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Title:
INSULATING ELEMENT FOR A HOUSING FOR A CONTROL UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/156010
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an insulating element (10) for a housing (1) for a control unit (2), the insulating element (10) comprising a bridging ring (11) which is made of a material with poor thermal conductivity and is designed to be positioned between the housing (1) and an attachment surface (52) of a support element (50), in the region of an attachment opening (6) in the housing (1), and having means for fixing the bridging ring (11) in the region of the attachment opening (6).

Inventors:
SCHNEIDER DAVID (HU)
SZOMBATI GERGO ROLAND (HU)
Application Number:
PCT/EP2016/055238
Publication Date:
October 06, 2016
Filing Date:
March 11, 2016
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
F16B33/00; F16B43/00; H05K5/00
Foreign References:
US5020951A1991-06-04
US8544390B12013-10-01
AT509228A42011-07-15
US20120248119A12012-10-04
Other References:
None
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Claims:
Ansprüche

Isolatorelement (10) für ein Gehäuse (1 ) eines Steuergeräts (2), wobei das Isolatorelement (10) einen aus thermisch schlecht leitendem Material bestehenden Überbrückungsring (1 1 ) aufweist, der dazu ausgebildet ist, zwischen dem Gehäuse (1 ) im Bereich einer Befestigungsöffnung (6) des Gehäuses (1 ) und einer Befestigungsfläche (52) eines Trägerelements (50) positioniert zu werden, und mit Mitteln zum Fixieren des Überbrückungsrings (1 1 ) im Bereich der Befestigungsöffnung (6).

Isolatorelement nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Mittel zum Fixieren des Überbrückungsrings (1 1 ) im Bereich der Befestigungsöffnung (6) im Einbauzustand des Isolatorelements (10) dazu ausgebildet sind, eine Rastverbindung (15) mit dem Gehäuse (1 ) ausbilden.

Isolatorelement nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Mittel zum Fixieren des Überbrückungsrings (1 1 ) im Bereich der Befestigungsöffnung (6) wenigstens einen, vorzugsweise mehrere, in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete Rasthaken (16, 17) umfassen, die von einer Oberfläche des Überbrückungsrings (1 1 ) abragen und die dazu ausgebildet sind, mit einer Gegenfläche (7) im Bereich der Befestigungsöffnung (6) zusammenzuwirken.

Isolatorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Isolatorelement (10) aus Kunststoff besteht und als Spritzgußteil ausgebildet ist.

Isolatorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Fixieren des Überbrückungsrings (1 1 ) im Bereich der Befestigungsöffnung (6) einstückig an dem Überbrückungsring (1 1 ) angeformt bzw. mit diesem verbunden sind.

Gehäuse (1 ) eines Steuergeräts (2), das dazu ausgebildet ist, mit wenigstens einem Isolatorelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zusammenzuwirken, wobei das Gehäuse (1 ) wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Befestigungsöffnungen (6) in Form von Durchgangsöffnungen für Befestigungsschrauben (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der wenigstens einen Befestigungsöffnung (6) eine

Gegenfläche (7) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, mit einem

Rasthaken (16, 17) an dem Befestigungsring (1 1 ) des Isolatorelements (10) zusammenzuwirken.

Gehäuse nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Gehäuse (1 ) zumindest im Bereich der wenigstens einen

Befestigungsöffnung (6) aus Metall besteht.

Anordnung (100) aus einem wenigstens ein Isolatorelement (10)

aufweisenden Gehäuse (1 ) nach Anspruch 6 oder 7 und einem

Trägerelements (50) mit einer Befestigungsfläche (52), wobei das Gehäuse (1 ) mittels wenigstens einer Befestigungsschraube (5) mit dem

Trägerelement (50) verbunden ist, und wobei das Gehäuse (1 ) zum

Trägerelement (50), mit Ausnahme im Bereich des wenigstens einen Überbrückungsrings (1 1 ) des Isolatorelements (10), beabstandet angeordnet ist.

Anordnung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Trägerelement (50) während des Betriebs zumindest zeitweise eine höhere Temperatur aufweist als das Gehäuse (1 ) des Steuergeräts (2).

Description:
Beschreibung

Isolatorelement für ein Gehäuse eines Steuergeräts

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Isolatorelement für ein Gehäuse eines Steuergeräts. Ferner betrifft die Erfindung ein Gehäuse eines Steuergeräts, das mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Isolatorelement zusammenwirkt sowie eine

Anordnung aus einem wenigstens ein Isolatorelement aufweisenden Gehäuse und einem Trägerelement. Steuergeräte für Kraftfahrzeuganwendungen sind in vielfältigsten

Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Steuergeräte weisen elektrische bzw. elektronische Schaltungen auf, welche üblicherweise nur bis zu einer bestimmten Betriebstemperatur betrieben werden dürfen, um insbesondere eine Beschädigung oder Vorschädigung der in dem Steuergerät vorhandenen elektronischen Bauteile zu verhindern. Darüber hinaus ist es üblich, derartige Steuergeräte über entsprechende Befestigungsmittel beispielsweise unmittelbar im Bereich der Baugruppe anzuordnen, welche von dem

betreffenden Steuergeräts angesteuert wird. So ist es insbesondere bereits bekannt, Steuergeräte mit einem Getriebegehäuse zu verbinden, wozu in dem Getriebegehäuse ausgebildete Gewindebohrungen benutzt werden, um das

Steuergerät über Befestigungsschrauben an der Oberfläche des

Getriebegehäuses zu befestigen. Während des Betriebs des Kraftfahrzeugs bzw. des Getriebes erwärmen sich die innerhalb des Getriebegehäuses angeordneten Bauteile, so dass auch das Getriebegehäuse eine erhöhte Temperatur aufweist. Kritisch sind derartige Anwendungsfälle, bei denen infolge der Ankopplung bzw.

Befestigung des Gehäuses des Steuergeräts an dem Getriebegehäuse über das Getriebegehäuse eine derartige Wärme durch eine thermische Kopplung an das Gehäuse des Steuergeräts übertragen wird, dass dadurch in dem Steuergerät die zulässige Betriebstemperatur für die Bauteile des Steuergeräts überschritten wird. Offenbarung der Erfindung

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die angesprochene Problematik einer zu großen

Wärmeübertragung von einem Trägerelement, an dem das Gehäuse eines Steuergeräts befestigt ist, an das Gehäuse des Steuergeräts zu reduzieren bzw. zu verhindern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Isolatorelement für ein Gehäuse eines Steuergeräts gelöst, bei dem das Isolatorelement einen aus einem thermisch schlecht leitenden Material bestehenden

Überbrückungsring aufweist, der dazu ausgebildet ist, zwischen dem Gehäuse im Bereich einer Befestigungsöffnung des Gehäuses und einer

Befestigungsfläche eines Trägerelements positioniert zu werden, wobei gleichzeitig Mittel zum Fixieren des Überbrückungsrings im Bereich der

Befestigungsöffnung vorgesehen sind.

Eine derartige Ausbildung des Isolatorelements bewirkt zum einen eine gewünschte schlechte Wärmeübertragung zwischen einer Befestigungsfläche eines Trägerelements, an der das Steuergerät befestigt ist, und dem Gehäuse des Steuergeräts, und zum anderen eine besonders einfache Montage bzw. Befestigung des Isolatorelements an dem Gehäuse des Steuergeräts. Dadurch, dass das Isolatorelement durch entsprechende Mittel im Bereich der

Befestigungsöffnung des Gehäuses des Steuergeräts fixiert sind, wird insbesondere ein Verlierschutz ausgebildet, der die Montage insofern vereinfacht, als dass ein einmal an dem Gehäuse des Steuergeräts befestigtes Isolatorelement auf unbeabsichtigte Art und Weise nicht von dem Gehäuse entfernt werden kann. Insbesondere ist es dadurch möglich, ein derartiges Isolatorelement bereits bei dem Herstellen des Gehäuses vorzusehen, so dass der Anwender bzw. Fahrzeughersteller ohne zusätzlich separate Elemente eine fachgerechte Montage an einem Trägerelement (zum Beispiel dem

Getriebegehäuse) lediglich mit Befestigungsmitteln, insbesondere in Form von Befestigungsschrauben, erzielen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Isolatorelements für Gehäuse eines Steuergeräts sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Mittel zum Fixieren des

Überbrückungsrings im Bereich der Befestigungsöffnung ist es vorgesehen, dass die Mittel eine Rastverbindung mit dem Gehäuse ausbilden. Dadurch wird es ermöglicht, das Isolatorelement nach der eigentlichen Herstellung des

insbesondere aus Metall bestehenden Gehäuses mit dem Gehäuse zu verbinden. Insbesondere wird dadurch die Herstellung des Gehäuses im

Druckgussverfahren ermöglicht. Bei einer derartigen Herstellung würde ansonsten ein Isolatorelement, das üblicherweise aus einem Kunststoffmaterial besteht, sich nicht in den eigentlichen Fertigungsprozess des Gehäuses integrieren lassen, da es beim Ausbilden des Gehäuses ansonsten zerstört werden würde.

Zur Ausbildung der Rastverbindung wird insbesondere vorgeschlagen, dass wenigstens ein, vorzugsweise mehrere, in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete Rasthaken am Überbrückungsring vorgesehen sind, die von einer Oberfläche des Überbrückungsrings abragen, und die dazu ausgebildet sind, mit einer Rasthakenöffnung im Bereich der Befestigungsöffnung des Gehäuses zusammenzuwirken. Eine derartige Ausbildung bewirkt insbesondere, dass eine von außen nicht erkennbare und somit auch geschützt angeordnete Rastverbindung zwischen dem Isolatorelement und dem Gehäuse erzielt wird, da der Rasthaken insbesondere in die Befestigungsöffnung des Gehäuses hineinragt.

Ganz besonders bevorzugt ist es darüber hinaus sowohl aus

herstellungstechnischen Gründen als auch aus Kostengründen, wenn das

Isolatorelement aus Kunststoff besteht und als Spritzgussteil ausgebildet ist. Hierbei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Mittel zum Fixieren des Überbrückungsrings im Bereich der Befestigungsöffnung einstückig an dem Überbrückungsring angeformt bzw. mit diesem verbunden sind.

Die Erfindung umfasst auch ein Gehäuse eines Steuergeräts, dass dazu ausgebildet ist, mit einem erfindungsgemäßen Isolatorelement

zusammenzuwirken, wobei das Gehäuse wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Befestigungsöffnungen in Form von Durchgangsöffnungen für

Befestigungsschrauben aufweist. Ein derartiges erfindungsgemäßes Gehäuse zeichnet sich dadurch aus, dass im Bereich der wenigstens einen Befestigungsöffnung an einer Innenwand der Befestigungsöffnung wenigstens eine Gegenfläche ausgebildet ist, die dazu dient, mit einem Rasthaken an dem Überbrückungsring des erfindungsgemäßen Isolatorelements

zusammenzuwirken.

Weiterhin umfasst die Erfindung eine Anordnung aus wenigstens einem erfindungsgemäßen Isolatorelement, das an einem soweit beschriebenen Gehäuse befestigt ist, und einem Trägerelement mit einer Befestigungsfläche, wobei das Gehäuse mittels wenigstens einer Befestigungsschraube mit dem Trägerelement verbunden ist, und wobei das Gehäuse zum Trägerelement, mit Ausnahme im Bereich des wenigstens einen Überbrückungsrings des

Isolatorelements, beabstandet angeordnet ist. Eine derartige Anordnung zeichnet sich während des Betriebs insbesondere dadurch aus, dass das Trägerelement eine höhere Temperatur aufweisen kann als das Gehäuse des Steuergeräts.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.

Diese zeigt in:

Fig. 1 eine stark vereinfachte Darstellung einer Anordnung eines Gehäuses eines Steuergeräts an einem als Getriebegehäuse ausgebildeten Trägerelement,

Fig. 2 den Bereich der Unterseite eines Gehäuses des Steuergeräts sowie zweier, in Befestigungsöffnungen des Steuergeräts einsetzbarer Isolatorelemente in perspektivischer Ansicht,

Fig. 3 ein Isolatorelement in einer perspektivischen Darstellung und

Fig. 4 den Befestigungsbereich des Gehäuses an dem Getriebegehäuse in einem Längsschnitt.

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen. In der Fig. 1 ist stark vereinfacht eine Anordnung 100, bestehend aus einem lediglich bereichsweise dargestellten Trägerelement 50 und dem Gehäuse 1 eines Steuergeräts 2 gezeigt, wobei das Gehäuse 1 beispielhaft über mehrere Befestigungselemente in Form von Befestigungsschrauben 5 mit einer Wand des

Trägerelements 50 verbunden ist, wozu das Trägerelement 50 entsprechende Gewindebohrungen 51 (Fig. 4) aufweist.

Bei dem Trägerelement 50 handelt es sich insbesondere, und nicht

einschränkend, um ein aus Aluminium bestehendes Getriebegehäuse in einem

Kraftfahrzeug, das während des Betriebs eine Temperatur von beispielsweise bis zu 140°C aufweisen kann. Anhand der Fig. 1 ist darüber hinaus erkennbar, dass zwischen dem Gehäuse 1 des Steuergeräts 2 und der Befestigungsfläche 52, an der das Gehäuse 1 befestigt ist, ein Spalt bzw. Abstand 55 ausgebildet ist, der in allen Überdeckungsbereichen des Gehäuses 1 mit der Befestigungsfläche 52 vorhanden ist, mit Ausnahme im Bereich von Befestigungsstellen 60, an denen das Gehäuse 1 über die Befestigungsschrauben 5 mit der Befestigungsfläche 52 verbunden ist. Entsprechend einer Zusammenschau der Fig. 2 und 4 sind die

Befestigungsstellen 60 am Gehäuse 1 des Steuergeräts 2 durch mehrere, domartige Erhöhungen 3 auf der der Befestigungsfläche 52 zugewandten Unterseite des Gehäuses 1 ausgebildet. Das Gehäuse 1 besteht vorzugsweise zumindest im Bereich der Erhöhungen 3 ebenfalls aus Aluminium und ist als Druckgussteil ausgebildet.

Im Bereich der domartigen Erhöhungen 3 weist das Gehäuse 1 darüber hinaus Befestigungsöffnungen für die Befestigungsschrauben 5 in Form von

Durchgangsöffnungen 6 auf. Wie anhand der Fig. 4 erkennbar ist, weisen die Durchgangsöffnungen 6 in Längsrichtung betrachtet keinen konstanten

Durchmesser auf, sondern einen Durchmesser di im Bereich der der

Befestigungsfläche 52 zugewandten Stirnseite der Durchgangsöffnung 6, der sich in etwa in der mittleren Längserstreckung der Durchgangsöffnung 6 zumindest bereichsweise zu einem größeren Durchmesser d 2 erweitert. Im Übergangsbereich zwischen den beiden Durchmessern di und d 2 weist die

Durchgangsöffnung 6 eine Übergangsstufe 7 auf. Darüber hinaus ist anhand der Fig. 2 erkennbar, dass die Durchgangsöffnungen 6 beispielhaft an zwei, um 180° zueinander versetzt angeordneten Positionen sich parallel zur Längsachse der Durchgangsöffnung 6 erstreckende Längsnuten 8 aufweisen, die bis in den Bereich der Übergangsstufe 7 reichen.

Um das Gehäuse 1 des Steuergeräts 2 von dem Trägerelement 50 bzw. der Befestigungsfläche 52 thermisch zu entkoppeln, ist es vorgesehen, das Gehäuse 1 im Bereich der Durchgangsöffnungen 6 mit Isolatorelementen 10 auszustatten. Das in der Fig. 3 in Einzeldarstellung gezeigte Isolatorelement 10 besteht aus einem thermisch schlecht leitenden Material, insbesondere aus Kunststoff, und ist für diesen Fall als Spritzgussteil ausgebildet. Das Isolatorelement 10 weist einen Überbrückungsring 1 1 auf, der eine Öffnung 12 zum Durchführen der Befestigungsschrauben 5 hat. Der Außendurchmesser D des

Überbrückungsrings 1 1 entspricht vorzugsweise dem Außendurchmesser der Erhebungen 3 des Gehäuses 1 , wobei die Erhebung 3 eine plane bzw. ebene

Stirnfläche 9 aufweist, an der der Überbrückungsring 1 1 im Einbauzustand flächig anliegt. Weiterhin weist das Isolatorelement 10 zwei, senkrecht von der Oberfläche des Überbrückungsrings 1 1 abstehende, längliche

Rasthakenelemente 13, 14 auf, die einstückig an dem Überbrückungsring 1 1 angeformt sind und um 180° zueinander versetzt angeordnet sind. Die

Rasthakenelemente 13, 14 weisen an ihrem dem Überbrückungsring 1 1 abgewandten Ende jeweils einen Rasthaken 16, 17 auf, der dazu ausgebildet ist, mit den als Gegenflächen dienenden Übergangsstufen 7 in den

Durchgangsöffnungen 6 im Einbauzustand eine Rastverbindung 15 auszubilden. Darüber hinaus ist die Dimensionierung bzw. Anordnung der Rasthakenelemente

13, 14 derart, dass die Isolatorelemente 10 beim Einführen in die

Durchgangsöffnungen 6 entsprechend des Pfeils 20 in der Fig. 2 in die

Längsnuten 8 eingreifen bzw. darin geführt werden. In der axialen Endposition der Isolatorelemente 10 ist zum einen die Rastverbindung 15 ausgebildet ist, zum anderen liegt der Überbrückungsring 1 1 an der Stirnseite 9 der Erhebung 3 des Gehäuses 1 an.

In der Fig. 4 ist die Befestigung des Gehäuses 1 an dem Trägerelement 50 im Bereich einer Befestigungsschraube 5 dargestellt. Insbesondere erkennt man, dass die Erhebung 3 und somit das Gehäuse 1 des Steuergeräts 2 nicht unmittelbar an der Befestigungsfläche 52 des Trägerelements 50 anliegt, sondern thermisch entkoppelt durch den Überbrückungsring 1 1 bzw. das Isolatorelement 10 von dem Trägerelement 50 beabstandet positioniert ist. Dadurch wird beispielsweise gewährleistet, dass das Steuergerät 2 eine zulässige Betriebstemperatur von beispielsweise 120°C nicht überschreitet, obwohl das Trägerelement 50 im Bereich der Befestigungsfläche 52 von 140°C aufweist.

Das soweit beschriebene Isolatorelement 10, das Trägerelement 50 sowie das Gehäuse 1 des Steuergeräts 2 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.