變速器室和馬達室之間的電子模塊結構的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于布置在變速器室(3)和馬達室(5)之間的通孔敷鍍元件(1)。該通孔敷鍍元件(1)具有一帶有凹部(11)的基板(9)和一帶有電導線(19)的下級模塊(13、15、17)。所述下級模塊(13、15、17)布置在所述基板(9)的凹部(11)中并且在此材料鎖合地且油密封地與所述基板(9)連接。所述通孔敷鍍元件(1)實施用于將所述變速器室(3)與馬達室(5)油密封地分開。
【專利說明】變速器室和馬達室之間的電子模塊結構
【背景技術】
[0001]為了控制變速器,例如在車輛的馬達中的變速器,需要電子控制裝置。電子控制裝置可以例如布置在變速器殼體內部,或者從外部安裝到變速器殼體上。
[0002]布置在變速器內部的控制設備可以被稱作集成控制設備并且可以直接安裝在液壓的控制單元上。由電子模塊和液壓模塊組成的組合可以被稱作機電一體化結構。該機電一體化結構通過開口插入到變速器殼體中。接下來將所述開口通過一蓋子、也被稱作油底殼進行關閉。
[0003]集成控制設備具有電子電路(T⑶)、傳感器、用于聯接到一能量供給裝置上的插接連接裝置以及用于操控執行器的電接口。到所述能量供給裝置上或者說到一電纜束插頭上的聯接必須經由一密封的插頭進行,該插頭必須穿過殼體或蓋子引導。但所述電纜束插頭通常在穿過殼體引導之前就已經剛性地與液壓單元連接。因此其必須機械柔韌地實施,以便能夠實現公差補償。該公差補償會是工作耗費的。在此,集成控制設備還例如暴露在變速器油以及直至150°C的高溫下。由于高溫,必須使用陶瓷基體作為電路載體。這會產生高的費用。
[0004]從外部安裝到變速器殼體上的控制設備可以布置在鄰接在變速器室上的馬達室中并且被稱作附加控制設備。該附加控制設備可以暴露在比所述集成控制設備略低的直至120°的溫度下。作為電路載體這里可以使用一電路板,也稱作印刷電路板(PCB)。當然一附加控制設備需要馬達室中的大量的結構空間。此外,附加控制設備的安裝與高的工作耗費相連,因為電導線必須從所述控制設備朝位于變速器內部的傳感器和執行器引導并且密封。在此,必須在變速器殼體上密封的導線數量會高于在集成控制設備的電纜束插頭的情況下的導線數量。
【發明內容】
[0005]因此會存在對于一種可能性的需求,其克服不僅集成控制設備而且附加控制設備的上述缺點。
[0006]該任務可以通過根據獨立權利要求所述的本發明的主題來解決。本發明的有利的實施方式在從屬權利要求中描述。
[0007]下面詳細探討根據本發明的實施方式的裝置的特征、細節和可能的優點。
[0008]根據本發明的第一方面,介紹一種用于布置在一變速器室和一馬達室之間的通孔敷鍍元件。該通孔敷鍍元件具有一帶有至少一個凹部的基板和至少一個帶有電導線的下級模塊。該下級模塊布置在所述基板的凹部中并且材料鎖合地且油密封地與所述基板連接。所述通孔敷鍍元件在此實施用于將所述變速器室與所述馬達室油密封地分開。
[0009]換句話說,本發明基于如下想法,即設置一通孔敷鍍元件,其將一變速器相對于馬達室油密封地關閉并且同時例如包含必須從所述馬達室引入到所述變速器室中的所有的電連接裝置。所述通孔敷鍍元件在此可以例如布置在變速器殼體上并且不僅可以代替傳感器模塊也可以代替變速器插頭。此外,所述通孔敷鍍元件可以代替油密封的變速器蓋件。油密封在此表示對于油、尤其對于變速器油來說是無法穿透的。
[0010]結合根據本發明的通孔敷鍍元件,電路載體可以實施成由集成控制設備和附加控制設備組成的混合體。例如電路載體可以直接在所述通孔敷鍍元件上布置在馬達室側,并且由此暴露在比變速器內部更低的溫度下。由此可以使用比較便宜的電路板。此外,所述電路載體直接布置在所述馬達室和所述變速器室之間的過渡區上且因此不占據所述馬達室中的結構空間。此外,由于根據本發明的通孔敷鍍元件,取消了將所述電導線穿過所述變速器殼體引導以及密封所述導線的工作步驟,因為所述下級模塊連同相應的電導線已經油密封地集成到所述基板中。
[0011]在此,所述基板可以具有塑料或由塑料制成。所述基板的凹部已經在制造時就如此地設置,使得所插入的下級模塊剛好安置在關于所述變速器內部的相對應的元件的正確位置上。所述凹部可以在此略微大于相應的下級模塊來進行尺寸設計,用以補償制造公差。例如所述下級模塊可以借助于所謂的量具(Lehre)安裝到所述基板中。
[0012]在所述基板和所述下級模塊之間的材料鎖合連接是一種不可松開的連接,其中,所述基板在原子水平或分子水平上與所述下級模塊連接。例如所述連接可以通過焊接或粘接來制成。優選地,所述材料鎖合連接通過激光焊接或摩擦焊接制成。由此產生一種油密封的連接,從而所述電連接可以將所述下級模塊油密封地從所述馬達室引導到所述變速器室中。
[0013]根據本發明的一個實施例,單個的下級模塊可以例如實施成傳感器、插頭、聯接器和/或分配器。所述下級模塊可以具有一塑料殼體,該塑料殼體具有位于其中的電導線以及必要時的電結構元件。例如可以將第一下級模塊實施成壓力傳感器或者實施成溫度傳感器。第二下級模塊可以作為一設備插頭的備件起作用,所述設備插頭例如用于聯接到一額外的轉速傳感器上。第三下級模塊可以例如實施成分配器。在此,在所述基板中優選集成多個下級模塊。例如可以針對每個功能元件設置一單獨的下級模塊。以這種方式可以相互獨立地制造單個的功能元件。通過單個的下級模塊集成到所述基板的凹部中,還可以棄除整個基板通過一打開過程(Ofenprozess)的引導。
[0014]所述下級模塊、尤其插頭和分配器,可以額外地在一面向所述馬達室的側面上密封。為此,所述電連接裝置可以在馬達室側通過環氧樹脂澆注件或通過壓入的圓形插針來油密封地封裝。
[0015]根據本發明的另一個實施例,所述通孔敷鍍元件還具有一蓋件。當所述通孔敷鍍元件安裝或者說定位在所述變速器室和所述馬達室之間時,所述蓋件,也稱作蓋子,布置在所述基板的面向所述馬達室的一側。所述蓋件可通過第一緊固元件緊固在所述變速器室的殼體上。所述蓋件可以例如具有塑料或由塑料制成。在此,所述蓋件可以提供一用于所述基板的止擋保護和一布置在所述基板上的電路載體。
[0016]在所述基板和所述蓋件之間可以設置一具有電子結構元件的電路載體。其與所述通孔敷鍍元件一起形成一電子控制模塊。
[0017]根據本發明的另一個實施例,所述蓋件通過第二緊固元件緊固在所述基板的面向所述馬達室的側面上。在此情況下,所述第二緊固元件可以從所述馬達室側穿透所述蓋件,通過所述電路載體中的凹部延伸并且與所述基板中的相應的容納元件嵌接。根據另一個實施例,所述電路載體通過第三緊固元件緊固在所述蓋件上。所述第三緊固元件可以附加于或替選于所述第二緊固元件設置。
[0018]不僅所述第二緊固元件而且所述第三緊固元件都引起所述基板且必要時位于其上的電路載體與所述蓋件連接。在緊固這些元件時,在所述馬達室和所述變速器室之間不產生連接,從而所述第二緊固元件或者說所述第三緊固元件不必密封以防油流出。
[0019]所述第一、第二和第三緊固元件可以分別實施成例如鉚釘、卡扣連接裝置和/或螺釘。
[0020]根據本發明的第二方面,介紹一種電子控制模塊。該電子控制模塊具有一帶有電子結構元件的電路載體和一在上面描述的通孔敷鍍元件。所述電子結構元件,例如二極管、電容器和晶體管與所述下級模塊電連接并且布置在所述電路載體的面向所述馬達室的一偵U。由此使所述電子結構元件遠離所述變速器室定位,并且可以通過在所述馬達室中存在的較低的溫度必要時進行冷卻。
[0021]在此,所述電路載體布置在所述基板的面向所述馬達室的側面上。也就是說,所述電子結構元件定位在所述電路載體的背離所述基板的側面上。所述電路載體具有塑料材料或者說由塑料材料制成。這通過如下方式實現,即所述電路載體不暴露在存在于所述變速器室中的高溫下,而是通過所述基板來保護。
[0022]根據本發明的第三方面,介紹一種用于制造和安裝一在上面描述的電子控制模塊的方法。該方法具有下列步驟:準備一具有凹部的基板;準備一具有導線的下級模塊;并且準備一電路載體;穿過所述凹部引導所述下級模塊;連接、尤其焊劑所述下級模塊的電導線與所述電路載體;并且材料鎖合地且油密封地連接、尤其焊劑所述下級模塊與所述基板。在制造所述基板時就已經可以考慮所述凹部的定位和尺寸設計上的制造公差,從而計劃好用于所述下級模塊的足夠的間隙空間。
[0023]根據本發明的另一個實施例,所述方法還具有下列步驟:準備一蓋件;通過第二緊固元件將所述蓋件緊固、尤其螺旋連接在所述基板上。
[0024]根據本發明的另一個實施例,所述制造方法可以可替選地具有:準備一蓋件;在所述下級模塊與所述基板連接之前,連接、尤其焊接所述下級模塊的電導線與所述電路載體;在所述下級模塊與所述基板連接之前,通過第三緊固元件將所述電路載體緊固、尤其螺旋連接在所述蓋件上。以這種方式可以實現,所述第三緊固元件既不具有與所述馬達室的連接也不具有與所述變速器室的連接且因此不必進行密封。
[0025]根據本發明的另一個實施例,所述方法還具有:將所述基板在一變速器室和一馬達室之間布置在一變速器的殼體上;在所述基板和所述變速器殼體之間設置一密封元件、尤其一密封圈;通過第一緊固元件連接所述蓋件與所述變速器的殼體。
[0026]所述通孔敷鍍元件和所述電子控制模塊可以例如用在車輛的變速器中,尤其用于自動變速器中。所述電子控制模塊可以例如實施成液壓的或實施成電子機械的控制單元。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]本發明的其它特征和優點對于本領域技術人員而言參照附圖從下面的示例性的實施方式的描述中顯而易見,但所述實施方式不用于限制本發明。
[0028]圖1示出了根據本發明的一個實施例的通孔敷鍍元件的橫截面;
圖2不出了根據本發明的一個實施例的電控制模塊的橫截面; 圖3示出了根據本發明的另一個實施例的電控制模塊的橫截面;
圖4示出了根據本發明的一個實施例的用于安裝電控制模塊的方法的框圖;
圖5示出了根據本發明的另一個實施例的用于安裝電控制模塊的方法的框圖。
[0029]所有附圖僅是根據本發明的實施例的根據本發明的裝置或其組成部分的示意圖。尤其是附圖中的距離和大小關系不是按比例示出的。在不同的附圖中相應的元件配有相同的附圖標記。
【具體實施方式】
[0030]在圖1中示出了一通孔敷鍍元件(Durchkontaktierungs-Element) I,其布置在一車輛傳動裝置的一變速器室3和一馬達式5之間。所述通孔敷鍍元件I布置在所述變速器的在一變速器殼體7上的開口上并且借助于一密封元件41、例如一密封圈密封。
[0031]所述通孔敷鍍元件I具有一基板9,多個下級模塊13、15、17連同電導線19集成到該基板中。例如,第一下級模塊13實施成傳感器,第二下級模塊15實施成插頭,以及第三下級模塊17實施成分配器。所述下級模塊13、15、17通過所述基板9中的凹部11引導。所述凹部11可以例如圓形地實施并且以如下方式定位,使得當所述通孔敷鍍元件I布置在所述變速器室3和所述馬達室5之間所設置的部位處時,所述下級模塊13、15、17剛好相對于所述變速器室3中的相對應的元件布置。
[0032]在所述下級模塊13、15、17上設置定位元件12,所述定位元件在所述基板9的一個側面上與為此設置的定位容納部10嵌接。在圖1和2中,所述定位容納部10設置在所述基板9的面向所述變速器室3的側面上。也就是說,所述下級模塊13、15、17例如從下方穿過所述基板9引導。在圖3中,所述定位容納部10設置在所述基板9的面向所述馬達室5的一側。也就是說,所述下級模塊13、15、17例如從上方穿過所述基板9引導。
[0033]所述下級模塊13、15、17在所示的實施例中借助于一激光焊接方法在激光焊接部位39處材料鎖合地并且油密封地與所述基板連接。該連接過程用于將所述下級模塊13、15、17定位并且固定在所述基板9上。所述下級模塊15、17如插頭和分配器是油密封地從所述馬達室5引導到所述變速器室3中。為此,在馬達室側在所述下級模塊15、17上設置密封件43如環氧樹脂燒注件或壓入的圓形插針(Rundpins)。
[0034]所述通孔敷鍍元件I包括所述變速器室3和所述馬達室5之間的所有的電的入口和出口。此外,所述通孔敷鍍元件I用于將所述變速器室3同所述馬達室5通過一耐油材料進行密封。在此,所述通孔敷鍍元件I同時用作傳感器模塊、變速器插頭和變速器蓋件。為此,所述基板9通過第一緊固元件29與所述變速器殼體7螺旋連接。
[0035]在圖2和3中示出了一電控制模塊27的可替換的實施方式。不僅在圖2中而且在圖3中,所述電控制模塊27都具有一通孔敷鍍元件I,在其上在馬達室側布置一具有電子結構元件25的電路載體23。所述電路載體23實施成電路板(PCB)并且所述電子結構元件25在馬達室側布置在所述電路載體23上。以這種方式可以利用所述馬達室5的相比于所述變速器室3更低的周圍環境溫度來用于冷卻所述電子結構元件25。由此可以在某些情況下使用更便宜的電子結構元件25。
[0036]所述電路載體23從所述馬達室5 —側通過一例如金屬的蓋件21來保護。所述蓋件21通過第一緊固元件29與所述變速器殼體7螺旋連接并且由此將所述電控制模塊27關于所述變速器室3并且關于所述馬達室5固定住。
[0037]在圖2中,所述蓋件21還通過第二緊固元件31與所述電路載體23且尤其與所述基板9緊固。在此,所述第二緊固元件31安裝在馬達室側。所述第二緊固元件31在此通過所述電路載體23中的凹部35引導并且與所述基板9中的容納元件37嵌接。以這種方式,在所述馬達室5和所述變速器室3之間不存在打開的(offene)連接。因此,所述第二緊固元件31不必密封以防油從所述變速器中流出。
[0038]圖4示出了用于在圖2中所示的電控制模塊27的一種可能的制造方法或者說安裝方法。首先準備SI —具有多個凹部11的基板9。還準備S3a、S3b、S3c具有電導線19的多個下級模塊13、15、17。此外準備S5—電路載體23。還準備一蓋件21。所述步驟S1、S3a、S3b、S3c、S5、S7可以同時地或順序地實施。
[0039]接下來可以將所述下級模塊13、15、17穿過所述凹部11引導S9并且與所述基板9材料鎖合地且油密封地連接S13。之后將所述電路載體23布置在所述基板9上并且將所述下級模塊13、15、17的電導線19與所述電路載體23焊接S11。還將所述蓋件21通過所述第二緊固元件31緊固S15在所述基板9上。之后,將所述基板9在所述變速器室3和所述馬達室5之間布置S21在所述變速器殼體7上并且將一密封元件41設置S23在所述基板9和所述變速器殼體7之間。隨后將所述蓋件21通過第一緊固元件29緊固S25在所述變速器殼體7上。
[0040]與圖2不同,所述下級模塊13、15、17在圖3中所示的實施例中從上方插入到所述基板9中。此外,在圖3中代替所述第二緊固元件31設置第三緊固元件33,其將所述電路載體23與所述蓋件21連接起來。所述第三緊固元件33以這種方式既不具有與所述變速器室3的連接,也不具有與所述馬達室5的連接,并且不必進行密封。在圖3中所示的電控制模塊27還在制造方法或者說安裝方法上與圖2中所示的實施例不同。
[0041]圖5示出了用于在圖3中所示的電的控制模塊27的一種可能的制造方法或者說安裝方法。在準備31、33&、5313、33(3、35、37所需的部件之后,首先將所述下級模塊13、15、17的電導線19與所述電路載體23連接起來S11。接下來將由所述下級模塊13、15、17和所述電路載體23所組成的組件集成S19到所述蓋件21中,其方式為,將第三緊固元件33通過所述電路載體23中的相應的凹部引導并且與所述蓋件21的容納元件嵌接。之后,將所述下級模塊13、15、17通過所述基板9的凹部11引導S9并且材料鎖合地且油密封地與所述基板9焊接S13。其余的方法類似于圖4中的方法進行。
[0042]在附圖中未示出的實施例中,所述電路載體23可以布置在所述變速器室3和所述馬達室5之間的間隙以外。也就是說,所述電路載體23可以定位在所述馬達室5中并且借助于一電纜束與所述基板9中的下級模塊13、15、17連接。
[0043]接下來要注意,如“具有”或類似的表達不應該排除能夠設置其它元件或步驟。此外要注意的是,“一(eine)”或“一(ein)”不排除多個。此外,結合不同的實施方式所描述的特征可以任意地相互組合。還要注意的是,權利要求中的附圖標記不應被解釋為限制權利要求的范圍。
【權利要求】
1.用于布置在變速器室(3)和馬達室(5)之間的通孔敷鍍元件(1),所述通孔敷鍍元件(I)具有 一基板(9),在所述基板中設置一凹部(11); 一具有電導線(19)的下級模塊(13、15、17); 其中,所述下級模塊(13、15、17)布置在所述基板(9)的凹部(11)中; 其特征在于, 所述下級模塊(13、15、17)材料鎖合地并且油密封地與所述基板(9)連接;并且 所述通孔敷鍍元件(I)實施用于將所述變速器室(3 )與所述馬達室(5 )油密封地分開。
2.按照權利要求1所述的通孔敷鍍元件(I), 其中,所述下級模塊(13、15、17 )實施成傳感器、插頭、聯接器和/或分配器。
3.按照權利要求1和2之一所述的通孔敷鍍元件(I),還具有 一蓋件(21); 其中,所述蓋件(21)布置在所述基板(9)的面向所述馬達室(5)的一側; 其中,所述蓋件(2 1)能夠借助于第一緊固元件(29)緊固在所述變速器室(3)的殼體(7)上。
4.按照權利要求3所述的通孔敷鍍元件(I), 其中,所述蓋件(21)通過第二緊固元件(31)緊固在所述基板(9)的面向所述馬達室(5)的側面上。
5.電子的控制模塊(27),所述控制模塊(27)具有 一電路載體(23),所述電路載體具有電子的結構元件(25); 一根據權利要求1至4之一所述的通孔敷鍍元件(I); 其中,所述電子的結構元件(25)與所述下級模塊(13、15、17)電連接; 其中,所述電路載體(23)布置在所述基板(9)的面向所述馬達室(5)的側面上; 其中,所述電路載體(23)具有塑料材料。
6.按照權利要求5所述的電子的控制模塊(27), 其中,所述電子的結構元件(25)布置在所述電路載體(23)的面向所述馬達室(5)的側面上。
7.按照權利要求5和6之一所述的電子的控制模塊(27),其中,所述電路載體(23)通過第三緊固元件(33 )緊固在所述蓋件(21)上。
8.用于安裝一按照權利要求5至7中任一項所述的電子的控制模塊(27)的方法,所述方法具有下列步驟: 準備(SI)—具有凹部(11)的基板(9); 準備(S3a、S3b、S3c) —具有導線(19)的下級模塊(13、15、17), 準備(S5) —電路載體(23); 將所述下級模塊(13、15、17)引導穿過(S9)所述凹部(11); 連接(Sll)所述下級模塊(13、15、17)的電導線(19)與所述電路載體(23); 其特征在于,所述方法還具有 材料鎖合地并且油密封地連接(S13 )所述下級模塊(13、15、17 )與所述基板(9 )。
9.按照權利要求8所述的方法,還具有準備(S7) —蓋件(21); 通過第二緊固元件(31)將所述蓋件(21)緊固(S15 )在所述基板(9 )上。
10.按照權利要求8所述的方法,還具有 準備(S7) —蓋件(21); 在所述下級模塊(13、15、17)與所述基板(9)連接之前,連接(Sll)所述下級模塊(13、15,17)的電導線(19)與所述電路載體(23); 在所述下級模塊(13、15、33)與所述基板(9)連接之前,通過第三緊固元件(33)將所述電路載體(23)緊固(S19)在所述蓋件(21)上。
11.按照權利要求9和10之一所述的方法,還具有 將所述基板(9)在發動機室(3)和馬達室(5)之間布置(S21)在一發動機室(3)的殼體(7)上; 在所述基板(9 )和所述變速器室(3 )的殼體(7 )之間設置(S23 ) —密封元件(41); 通過第一緊固元件(29 )連接(S25 )所述蓋件(21)與所述變速器室(3 )的殼體(7 )。
【文檔編號】H05K5/06GK104012194SQ201280060542
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年10月11日 優先權日:2011年12月8日
【發明者】H.布勞恩, J.魯德爾 申請人:羅伯特·博世有限公司