085629 A1 [0002]

Claims (12)

  1. Steuermodul zur Ansteuerung wenigstens eines elektrisch betätigbaren Aktuators (4), mit einem Gehäuseteil (2), an dem ein Vergussraum (10) ausgebildet ist, und mit einem in den Vergussraum (10) eingesetzten Schaltungsträger (5), auf dem eine elektronische Steuerschaltung (51, 52, 53, 54, 55) angeordnet ist, wobei der Schaltungsträger (5) in dem Vergussraum (10) mit einer Vergussmasse (8) umgossen und darin eingebettet ist und elektrische Anschlusselemente (9) des Schaltungsträgers (5) aus dem Vergussraum (10) nach außen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (2), an dem der Vergussraum (10) ausgebildet ist, einstückig an einem den elektrisch betätigbaren Aktuator (4) aufnehmenden Aktuatorgehäuse (3) ausgebildet ist.
  2. Steuermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zur Aufnahme des Aktuators (4) bestimmter Innenraum (11) des Aktuatorgehäuses (3) durch eine Zwischenwand (7) von dem Vergussraum (10) getrennt ist.
  3. Steuermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrisches Kontaktelement (56) der elektronischen Steuerschaltung (51, 52, 53, 54, 55) durch einen in der Zwischenwand (7) vorgesehenen Durchbruch (71, 74) von dem Vergussraum (10) bis zu dem Innenraum (11) des Aktuatorgehäuses (3) hindurchgeführt ist.
  4. Steuermodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Durchbruch (71, 74) ein das elektrische Kontaktelement (56) umgebendes und den Vergussraum (10) von dem Innenraum (11) abdichtendes Dichtelement (73) eingesetzt ist.
  5. Steuermodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergussraum (10) wannenförmig mit einem Boden (21) und einer eine Öffnung (23) des Vergussraums (10) begrenzenden, umlaufenden Seitenwand (22) ausgebildet ist.
  6. Steuermodul nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (56) auf einer von der Öffnung (23) abgewandten Seite des Vergussraums (10) in Richtung des Bodens (21) von dem Schaltungsträger (5) absteht.
  7. Steuermodul nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Boden (21) wenigstens ein Abstandshalter (24) vorgesehen ist, und dass der Schaltungsträger (5) durch Anlage an dem wenigstens einen Abstandshalter (24) in einem Abstand zu dem Boden (21) des Vergussraums (10) gehalten ist und ein Zwischenraum (25) zwischen dem Schaltungsträger (5) und dem Boden (21) mit der Vergussmasse (8) gefüllt ist.
  8. Steuermodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlusselemente (9) des Schaltungsträgers (5) an einem Steckerteil (6) ausgebildet sind, das aus der Vergussmasse (8) herausragt.
  9. Steuermodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckerteil (6) eine dem Schaltungsträger (5) zugewandte Innenfläche (61), von der die elektrischen Anschlusselemente (9) in Richtung des Schaltungsträgers (5) abstehen, aufweist, wobei die Innenfläche (61) zumindest in einem die elektrischen Anschlusselemente (9) umgebenden Bereich durch einen Spalt (63) von dem Schaltungsträger (5) beabstandet ist und der Spalt (63) mit der Vergussmasse (8) derart gefüllt ist, dass ein in dem Spalt (63) freiliegender Abschnitt (93) der elektrischen Anschlusselemente (9) jeweils mit der Vergussmasse (8) ummantelt ist.
  10. Steuermodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckerteil (6) an der von der Zwischenwand (7) abweisenden Seite des Gehäuseteils (2) an dem Gehäuseteil anliegt.
  11. Steuermodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatorgehäuse (12) zylinderförmig mit einem zylindrischen Außenmantel (31) ausgebildet ist und das Gehäuseteil (2) als balkonartiger Fortsatz am Außenmantel (31) des Aktuatorgehäuses (12) ausgebildet ist.
  12. Steuermodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch betätigbare Aktuator (4) wenigstens einen elektrisch betriebenen Stellantrieb, insbesondere einen elektrischen Kupplungssteller, oder einen elektrischen Motor, insbesondere einen BLDC-Motor umfasst.
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