控制裝置的結構的製作方法

2023-08-08 22:56:31

專利名稱：控制裝置的結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制裝置的結構，該控制裝置用於控制特別是用於汽車的機械和/或電氣設備。
目前在各種應用和公開文獻中已知將控制裝置或者說控制儀附裝到一些設備上，如用於汽車的ABS和ESP控制裝置，並按照標準進行使用。此種儀器通常的結構構成了用於電動執行器的組件，例如電磁線圈和其控制元件，如開關電晶體和/或繼電器，以及通過插頭和插頭連接進行的接觸。安裝和連接技術採用公知的方式進行，例如用印刷電路板，其同時作為控制裝置元件的線路板，以及連接在外罩內的插頭和線圈。
在服務工作中，即在維修時，對這種控制裝置目前通常的做法是，更換整個控制裝置外罩，其中相應需要做大量的工作。然後在單獨的地點進行控制裝置的維修，例如更換其損壞件。
公開文獻DE 196 29 630 A1是用於說明一種帶有輔助儀器的控制儀結構的實例。
DE 34 37 666 A1描述了一種特別是用於汽車的電子控制儀，其裝備了可更換的數據模塊，該數據模塊設置在由絕緣塑料製成的託架上。數據模塊的更換不需要打開儀器的外罩就能完成，這樣可使儀器能夠適應不同的控制程序和控制程序流程。包含這些程序的數據模塊設有把手，把手通過一個開口在控制儀外罩上方伸出，其中一個附加頂蓋封閉該開口並包圍該把手。元件在維修時的更換在此沒有加以說明。

發明內容
相反，按本發明的用於控制特別是汽車上的機械和/或電氣設備的控制裝置的結構可以以很簡單的方式更換線路板，而不需要拆卸控制裝置，其中尤其有利的是將易發生故障的元件裝配到該線路板上。
按照本發明大大簡化了控制裝置的結構，特別是通過將所謂的用於維修的分離平面設置在可更換的線路板上。這樣做的優點是，控制裝置的其餘結構和連接技術可以通過節約時間的先進裝配技術簡單實現。
用於控制特別是汽車上的機械和/或電氣設備的控制裝置的結構具有-至少一個帶電子控制元件的第一線路板；-至少一個可鬆開地設置在第一線路板上的具有其它電子控制元件的第二線路板；和-至少一個具有頂蓋的外罩，用於封裝第一和第二線路板。
其中，頂蓋具有一個用於進入與第二線路板對應的部分區域的存取口，該存取口用一個可更換的封蓋封閉。這樣有利於在發生故障時，可以直接取到需要更換的元件，其中只需要很少的操作，並在現場就能完成。
一個用於在維修情況下打開外罩且作為可更換的封蓋與外罩的連接的解裂槽在更換第二線路板後用合適的備用封蓋隨後進行封閉，其中備用封蓋可以例如先與更換件一起提供。此外有利的是第二線路板本身用一部分封住打開的解裂槽，或者說構成存取口的封閉蓋，該封閉蓋優選以一種封閉活門的結構實現。在這種情況下，這種活門必定能再次打開，這樣就可以取消另外的封閉件。
解裂槽或者說注塑的封閉活門的製造是優選的。因為這可以在生產頂蓋或者外罩時在同一工序同時完成。這樣可以節約其它零件。
在另一種實施方式中，用第二線路板的一個部分或一個部分區域封閉存取口。優選將此部分區域設計成散熱片。這樣有利於將第二線路板需散熱的元件直接與散熱片連接。此外還有優點，第二線路板的作為散熱片構造的部分用於在解裂槽斷開後進行封閉或者用於封閉存取口。由此有利的是外罩中的存取口在更換前已經封閉，不需要額外的封閉蓋。
在另外一種實施方式中，為第二線路板在其向外指向的一側設置保護元件。這樣更擴大了本發明的應用可能性。在此特別有利的是，保護元件形成存取口的封閉蓋。
在另一種結構方案中，第二線路板的散熱片與第一和/或第二傳熱元件、外罩、頂蓋、功能組件的一部分和/或另一個散熱片連接，用於散熱。這樣可以多方面用於第二線路板上有不同散熱需要的元件。
這裡特別有利的是，第二傳熱元件形成第二線路板的導向件和/或防止第二線路板錯裝。因而不再需要附加的導向元件或者保護元件。
用於控制特別是汽車上的機械和/或電氣設備的控制裝置的另一種結構具有-至少一個帶電子控制元件的第一線路板；-至少一個可鬆開地設置在第一線路板上的具有其它電子控制元件的第二線路板；和-至少一個具有頂蓋的外罩，用於封裝第一和第二線路板。
其中，為了進入與第二線路板對應的部分區域中，頂蓋具有至少一個與外罩相連接的解裂槽，且該頂蓋可以替換。例如這裡頂蓋與外罩本來固定連接，例如通過超聲焊接。藉助解裂槽，頂蓋可以在特定位置簡單地移除，用於更換第二線路板，並用與替換件一同提供的頂蓋更換，該頂蓋例如用附帶的密封件擰緊。這種更換同樣有利的是可以在現場以簡單的方式實現。
在另一種實施方式中，外罩和頂蓋一體式構成。在這裡本發明的應用也有優勢，因為可以進行快速更換。
特別有利的是，第二線路板的至少一個控制元件具有很容易發出故障的功能元件。由此可以將基於經驗值得出的功能元件整合在更換件中，其中它們可以在更換時快速簡單的裝入。
在用於控制特別是汽車上的機械和/或電氣設備的具有一個功能組件的控制裝置的結構中更換線路板的方法，其中該控制裝置具有-至少一個具有電子元件的第一線路板；-至少一個可鬆開地設置在第一線路板上的具有至少一個控制元件的第二線路板；和-至少一個具有頂蓋的外罩，用於封裝第一和第二線路板。
其中更換線路板的方法具有以下方法步驟(S1)打開頂蓋或者外罩上的由封蓋封閉的存取口；(S2)由存取口進入與第二線路板對應的部分區域，將第二線路板從第一線路板上鬆開並取下；(S4)將新的第二線路板裝到第一線路板上；(S5)封閉存取口。


本發明其它優點、細節和特徵在下面的說明以及附圖中獲得。
下面根據附圖中給出的實施例來詳細說明本發明。
附圖示出圖1示出了按現有技術的控制裝置的結構的示意剖面圖；圖2示出了按本發明的控制裝置的結構的第一實施例的示意剖面圖；圖3示出了圖1標註X部分上面部分的封蓋放大視圖；圖4示出了圖3的變型方案；圖5示出了按本發明的控制裝置的結構的第二實施例的示意剖面圖；圖6示出了按本發明的控制裝置的結構的第三實施例的示意剖面圖；圖7示出了按本發明的控制裝置的結構的第四實施例的示意剖面圖；圖8示出了按本發明的控制裝置的結構的第四實施例的變型方案的示意剖面圖；圖9示出了按本發明的控制裝置的結構的第五實施例的示意剖面圖。
具體實施例方式
在圖中相同的附圖標記表示相同或相似的元件或者是具有相同或相似功能的元件。
在用於控制特別是用於汽車的機械和/或電氣設備、如用於ABS/ESP系統的控制裝置中，根據質量檢驗和維修統計得出，對於某些元件具有很高的損壞或者說故障可能性，這種損壞或者故障在汽車中可能是由於惡劣的環境條件造成的。
圖1示意示出了按現有技術的此類控制裝置1。沒有做進一步詳細解釋的功能組件13構成了例如汽車ABS/ESP系統的一個液壓設備，該液壓設備由機電元件20、例如電磁閥來控制。該電磁元件20與裝配電子控制元件和開關元件21的第一線路板3相連接。在此該線路板例如是一種印刷電路。該控制裝置1由一個外罩12和一個安裝在該外罩上的頂蓋22完全包住，並例如防止溼氣和髒汙侵入。
在維修時要把整個控制裝置1從功能組件13上取下並更換。
在按本發明的控制裝置1中-在圖2示出了第一實施例-將具有很高故障可能性的元件設置在第二線路板4上，該第二線路板4在維修時可以很簡單並快速的取到並更換。這些元件涉及例如可以設置在所謂的邏輯晶片上的控制元件，該邏輯晶片根據本發明設置在第二線路板4上，並設計成可更換式。
第一線路板3具有開關元件例如繼電器和/或開關電晶體21，用於控制執行器如用於液壓閥的電磁線圈21。此外在第一線路板3上還以特定方式設置插座形式的第一接觸元件7。
電子控制裝置的其它電子元件例如邏輯電路和類似元件設置在第二線路板4上。作為例子在圖6中示出了具有結合結構的連接元件6的晶片結構的元件5。
在此實例中，第二線路板4是一種陶瓷載體，即一種所謂的LTCC(低溫共燒陶瓷)。但它也可以是一種印刷電路板或者類似物。第二線路板4另外裝配了指向第一線路板3並與第一接觸元件7相應的接觸銷形式的第二接觸元件8。第一和第二接觸元件7、8構成第一和第二線路板3和4之間可拆開的導電連接，其中第二線路板4沿箭頭方向B裝到第一線路板3上，並且沿箭頭方向A從該第一線路板3移除(圖2)。
在維修時要將在第一接觸元件7中的第二線路板4取出，這通過控制裝置1外罩頂蓋22或者外罩12(見圖2)中的存取口17實現。
圖3和4放大地示出了圖1標註X的上面部分，帶存取口17。在優選的結構方案中，存取口17用一個封蓋2封閉。封蓋2通過至少一個例如具有消弱的邊緣區的解裂槽23與頂蓋22連接，其中該需要斷裂拆出的封蓋2設有一個或多個凸起25，用於放置合適的用於向外斷開的工具(圖3)。
圖4示出了封蓋2的一種作為替代方案的活門形式的結構方案，該封蓋2在一側通過關節24、在另一側通過卡槽結構26封閉存取口17。卡槽結構26也可設計成解裂槽。凸起25用於放置開啟封蓋2的工具，封蓋2圍繞著關節24(箭頭)打開和關閉。關節24可以通過將頂蓋22的壁厚減小構成。
封蓋2在裝上新的第二線路板4後也可由一個備用封蓋封閉，如後面還將進一步解釋。
圖5示出了一種第二實施例。存取口17還沒有封住。第二線路板4在該實施例中具有一金屬體，其例如由鋁製成，該金屬體構成了控制元件5的散熱片10，並與控制元件以及第二線路板4處於導熱連接中。
第一線路板3以公知的方式設置並固定在外罩12上面或者內部。在該線路板3中固定著一銷子作為傳熱元件11，該銷子在其底部是L形的，並且與功能組件13接觸用以傳遞熱量。該傳熱元件11的另一端與散熱片10處於形狀配合連接，其中實現了向功能組件13的熱傳遞。
在一些情況下，只用一塊金屬體作為散熱片10已經足夠。如在圖6示出的第三實施例。為節約空間，散熱片10在第三實施例中與第二線路板4一起安置在第一線路板3上，使得該散熱片10處於這兩個線路板3和4之間。由此降低了控制裝置1的結構高度。這裡第二線路板4的向上或者說向外指向的裝備側以合適的方式用保護元件19進行覆蓋。在此保護元件19以合適的結構構成了存取口17的封閉蓋，該存取口17之前例如用一具有解裂槽23(圖3)的封蓋2來封閉。
在特別優選的結構方案中，如此構造散熱片10，使得其總是構成存取口17的封閉蓋，這在圖7中本發明的第四實施例中示出。頂蓋22或者外罩12上的存取口17設計的形狀與散熱片10的形狀相應。散熱片10以上面描述的方式與第二線路板4相連，並通過固定元件14、15例如螺紋連接件與頂蓋22和第一線路板3連接在一起。在散熱片10和外罩12之間設置了密封件16，該密封件16在更換第二線路板4時更換。密封件16例如可以由彈性體、矽樹脂或類似材料製成。也可以考慮導熱的密封件16，其中頂蓋22至少在這一範圍具有導熱性能。當然在這種實施方式中也可以設置一個第二傳熱元件11(見圖5)。
圖8示出了第四實施例的一種替代方案，其中與第二線路板4相連的散熱片10支撐在外罩12的支撐元件18上，並且藉助於第一固定元件14可鬆開地與支撐元件18連接在一起。這裡支撐元件14構成了導向件以及用於正確安裝第二線路板4的輔助件，這樣就防止了錯誤安裝。在該實施例中同樣在散熱片10底面和頂蓋22之間設置了密封件16，該密封件16也可以是O型圈。第一固定元件14的密封以公知的方式進行，例如用自密封的螺紋件。
在圖9中示出的第五實施例中，頂蓋2是鐵皮蓋，與散熱片10相連的第二線路板4通過第一傳熱元件9安置或者說隨後再次安置到該頂蓋2上。散熱片10例如由鋁製成，其中傳熱元件9是一種導熱膠。
當然其它實施方式例如金屬導熱彈簧也是可行的。這裡由金屬製成的、例如由深衝件或者壓鑄件構成的備用封蓋2用作其它散熱片，並且用以將熱量排出到環境空氣中。
備用封蓋2在其下面部分具有卷邊，備用封蓋2藉助卷邊例如在添加一種合適的密封件的情況下以公知的且合適的方式固定在外罩12或者說頂蓋22上，以用於對打開的存取口進行封閉，並密封地封閉存取口。這樣又回到了控制裝置1的原始狀態。
備用封蓋2也可以比原始封蓋構造地更費事些，例如原始頂蓋用超聲焊接，備用封蓋作為具有輔助密封件的螺旋蓋在一種維修套件中提供。
本發明不局限於上面提到的實施例，而是能夠以多種多樣的方式方法進行改進。
例如線路板4可以是印刷電路板或者一種完整的更換模塊。
銷子形式的第二傳熱元件11可以構成導向件，並防止第二線路板4錯誤安裝。
也可以考慮，第二線路板4本身以特定的部分區域、例如印刷電路板的一部分構成存取口17的封閉蓋。
附圖標記列表

權利要求
1.用於控制特別是汽車上的機械和/或電氣設備的帶功能組件(13)的控制裝置(1)的結構，具有-至少一個具有電子元件(21)的第一線路板(3)；-至少一個可鬆開地設置在第一線路板(3)上的具有至少一個控制元件(5)的第二線路板(4)；和-至少一個具有頂蓋(22)的外罩(12)，用於封裝第一和第二線路板(3，4)，其中，所述頂蓋(22)具有一個存取口(17)，用於進入與第二線路板(4)對應的部分區域，該存取口(17)用一個可以更換的封蓋(2)封閉。
2.按權利要求1所述的結構，其特徵在於所述可更換的封蓋(2)通過至少一個解裂槽(23)與頂蓋(22)連接。
3.按權利要求1所述的結構，其特徵在於所述可更換的封蓋(2)是能夠再次封閉的封蓋(2)。
4.按權利要求3所述的結構，其特徵在於所述存取口(17)的可再次封閉的封蓋(2)類似於活門。
5.按權利要求1或2中任一項所述的結構，其特徵在於所述存取口(17)用所述第二線路板(4)的一個部分區域封閉。
6.按權利要求5所述的結構，其特徵在於所述第二線路板(4)用於封閉存取口的部分區域是散熱片(10)。
7.按權利要求5所述的結構，其特徵在於所述第二線路板(4)用於封閉存取口(17)的部分區域是保護元件(19)，該保護元件(19)覆蓋第二線路板(4)向外指向的部分。
8.按權利要求6至8中任一項所述的結構，其特徵在於所述第二線路板(4)的散熱片(10)和一個第一和/或第二傳熱元件(9，11)、外罩(12)、頂蓋(22)、功能組件(13)和/或另一個散熱片的一個部分連接，用以傳輸熱量。
9.按權利要求8所述的結構，其特徵在於所述第二傳熱元件(11)形成第二線路板(4)的導向件，和/或防止第二線路板(4)錯裝。
10.用於控制特別是汽車上的機械和/或電氣設備的具有功能組件(13)的控制裝置(1)的結構，具有-至少一個具有電子元件(21)的第一線路板(3)；-至少一個可鬆開地設置在第一線路板(3)上的具有至少一個控制元件(5)的第二線路板(4)；和-至少一個具有頂蓋(22)的外罩(12)，用於封裝第一和第二線路板(3，4)，其中，所述頂蓋(22)為了進入與第二線路板(4)對應的部分區域設有至少一個與外罩(12)連接的解裂槽(23)，且可以更換。
11.按權利要求1至10中任一項所述的結構，其特徵在於所述外罩(12)和所述頂蓋(22)一件式構成。
12.按權利要求1至11中任一項所述的結構，其特徵在於所述第二線路板(4)的至少一個控制元件(5)具有很容易發生故障的功能元件。
13.用於在用於控制特別是汽車上的機械和/或電氣設備的帶有功能組件(13)控制裝置(1)的結構中更換線路板(4)的方法，其中該控制裝置具有-至少一個具有電子元件(21)的第一線路板(3)；-至少一個可鬆開地設置在第一線路板(3)上的具有至少一個控制元件(5)的第二線路板(4)；和-至少一個具有頂蓋(22)的外罩(12)，用於封裝第一和第二線路板(3，4)，其中該方法具有以下方法步驟(S1)打開頂蓋(22)或者外罩(12)上的由封蓋(2)封閉的存取口(17)；(S2)由存取口(17)進入與第二線路板(4)對應的部分區域，並將所述第二線路板(4)從第一線路板(3)上鬆開並取下；(S4)將新的第二線路板(4)裝到第一線路板(3)上；(S5)封閉存取口(17)。
14.按權利要求13所述的方法，其特徵在於在方法步驟(S4)中通過第二傳熱元件(9)的導向進行新的第二線路板(4)的安裝，並且/或者防止錯裝。
15.按權利要求13或14所述的方法，其特徵在於在方法步驟(S5)中用新的第二線路板(4)上的一個為此構造的部分封閉所述存取口(17)。
全文摘要
本發明涉及一種控制特別是汽車用的機械和/或電氣設備的具有功能組件(13)的控制裝置(1)的結構，具有至少一個具有電子元件(21)的第一線路板(3)；至少一個可鬆開地設置在第一線路板(3)上的具有至少一個控制元件(5)的第二線路板(4)；和至少一個具有頂蓋(22)的外罩(12)，用於封裝第一和第二線路板(3，4)，其中，頂蓋(22)具有一個存取口(17)，用於進入與第二線路板(4)對應的部分區域，該存取口(17)用一個可以更換的封蓋(2)封閉，本發明還涉及一種相應的用於更換線路板的方法。
文檔編號H05K5/02GK1942068SQ20061014475
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月30日 優先權日2005年9月30日
發明者S·阿卡, R·維特, O·格拉特克, S·勒漢伯傑, A·維哈, R·肖恩-赫默勞, A·思傑 申請人:羅伯特.博世有限公司