Elektronische Komponenten müssen häufig vor kurzzeitigen und auch lang andauernden Temperatureinflüssen, die sowohl wäh- rend des Betriebes als auch bei Lagerhaltung auftreten kön- nen, wie auch vor den Einwirkungen starker mechanischer Be- lastungen geschützt werden. Dabei ist vornehmlich für die Ur- sachenforschung bei Unfällen im Verkehr der Erhalt des Inhal- tes von elektronischen Speichern nach Extrembelastungen wie sie nach einem Brand, einer Explosion oder einem Zusammenstoß von Fahrzeugen auftreten, von eminenter Bedeutung. Flug- schreiber, aus der Luftfahrt unter dem Begriff"Black Box" allgemein bekannt, erfüllen diese Aufgaben. Flugschreiber ha- ben aber im Verhältnis zu den Kosten von Landfahrzeugen ein viel zu hohes Preisniveau. Die hohen Preise resultieren im Wesentlichen aus hochwertigen Materialien und aufwendigen Fertigungsprozessen.

Der Temperaturschutz sollte nach Möglichkeit ohne äußere Zwangskühlung gewährleistet sein. Schutzanforderungen werden durch Normen und Standards vorgegeben. Gemäß IEEE Standard 1482.1-1999 Abschnitt 4.5, Unterpunkt"Fire"gelten bei- spielsweise folgende Temperaturbeständigkeitsanforderungen : 650°C für 0,5 Stunden, 300°C für 1 Stunde und 100°C für 5 Stunden. Die Wirkung bekannter Isolationsmaterialien beruht auf deren schlechter Wärmeleitfähigkeit. Um mit diesen Mate- rialien die oben genannte Temperaturbeständigkeit zu errei- chen, muss die Wärmeisolierung ein Vielfaches des zu schüt- zenden Elektronikvolumens einnehmen. Zur Verringerung des

Isolationsvolumens sind aufwendige Konstruktionsmaßnahmen, insbesondere durch die Anordnung zusätzlicher Wärmereflek- tionsschichten und durch Anwendung des von der Thermosflasche bekannten Dewar-Prinzips, erforderlich. Ein weiterer Nachteil der bekannten Isolationsmaterialien mit sehr schlechter Wär- meleitfähigkeit besteht darin, dass die aufgrund des Leis- tungsumsatzes der Elektronik erforderliche Wärmeabführung er- heblich erschwert wird.

Aus der DE 299 04 858 U1 ist eine Vorrichtung zur Messwert- erfassung im Hochtemperaturbereich bekannt, bei der die e- lektronische Schaltung von wasseraufnahmefähiger Keramik um- schlossen ist. Durch Ausnutzung der für die Verdampfung des Wassers notwendigen Energie für die Kühlung der Schaltung kann eine Arbeitstemperatur von maximal 125°C zeitweise tole- riert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrich- tung für elektronische Komponenten anzugeben, die einen in Anlehnung an die oben genannte IEEE 1482 ausreichenden Schutz bezüglich hoher Temperaturen und starker äußerer mechanischer Einwirkung sowie weitgehenden Schutz vor schädlichen Flüssig- keiten garantiert und die eine verbesserte Wärmeabführung von den elektronischen Komponenten nach Außen gestattet.

Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An- spruchs 1 gelöst. Durch die Einbettung silikonvergossener e- lektronischer Komponenten in eine Schutzhülle auf minerali- scher Basis, welche einen Materialanteil mit hohem Wärmespei- chervermögen, nämlich Wasser, aufweist, ist ein sehr wir- kungsvoller Temperaturschutz gegeben, wobei gleichzeitig die Wärmeabführung von den elektronischen Komponenten gegenüber den bekannten Isolationsmaterialien mit sehr schlechter Wär-

meleitfähigkeit erleichtert ist. Vorzugsweise sind die elekt- ronischen Komponenten in ein 2-Komponenten-Silikon mit Edel- stahlummantelung eingebettet. Das Silikon übernimmt die Auf- gabe der elektrischen Isolierung, des Schutzes vor mechani- schen Schwingungen und der Fixierung der Elektronik.

Üblicherweise wird dieses System-auch ohne Edelstahlumman- telung-in einem Material eingebettet, das durch Phasenüber- gang eine hohe Wärmekapazität aufweist und schädliche äußere Wärme von der Elektronik durch Wärmeabsorption fernhält. Die- se Materialien sind oft Wachse, Parafine, Ester oder Bicarbo- nate mit den bekannten Nachteilen der schwierigen Verarbeit- barkeit, den hohen Kosten und erheblichen Umweltbelastungen.

Erfindungsgemäß ist das Einbettungsmaterial ein Mineralsystem mit hohem Luftanteil, in dem Wasser gebunden ist, wobei ein Frostschutzmittel, beispielsweise Salz, dafür sorgt, dass der Korpus auch bei Minustemperaturen nicht beschädigt wird. Was- ser besitzt-wie allgemein bekannt-die beste Wärmekapazi- tät. Gegenüber häufig verwendeten keramischen Isolationsme- dien zeichnen sich Isolatoren auf mineralischer Basis durch geringere Kosten, niedrigeres Gewicht und verbesserte Umwelt- verträglichkeit aus.

Unter Berücksichtigung zusätzlicher mechanischer Widerstands- fähigkeit, der nötigen Wärmeableitung aus dem Inneren und ei- nes definierten Temperatur-Zeit-Verhaltens, das aus den spe- ziellen Einsatzbedingungen resultiert, ist die Schutzhülle gemäß Anspruch 2 vorzugsweise von einem Edelstahlgehäuse, welches mindestens ein Thermostatventil aufweist, umgeben.

Das Thermostatventil wirkt dabei als thermische Sollbruch- stelle. Im Extremfall, insbesondere bei starker, lang andau- ernder Hitzeeinwirkung von außen, nimmt das Wasser zunächst

die von außen zugeführte Wärme auf, erhitzt sich bis zur Sie- detemperatur, geht unter weiterer Wärmeabsorption in die Dampfphase über und dringt durch die thermische Sollbruch- stelle in das Umgebungsmedium ein. Dabei steigt die Tempera- tur in der Elektronik nicht über die Siedetemperatur des Was- sers, d. h. nicht über ca. 100°C. Erst nachdem der gesamte Wasservorrat"verbraucht"ist, nimmt die Schutzhülle ihre ur- sprüngliche Funktion der Hemmung des Wärmeflusses ein.

Das Edelstahlgehäuse mit der Schutzhülle und der silikonver- gossenen Elektronikkomponente kann gemäß Anspruch 3 in eine weitere Schutzhülle aus oder mit keramischer Gussmasse einge- bettet sein. Diese Gussmasse übernimmt neben einem mechani- schen Schutz auch eine Aufgabe beim thermischen Schutz, darin bestehend, selbst ein schlechter Wärmeleiter zu sein, bei Er- wärmung gebundenes Wasser freizusetzen und den Dampf aus dem Thermoventil langsam nach außen zu leiten. Das freigesetzte Wasser unterstützt hierbei die Wärmeabsorption.

Als äußerer Abschluss ist gemäß Anspruch 4 ein weiteres Edel- stahlgehäuse vorgesehen, das dem mechanischen Schutz der in- neren Komponenten und der Fixierung des Gesamtsystems dient.

Die Edelstahlummantelung der silikonvergossenen Elektronik- komponente und die beiden Edelstahlgehäuse für das mineralba- sierte Isolationsmedium und für die keramische Gussmasse ü- bernehmen nicht nur die Funktion des Trägers der Schutzhül- len. Sie sind auch in Verbindung mit den Schutzhüllen so aus- gelegt, dass von außen eindringende Festkörper gehemmt, auf- tretende statische Drücke, extrem starke Beschleunigungen, von außen einwirkende schädigende Flüssigkeiten und Chemika- lien, wie Wasser Öle, Kraftstoffe, Feuerschutzmittel usw. in Anlehnung an oben genannte IEEE 1482.1 von den elektronischen Komponenten ferngehalten werden.

Eine derartige Schutzvorrichtung beansprucht nur einen Bruch- teil des Volumens bei Standardtemperaturschutzbauweise und erlaubt darüber hinaus eine kostengünstige Herstellung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand figürlich dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine Wärmeschutzvorrichtung nach einem Test, Figur 2 Komponenten einer Wärmeschutzvorrichtung, Figur 3 einen Querschnitt durch eine Schutzvorrichtung mit einer Schutzhülle und Figur 4 einen Querschnitt durch eine Schutzvorrichtung mit zwei Schutzhüllen.

Die Figuren 1 und 2 zeigen die wesentlichen Bauteile einer Wärmeschutzvorrichtung mit einer topfförmigen zweiten Schutz- hülle 1 und einer klotzförmigen ersten Schutzhülle 2, in die eine elektronische Komponente, beispielsweise ein elektroni- sches Speichermodul 5 (Figuren 3 und 4) vergossen ist, wobei in Figur 2 nur die nach außen geführte Anschlussleitung 3 des elektronischen Speichermoduls sichtbar ist. Die klotzförmige erste Schutzhülle 2 wird in das Innere der topfförmigen zwei- ten Schutzhülle 1 eingesetzt. Dabei kann die zweite Schutz- hülle 1 beispielsweise durch ein Edelstahlgehäuse 4 gehalten sein. Die klotzförmige erste Schutzhülle 2 besteht aus Mate- rial mit hohem Wärmespeichervermögen, während die topfförmige zweite Schutzhülle 1 aus Material mit schlechter Wärmeleitfä- higkeit besteht. Bei diesem Materialmix ist gesichert, dass einerseits eine hohe Temperaturbeständigkeit der Wärmeschutz- vorrichtung gegeben ist und andererseits die Abführung der Leistungsverlustwärme von dem Speichermodul 5 nicht unnötig erschwert ist. Die Klotzform der ersten Schutzhülle 2 kann

passgenau an die Topfform der zweiten Schutzhülle 1 angepasst sein. Denkbar sind jedoch auch Varianten mit Zwischenräumen, die durch Vakuum, Befüllung mit weiterem Isolationsmaterial oder durch Wärmereflektionsschichten teilweise oder ganz ge- füllt sind.

Einen Querschnitt durch eine Schutzvorrichtung mit nur einer Schutzhülle veranschaulicht Figur 3. Das elektronische Spei- chermodul 5 ist in einer Silikonvergussmasse 6 eingebettet, welche von einer Edelstahlummantelung 7 mit Deckel 8 um- schlossen ist. Die Anschlussleitung 3 des elektronischen Speichermoduls 5 durchragt die Silikonvergussmasse 6, den De- ckel 8, die erste Schutzschicht 2 sowie eine Abdeckung 9 ei- nes ersten Edelstahlgehäuses 10. Die erste Schutzhülle 2 be- steht dabei aus einem Wärme-Isolationsmedium auf minerali- scher Basis, wobei das mineralische Trägermaterial einen Luftanteil und gebundenes Wasser, das mit einem Frostschutz- mittel am Vereisen gehindert wird, enthält. Das erste Edel- stahlgehäuse 10 ist mit einem Thermoventil 11 ausgestattet, welches im Falle sehr hoher Wärmebelastung die Ableitung von Wasserdampf in die Umgebung ermöglicht.

Diesen Aufbau um 90° gedreht und mit einer zusätzlichen zwei- ten Schutzhülle 1 zeigt Figur 4. Die zweite Schutzhülle 1 be- steht dabei im Wesentlichen aus einer keramischen Vergussmas- se, in deren Poren über das Thermoventil 11 gegebenenfalls Wasserdampf eindringen kann. Die keramische Vergussmasse als zweite Schutzhülle 1 wird von dem zweiten Edelstahlgehäuse 4 samt einer Deckelung 12 allseitig umschlossen.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend ange- gebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gear- teter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch ma- chen.