ES2564525T3 - Disipación de calor de un aparato de control - Google Patents

Disipación de calor de un aparato de control

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ES2564525T3
ES2564525T3 ES09779812.8T ES09779812T ES2564525T3 ES 2564525 T3 ES2564525 T3 ES 2564525T3 ES 09779812 T ES09779812 T ES 09779812T ES 2564525 T3 ES2564525 T3 ES 2564525T3
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Abstract

Aparato de control (1), particularmente para un vehículo, donde el aparato de control (1) posee una carcasa (2) comprendiendo por lo menos una región de disipación de calor (18), en la que se dispone por lo menos un módulo eléctrico y/o electrónico (7), que presenta por lo menos un elemento de disipación de calor (13), donde el elemento de disipación de calor (13) está conectado por una técnica de conducción térmica con la región de disipación de calor (18) por medio de un medio conductor del calor (26) introducido en el interior (12) de la carcasa (2) mediante por lo menos un orificio de la carcasa (25), siendo el medio pastoso al menos durante su introducción, caracterizado porque la carcasa (2) es una carcasa de inserción (3), en que se introduce el módulo (7), porque la carcasa (2) presenta una guía (4) para la inserción del módulo (7), donde la guía (4) se configura como canal de guía (5), donde el elemento de disipación de calor (13) se extiende en la guía (4), y porque el canal de guía (5) está provisto de por lo menos una conformación (21) para el enclavamiento a nivel del borde del módulo (7).

Description

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DESCRIPCION
Disipacion de calor de un aparato de control
La invencion se relaciona con un aparato de control, particularmente para un vehlculo, donde el aparato de control posee una carcasa comprendiendo por lo menos una region de disipacion de calor, en la que se dispone por lo menos un modulo electrico y/o electronico, que presenta por lo menos un elemento de disipacion de calor.
Estado actual de la tecnica
La DE 101 41 697 describe un aparato de control con un cuadro de circuitos impresos que comprende un componente electrico emisor de calor. El componente electrico se refrigera gracias a que puede ceder su calor a una carcasa que rodea el cuadro de circuitos impresos. Para este proposito, la carcasa esta provista de una zona capaz de desviar calor. Para lograr una conduccion del calor se pone en contacto de rozamiento el cuadro de circuitos impresos con la zona conductora de calor.
En un contacto de rozamiento pueden producirse entrehierros indefinidos entre la placa de circuito y la carcasa, por lo que se evita una union por tecnica de conduccion termica.
La US 6392 890 B1 describe un aparato de control segun el concepto general de la Reivindicacion 1.
Revelacion de la invencion
Conforme a la invencion se preve que el elemento de disipacion de calor este conectado por tecnica de conduccion termica con la region de disipacion de calor por medio de un medio conductor del calor introducido en el interior de la carcasa mediante por lo menos un orificio de la carcasa, al menos pastoso durante su introduccion. De este modo se logra que se rellene un entrehierro o un espacio entre el elemento de disipacion de calor y la region de disipacion de calor. Esto justifica una union por tecnica de conduccion termica optima entre el modulo y la carcasa. Debido al orificio de la carcasa es posible, introducir el medio conductor del calor en puntos dentro de la carcasa, que son diflciles de alcanzar desde fuera durante una produccion. La ordenacion del orificio de la carcasa es funcion del medio conductor del calor empleado, as! como de la geometrla del elemento de disipacion de calor y de la region de disipacion de calor. Es particularmente concebible un orificio circular de la carcasa o un orificio de la carcasa en forma de orificio longitudinal. Ademas, puede preverse que el medio conductor del calor pastoso se endurezca tras la introduccion, de forma que el orificio de la carcasa quede estancamente cerrado. De este modo es posible realizar las ventajas de la invencion en un concepto de carcasa aislada para el aparato de control. Ademas, el empleo del medio conductor del calor pastoso trae consigo la ventaja de que se rellenan tanto pequenos entrehierros, as! como mayores separaciones entre el elemento de disipacion de calor y la region de disipacion de calor y por consiguiente se pueden conectar optimamente por tecnica de conduccion termica. La consecuencia es una gran flexibilidad en un diseno y fabricacion del aparato de control al tiempo que se conserva la conexion por tecnica de conduccion termica optima.
De acuerdo con un perfeccionamiento de la invencion se preve que el medio de transferencia de calor llene un intersticio entre el elemento disipador de calor y la region de disipacion de calor, formando una porcion del interior de la carcasa. El medio de transferencia de calor se dispone solo a nivel local, es decir, solo en algunas areas, en el interior de la carcasa y no rellena el interior de la carcasa completo. La disposicion local del medio conductor de calor permite la implementacion rapida, eficiente y ahorradora de recursos de una disipacion del calor optima en una produccion del aparato de control.
Conforme a la invencion se preve ademas que la carcasa sea una carcasa de insercion, en la se introduce que el modulo. En este caso se preve que el modulo se introduzca durante la produccion en la carcasa de insercion. Una insercion de la carcasa de insercion en un dispositivo correspondiente no se preve. Como en una carcasa de insercion resulta especialmente diflcil lograr una conexion por tecnica de disipacion de calor optima entre el modulo insertado y la carcasa, la invencion es aqul particularmente ventajosa. Esto se justifica porque tras una insercion del modulo no puede comprobarse si el elemento de disipacion de calor esta en contacto de rozamiento optimo con la region de disipacion de calor. Una introduccion del medio conductor del calor pastoso antes de la insercion del modulo conlleva que al insertar el modulo el medio conductor del calor se desplace mediante la carcasa y/o el modulo, por lo que se perjudica la calidad de la conexion por tecnica de conduccion termica. Una introduccion del medio conductor del calor tras la insercion del modulo no es frecuentemente posible, pues el modulo presenta tlpicamente un cierre de la carcasa que une el modulo con la carcasa en caso de insercion y cierra la carcasa. La invencion posibilita tambien lograr en la carcasa de insercion una conexion optima por tecnica de conduccion termica.
Conforme a la invencion se preve ademas que el aparato de control presente una gula para la introduccion del modulo. El empleo de una gula posibilita introducir el modulo de modo sencillo y seguro en la carcasa y fijar y apoyar el modulo dentro de la carcasa de insercion.
Conforme a la invencion se preve ademas que el elemento de disipacion de calor se extienda hasta la gula. Este 5 perfeccionamiento posibilita que el calor se conduzca desde el modulo a traves del elemento de disipacion de calor por medio de la gula en la region de disipacion de calor de la carcasa. Segun un perfeccionamiento de la invencion se preve que la gula se encuentre en la zona de la region de disipacion de calor. Esto posibilita una derivacion directa del calor en la gula.
Conforme a la invencion se preve ademas que la gula se configure como canal de gula. El canal de gula posee 10 preferentemente una seccion transversal en forma de U y rodea al componente as! al menos por zonas desde tres lados, por lo que esta soportado y asegurado en tres direcciones.
Segun un perfeccionamiento de la invencion se preve que una seccion de la carcasa forme el canal de gula. En esta ordenacion es especialmente ventajoso que ningun canal de gula aparte tenga que introducirse en la carcasa, sino que la carcasa de insercion se disena de forma que forme ella misma el canal de gula. Por ejemplo, se pueden 15 prever correspondientes transcursos de pared de la carcasa, que conformen el canal de gula.
Conforme a la invencion se preve ademas que el canal de gula este provisto de por lo menos una conformacion para el enclavamiento a nivel del borde del modulo. Mediante la conformacion del canal de gula, dentro del canal de gula se enclava y fija el componente dentro del canal de gula. Ademas, se origina una buena disipacion termica debido a un contacto de rozamiento reforzado, que se optimiza mediante la introduccion del medio conductor del calor.
20 Segun un perfeccionamiento de la invencion se preve que el modulo presente un cuadro de circuitos impresos, incorporado en el canal de gula. La ordenacion del modulo como cuadro de circuitos impresos posibilita una sencilla gula del modulo por medio de la gula. Ademas, puede preverse particularmente, que sobre el cuadro de circuitos impresos se dispongan elementos de disipacion de calor, que presenten un aspecto plano.
La invencion se relaciona ademas con un procedimiento de produccion de un aparato de control, particularmente 25 conforme a la anterior descripcion, particularmente para un vehlculo, donde el aparato de control posee una carcasa comprendiendo por lo menos una region de disipacion de calor, en la que se dispone por lo menos un modulo electrico y/o electronico, que presenta por lo menos un elemento de disipacion de calor, donde el elemento de disipacion de calor esta conectado con la region de disipacion de calor por medio de un medio conductor del calor introducido en el interior de la carcasa mediante por lo menos un orificio de la carcasa, al menos pastoso durante su 30 introduccion.
35
40
Breve Descripcion de los disenos
Los dibujos ilustran la invencion en base a los ejemplos de ejecucion y muestran especlficamente:
Figura 1 un aparato de control con carcasa de insercion,
Figura 2 un modulo en forma de una placa de circuito,
Figura 3 una vista parcial en seccion simplificada del aparato de control,
Figura 4 un detalle adicional de la seccion transversal del aparato de control con medio de transferencia de
calor introducido,
Figura 5 un detalle de una seccion transversal de una unidad de control mas antes de la introduccion de un
medio de transmision de calor,
Figura 6 la seccion de la seccion transversal de otro aparato de control despues de la insercion del medio
de transmision de calor,
Figura 7 el aparato de control con una abertura de la carcasa en forma de ranura y
Figura 8 el aparato de control con varias perforaciones de la carcasa circulares.
Modos(s) de operacion de la invencion
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La Figura 1 muestra un aparato de control 1 de un vehlcuio a motor no representado. El aparato de control 1 posee una carcasa 2, disenada como carcasa de insercion 3. La carcasa de insercion 3 es de aluminio, para posibilitar una disipacion de calor. Ademas, la carcasa de insercion 3 muestra dos gulas 4, que se extienden en direction paralela. Las gulas 4 estan disenadas como canales de gula 5, con una section transversal en forma de U, cuyas aberturas miran unas a otras. Los canales de gula 5 se forman mediante una seccion 6 de la carcasa 2. En la carcasa de insercion 3 se introduce un modulo electronico 7. El modulo 7 se disena como cuadro de circuitos impresos 8. El cuadro de circuitos impresos 8 esta provisto de un telon conector 9, que sirve como cierre de la carcasa de insercion 10. El cuadro de circuitos impresos 8 se encuentra por zonas en los canales de gula 5, de forma que el cuadro de circuitos impresos 8 pueda insertarse en la direccion de una flecha 11 en el interior 12 de la carcasa 2.
Para la preparation del aparato final de control 1, la placa de circuito 8 se inserta en el interior 12 de la carcasa 2 a lo largo de la direccion de la flecha 11. Ademas, el cierre de la carcasa de insercion 10 cierra la carcasa de insercion 3.
La Figura 2 muestra el modulo electronico 7 en forma de placa de circuito impreso 8 desde una cara no visible en la figura 1. La placa de circuito impreso 8 tiene dos elementos de disipacion de calor 13. Los elementos de disipacion de calor 13 se forman como estructuras planas de conduction del calor 14, teniendo cada una una gran superficie de contacto 15.
La Figura 3 muestra un segmento simplificado 16 de la carcasa de insercion 3 con una placa de circuito 8 insertada en la seccion transversal A-A mostrada en la Fig. 1. La placa de circuito impreso 8 se encuentra por consiguiente en el interior 12 de la carcasa 2, y, por lo tanto, en un espacio interior de la carcasa17. La placa de circuito 8 se encuentra lateralmente en la gula 4, configurada como canal de gula 5. Ademas, el canal de gula 5 esta formado por una portion 6 de la carcasa de insercion 3. La placa de circuito impreso 8 esta en contacto de rozamiento con la carcasa de insercion 3 en una region de disipacion de calor 18. De ello se deduce que la gula 4 se encuentra en una zona 19 de la region de disipacion de calor 18.
La figura 4 muestra una seccion 20 ampliada adicional a lo largo de la llnea de la llnea de corte A-A de la figura 1. La placa de circuito impreso 8 se encuentra con su superficie de contacto 15 en contacto de rozamiento con la carcasa de insercion 3. La placa de circuito impreso 8 se gula en el canal de gula. 5 Este esta provisto de una muesca 21, que presiona el canal de gula 5 por regiones sobre la placa de circuito. 8 Aqul surge una zona de rozamiento 22 entre la placa de circuito 8 y la carcasa 2. Esta zona de contacto 22 tiene un hueco 23. Ademas, se forma un espacio hueco 24 entre la superficie de contacto 15 y la carcasa de insercion 3 en la region de disipacion de calor 18. La carcasa de insercion 3 comprende una abertura de la carcasa 25, que se extiende desde el espacio hueco 24 a traves de la carcasa de insercion 3 hacia fuera. En el orificio de la carcasa 25 se introduce un medio de transmision de calor 26, que llena el espacio hueco 24, y la abertura de la carcasa 25 y de esta manera crea una union por tecnica de conduccion termica.
La conformation 21 generada durante la production del aparato de control 1 produce un contacto firme de la superficie de contacto 15 con la region de disipacion de calor 18. Como debido a las tolerancias de fabrication se forman los espacios huecos 23 y 24, no se da en este punto una disipacion de calor optima. Al llenar el espacio hueco 24 con el medio de transmision de calor 26, se puede optimizar la disipacion de calor del elemento de disipacion de calor 13 a traves de la superficie de contacto 15 a la carcasa de insercion 3. Ademas, es concebible que, de una forma analoga, el espacio hueco 23 se llene por el medio de la conduccion de calor 26. Se preve que el medio de transferencia de calor 26 sea un medio conductor del calor 26 pastoso al menos cuando se introduce. Una consistencia pastosa del medio conductor de calor permite que se introduzca el medio de disipacion de calor 26 de modo sencillo mediante el orificio de la carcasa 25 en el espacio interior de la carcasa 17 entre el elemento de disipacion de calor 13 y la carcasa de insercion 3. Un posterior endurecimiento del medio conductor del calor 26 es concebible, y tiene las ventajas de que la abertura de la carcasa 25 queda sellada de este modo y, ademas se provoca un soporte para la placa de circuito impreso 8.
La figura 5 muestra un detalle de una seccion transversal de un modo de operation adicional de la carcasa de insercion 3 en la seccion transversal A-A. La carcasa de insercion 3 tiene una region 27 que se baja con respecto al canal de gula. 5 Esto da lugar a que se forme una gran brecha 28 entre la placa de circuito 8 y la carcasa 2. En la placa de circuito impreso 8, se inserta un elemento disipador de calor 13 en forma de un elemento de enclavamiento superior 29 El elemento de enclavamiento superior 29 esta conectado por tecnica de conduccion termica a la placa de circuito 8 a traves del conductor 30. Ademas, el elemento de enclavamiento superior 29 esta dispuesto entre la placa de circuito 8 y la region deprimida 27 de la carcasa de insercion 3. Por lo tanto, la region de disipacion de calor 18 tambien forma el elemento de enclavamiento superior 29 en la carcasa de insercion 3. La abertura de la carcasa 25 se encuentra en una position central con respecto al elemento de enclavamiento superior 29. En la abertura de la carcasa 25, se muestra un dispositivo dispensador 31.
La Figura 6 muestra del modo de operacion de la Figura 5 con todas sus caracterlsticas. A diferencia de la Figura 5, el intersticio 28 entre el elemento de enclavamiento superior 29 y la carcasa de insercion 3 esta relleno en la region de disipacion de calor 18 por el medio conductor del calor 26.
El medio conductor del calor 26 se introdujo en forma pastosa a traves del dispositivo dispensador 31 mediante el orificio de la carcasa 26 en el interior de la carcasa 17. Ademas, el medio conductor del calor 26 une el elemento de enclavamiento superior 29 con la carcasa de insercion 3. Para sellar la carcasa de insercion 3 en los orificios de la 5 carcasa 26, el medio conductor del calor 26 se endurece tras la introduccion. En el modo representado en la Figura 6 se realiza una disipacion de calor muy eficiente del cuadro de circuitos impresos 8 a la carcasa de insercion 3, donde es posible durante la produccion una introduccion muy sencilla del medio conductor del calor 26.
La Figura 7 muestra el aparato de control 1 con la carcasa de insercion 3 y modulo 7 insertado. En la region de disipacion de calor 18 se representa el orificio de carcasa 25 en forma de orificio longitudinal 32. El orificio 10 longitudinal 32 posibilita una insercion muy sencilla, rapida y cobertora de las superficies del medio conductor del calor 26.
La Figura 8 muestra el aparato de control 1 con la carcasa de insercion 3, donde en la region de disipacion de calor 18 se dispone una pluralidad de orificios de carcasa 25, que se implementan en cada caso como orificio circular de carcasa 33.
15 Con la invencion es posible un procedimiento de fabricacion de un aparato de control 1, que comprende los siguientes pasos:
1. Equipamiento del cuadro de circuitos impresos 8 por ejemplo con piezas de SMD,
2. Soldadura de las piezas de SMD con el cuadro de circuitos impresos 8,
3. Introduccion del cuadro de circuitos impresos 8 en la carcasa de insercion 3,
20 4. Introduccion del medio conductor del calor 26 a traves de los orificios de la carcasa 25 y
5. Elaboracion de las conformaciones 21 en la carcasa 2 en la zona de los canales de gula 5.

Claims (6)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    REIVINDICACIONES
    1. Aparato de control (1), particularmente para un vehlcuio, donde el aparato de control (1) posee una carcasa (2) comprendiendo por lo menos una region de disipacion de calor (18), en la que se dispone por lo menos un modulo electrico y/o electronico (7), que presenta por lo menos un elemento de disipacion de calor (13), donde el elemento de disipacion de calor (13) esta conectado por una tecnica de conduccion termica con la region de disipacion de calor (18) por medio de un medio conductor del calor (26) introducido en el interior (12) de la carcasa (2) mediante por lo menos un orificio de la carcasa (25), siendo el medio pastoso al menos durante su introduccion, caracterizado porque la carcasa (2) es una carcasa de insercion (3), en que se introduce el modulo (7), porque la carcasa (2) presenta una gula (4) para la insercion del modulo (7), donde la gula (4) se configura como canal de gula (5), donde el elemento de disipacion de calor (13) se extiende en la gula (4), y porque el canal de gula (5) esta provisto de por lo menos una conformacion (21) para el enclavamiento a nivel del borde del modulo (7).
  2. 2. Aparato de control (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el medio conductor del calor (26) llena un espacio intersticial (28) situado entre el elemento de disipacion de calor (13) y la region de disipacion de calor (18), formando una porcion del interior libre de la carcasa (17).
  3. 3. Aparato de control (1) segun una o varias de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque la gula (4) se encuentra en una zona (19) de la region de disipacion de calor (18).
  4. 4. Aparato de control (1) segun una o varias de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque una seccion (6) de la carcasa (2) forma el canal de gula (5).
  5. 5. Aparato de control (1) segun una o varias de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el modulo (7) presenta un cuadro de circuitos impresos (8), incorporado en el canal de gula (5).
  6. 6. Procedimiento de fabricacion de un aparato de control (1), particularmente para un vehlculo, particularmente segun una o varias de las anteriores reivindicaciones, donde el aparato de control (1) posee una carcasa (2) comprendiendo por lo menos una region de disipacion de calor (18), en la que se dispone por lo menos un modulo electrico y/o electronico (7), que presenta por lo menos un elemento de disipacion de calor (13), donde el elemento de disipacion de calor (13) esta conectado por una tecnica de conduccion termica con la region de disipacion de calor (18) por medio de un medio conductor del calor (26) introducido en el interior (12) de la carcasa (2) mediante por lo menos un orificio de la carcasa (25), al menos pastoso durante su introduccion, caracterizado porque la carcasa (2) es una carcasa de insercion (3), en que se introduce el modulo (7), donde la carcasa (2) presenta una gula (4) para la insercion del modulo (7), donde la gula (4) se configura como canal de gula (5), y donde mediante la conformacion del canal de gula (5) el modulo (7) se enclava y fija dentro del canal de gula (5).
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