DE8317699U1 - Switching device, in particular ignition switching device for ignition systems of internal combustion engines - Google Patents
Switching device, in particular ignition switching device for ignition systems of internal combustion enginesInfo
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Description
-.18754-.18754
6.6.1983 Ws/Pi6.6.1983 Ws / Pi
ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1
Schaltgerät, insbesondere Zündschaltgerät für Zündanlagen von Brennkraftmaschine" Switching device, in particular ignition switching device for ignition systems of internal combustion engines "
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Schaltgerät, insbesondere einem Zündschaltgerät für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem solchen, im Handel befindlichen Zündschaltgerät ist ein Kühlkörper auf der dem Anschlußstecker gegenüberliegenden relativ kleinen Stirnfläche des Gehäuses ν angeordnet. Dabei ist die Kühlfläche des KühlkörpersThe invention is based on a switching device, in particular an ignition switching device for ignition systems of internal combustion engines according to the genre of the main claim. With such a commercially available ignition switch is a heat sink on the relatively small end face of the housing opposite the connector ν arranged. Here is the cooling surface of the heat sink
durch Kühlrippen vergrößert. Ein solcher Kühlkörper aus Aluminium-Druckguß ist nicht nur aufwendig in der Herstellung sondern es erhöht auch das Gewicht sowie die Abmessungen des Schaltgerätes erheblich. Weiterhin ist bekannt, bei Zündschaltgeräten eine mit den elektronischen Bauelementen bestückte Leiterplatte mit einem metallischen Befestigungsbügel vollständig in' eine Gießharzmasse einzubetten, so daß lediglich die Enden des Befestigungsbügels sowie mehrere Anschlußstecker aus der Gießharzmasse des Zündschaltgerätes herausragen [DE-GM 79 09 986). Die Wärmeabführung erfolgt hier imenlarged by cooling fins. Such a heat sink made of die-cast aluminum is not only expensive to manufacture but it also increases the weight and the dimensions of the switching device considerably. Furthermore is known, in ignition switching devices equipped with the electronic components printed circuit board with a metallic mounting bracket completely in 'one Embed casting resin, so that only the ends of the mounting bracket and several connectors protrude from the cast resin compound of the ignition switch [DE-GM 79 09 986). The heat dissipation takes place here in
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wesentlichen über den Befestigungsbügel, mit dem das Zündschalt gerät an Kraftfahrzeugaufbauten oder am Antriebsaggregat befestigt ist. Hier kann in kritischen Betriebszuständen eine unzureichende Wärmeabführung von den elektrischen Bauelementen des Zündschaltgerätes und damit eine Überhitzung dieser Elemente auftreten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zum Einbetten der Leiterplatte mit den Schaltelementen die vorgefertigte Baugruppe aus bestückter Leiterplatte mit den Anschlußsteckern und dem Befestigungsbügel zum Einbetten in Gießharz in eine entsprechende Spritzform eingelegt und die Spritzform entsprechend abgedichtet werden muß.essential about the mounting bracket with which the Ignition switch on motor vehicle superstructures or on the drive unit is attached. Insufficient heat dissipation can occur here in critical operating conditions of the electrical components of the ignition switchgear and overheating of these elements can occur. Another disadvantage is that for embedding the circuit board with the switching elements Prefabricated assembly consisting of an assembled printed circuit board with the connectors and the mounting bracket placed in a corresponding injection mold for embedding in casting resin and the injection mold accordingly must be sealed.
Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, für das Schaltgerät ein Kunststoffgehäuse ohne Einlegeteile zu verwenden, wobei die Wärmeabführung verbessert und der Zusammenbau des Schaltgerätes möglichst einfach gestaltet werden soll.The aim of the present solution is to provide a plastic housing without insert parts for the switching device to use, with the heat dissipation improved and the assembly of the switching device should be made as simple as possible.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Schaltgerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die bestückte und mit der Leistungsschaltstufe verschaltete Leiterplatte zusammen mit einem Kühlblech für die Leistungsschaltstufe als vormontierte Einheit in das Gehäuse des Schaltgerätes einzuschieben ist und daß die abzuführende Wärme von einem großflächigen Kühlblech über eine entsprechend großflächige Wandung des Gehäuses abgeführt wird. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß ein guter Wärmeübergang vom Kühlblech zur Gehäusewandung dadurch erreicht wird, daß dasThe switching device according to the invention with the characteristic Features of the main claim has the advantage that the equipped and interconnected with the power switching stage PCB together with a cooling plate for the power switching stage as a preassembled unit in the The housing of the switchgear is to be pushed in and that the heat to be dissipated from a large cooling plate is discharged via a correspondingly large wall of the housing. Another benefit is to see that a good heat transfer from the cooling plate to the housing wall is achieved in that the
Küllblech an der Wandung des Gehäuses großflächig anliegt. Eine gute Wärmeableitung wird außerdem dadurch
erreicht, daß zur Wärmeabführung die Wandung an der
Breitseite des Gehäuses verwendet und daher ein Kühlblech mit einer entsprechend großen Kühlfläche eingesetzt
wird.Cooling sheet rests extensively on the wall of the housing. Good heat dissipation is also achieved in that the wall on the heat dissipation
Broad side of the housing is used and therefore a cooling plate with a correspondingly large cooling surface is used.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ausformung, welche
die Leistungsschaltstufe trägt, aus einer freigestanzten,
zur Leiterplatte hin abgekröpften Zunge des Kühlblechs besteht und wenn sich diese Zunge auf den dem Anschlußstecker
zugewandten Bereich des Kühlblechs befindet.
In diesem Fall sind einerseits die übrigen Schaltelemente im Schaltgerät durch die abgekröpfte Zunge gegen
die Wärme an der Leistungsschiltstufe abgeschirmt und
andererseits kann ein Teil dieser Wärme auch über den Anschlußstecker abgeführt werden.The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements
the features specified in the main claim are possible. It is particularly advantageous if the formation carrying the power switching stage consists of a punched-out tongue of the cooling plate bent towards the printed circuit board and if this tongue is located on the region of the cooling plate facing the connector.
In this case, on the one hand, the other switching elements in the switching device are shielded from the heat on the power switching stage by the cranked tongue and, on the other hand, some of this heat can also be dissipated via the connector.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen Figur 1 den Schaltungsaufbau einer Zündanlage mit dem erfindungsgemäßen Zündschaltgerät,
Figur 2 einen Sockel mit der Leistungsschaltstufe und einer Regelstufe in monolithischer
Ausführung, Figur 3 einen Querschnitt durch das Zündschaltgerät nach Figur 1 und Figur k einen Teil des
Kühlblechs im Zündschaltgerät nach Figur 3 in raumbildlicher Darstellung.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows the circuit structure of an ignition system with the ignition switch device according to the invention, and FIG. 2 shows a base with the power switching stage and a control stage in monolithic form
Embodiment, Figure 3 shows a cross section through the ignition switch device according to Figure 1 and Figure k a part of the
Cooling plate in the ignition switch according to Figure 3 in a three-dimensional representation.
I · ·
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-U-Beschreihung des Ausführungsbeispiels-U description of the exemplary embodiment
In Figur 1 ist der Schaltungsaufbau einer Zündanlage für Brennkraftmaschinen dargestellt, die im wesentlichen aus einem Zündschaltgerät 10, einer Zündspule 11, einer Zündkerze 12 sowie aus einem Drehzahlgeber 13 und einem Lastgeber 1U besteht. Das Zündschaltgerät 1C ist einerseits auf Masse gelegt und andererseits über einen Anschluß 15 mit dem Pluspotential einer Akkumulatorbatterie 16 verbunder.. Zur Berechnung des Zündzeitpunktes werden die Signale des Drehzahlgebers 13 und des Lastgebers 1U über Ansohlüsse 17 und 18 des Zündschaltgerätes 10 auf einen darin untergebrachten Mikroprozessor 19 gegeben, dessen Ausgang über eine Regelstufe 20 eine Leistungsschaltstufe 21 zum Zündzeitpunkt vom leitenden Zustand in den Sperrzustand umsteuert. Die Leistungsschaltstufe 21 ist als Darlington-Zünd-feransistor ausgebildet und im Primär Stromkreis der Zündanlage eingesetzt, indem sie über einen Anschluß 22 ein Ende der Primärwicklung 11a der Zündspule 11 gegen Masse schaltet, deren anderes Ende an dem Pluspol der Akkumulatorbatterie 16 sowie an einem Ende der Sekundärwicklung 11b der Zündspule 11 angeschlossen ist. Das andere Ende der Sekundärwicklung 11b ist in üblicherweise über ein Zündkabel mit der Zündkerze 12 verbunden. Durch die Regelstufe 20 soll der Primärstrom unabhängig von der angelegten Spannung der Akkumulatorbatterie 16 konstant gehalten werden. Dieser Primärstrom wird zum Zündzeitpunkt von dem Ausgangssignal des Mikroprozessors 19 durch Umsteuern der Leistungsschaltstufe 21 gesperrt, so daß durch diese Stromänderung im Primärstromkreis in der Sekundärwicklung 11b ein Hochspannung 3 impuls- erzeugt wird, der an der Zündkerze .12 einen Zündfunken auslöst.In Figure 1 is the circuit structure of an ignition system shown for internal combustion engines that essentially from an ignition switch device 10, an ignition coil 11, a spark plug 12 and from a speed sensor 13 and a Load transmitter 1U exists. The ignition switch device 1C is on the one hand placed on ground and on the other hand via a connection 15 to the positive potential of a storage battery 16 verbunder .. To calculate the ignition point, the signals from the speed sensor 13 and the load sensor 1U via connections 17 and 18 of the ignition switch device 10 to a microprocessor housed therein 19 given, the output of which via a control stage 20 is a power switching stage 21 at the ignition point from the conductive State reverses to the locked state. The power switching stage 21 is designed as a Darlington ignition feransistor and used in the primary circuit of the ignition system by connecting one end of the Primary winding 11a of ignition coil 11 switches to ground, the other end to the positive pole of the accumulator battery 16 and to one end of the secondary winding 11b of the ignition coil 11 is connected. The other end of the secondary winding 11b is conventional Connected to the spark plug 12 via an ignition cable. The primary current should be independent of the control stage 20 on the applied voltage of the accumulator battery 16 be kept constant. This primary current is obtained from the output signal of the microprocessor at the time of ignition 19 blocked by reversing the power switching stage 21, so that this change in current in the primary circuit In the secondary winding 11b, a high voltage 3 is pulsed generated, which at the spark plug .12 a Spark triggers.
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Durch das drehzahlabhängige zyklische Umsteuern der Leistungsschaltstufe 21 tritt an diesem Bauelement eine Verlustleistung auf in Form von Wärme auf, die möglichst rasch und zuverlässig abgeführt werden muß, Während an der Regelstufe 20 erheblich weniger Verlustleistung auftritt, ist die Verlustleistung am Mikroprozessor 19 praktisch zu vernachlässigen. Er sollte jedoch möglichst vor der Wärmestrahlung der Leistungsschaltstufe 21 geschützt werden. Zu diesem Zweck ist die Leistungsschaltstufe 21 und die Regelstufe 20 in jeweils monolithischer Ausführung gemeinsaji auf einem genormten Sockel 23 angeordnet, der in Figur 2 dargestellt ist. Regelstufe 20 und Leistungsschaltstufe 21 werden auf dem Sockel 2J von einer Kapsel 2U aus Isolierstoff eingefaßt.The speed-dependent cyclical reversal of the power switching stage 21 occurs on this component a power loss in the form of heat, which must be dissipated as quickly and reliably as possible, While considerably less power loss occurs at control stage 20, the power loss is at Microprocessor 19 practically negligible. He should, however, be protected from the heat radiation of the power switching stage 21 as far as possible. To this The purpose is the power switching stage 21 and the control stage 20, each in a monolithic design, shared arranged on a standardized base 23, which is shown in FIG. Control stage 20 and power switching stage 21 are enclosed on the base 2J by a capsule 2U made of insulating material.
In Figur 3 ist das Zündschaltgerät 10 nach Figur 1 in Querschnitt dargestellt, wobei die auf dem Sockel 23 aufgesetzte Kapsel 2U erkennbar ist, Der Sockel 23 ist hier auf einem Kühlblech 25 wärmeleitend befestig Mehrere, im Sockel 23 befestigte Anschlußstife 26, die mit der Regelstufe 20 und der Leistungsschaltstufe 21 verbunden sind, sind mit den Leiterbahnen einer Leiterplatte 27 kontaktiert, auf der auch der Mikroprozessor 19 sowie weitere Bauelemente 28, z.3. zur Spannungsversorgung des Mikroprozessors 19 angeordnet und kontaktiert sind. Außerdem sind mehrere Stecker st ifte auf einer Seite der Leiterplatte 27 kontaktiert, von denen in Figur 3 nur die beiden Steckerstifte 17 und 18 erkennbar sind. Die Steckerstifte sind zu einem Anschlußstecker 29 zusammengefa3 der die Stirnseite eines Gehäuses 30 aus Kunststoff abschließt. Die Leiterplatte 27 ist an der Breitseite des Gehäuses 30 innen im Bereich der Wandung 30a angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Wandung 30bIn Figure 3, the ignition switch device 10 according to Figure 1 in Shown in cross section, wherein the capsule 2U placed on the base 23 can be seen, the base 23 is here attached to a cooling plate 25 in a thermally conductive manner Several connection pins 26 attached in the base 23, which are connected to the control stage 20 and the power switching stage 21 are connected to the conductor tracks contacted a circuit board 27, on which the microprocessor 19 and other components 28, z.3. for the voltage supply of the microprocessor 19 is arranged and are contacted. In addition, there are several connector pins on one side of the circuit board 27 contacted, of which only the two connector pins 17 and 18 can be seen in FIG. The connector pins are combined to form a connector 29 of the end face of a housing 30 made of plastic concludes. The circuit board 27 is on the inside of the broad side of the housing 30 in the area of the wall 30a arranged. On the opposite wall 30b
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an der anderen Breitseite des Gehäuses 30 ist das Kühlblech 25 angeordnet. Zur guten Wärmeabführung liegt es innen großflächig an der Wandung 30b des Gehäuses 30 an. Der Sockel 23 mit der darauf gekapselt angeordneten Leistungsstufe 21 und der Regelstufe 20 ist dabei an einer Ausformung des Kühlblechs 25 befestigt, die aus der Ebene des Kühlblechs 25 heraus zur Leiterplatte 27 hin gerichtet ist. In Figur k ist erkennbar, daß die Ausformung aus einer freigestanzten und nach unten zur Leiterplatte 27 hin abgekröpften Zunge 31 besteht. Um einen Teil der in der Leistungsschaltstufe 21 entstehenden Wärme auch über den Anschlußstecker 29 abführen zu können, ist die Zunge 21 an einem dem Anschlußstecker zugewandten Bereich des Kühlblechs 25 angeordnet. Aus Figur h ist außerdem erkennbar, daß das Kühlblech an seinen Längsseiten jeweils einen zur Leiterplatte 27 hin abgekröpften Rand 32 hat, der in entsprechende, an den Innenseiten des Gehäuses 30 befindliche Nuten 33 geführt ist. Auch die Leiterplatte 27 ist längsseitig durch entsprechende Nuten 31+ an den Innenseiten des Gehäuses 30 geführt. Aus Figur 3 ist erkennbar, daß diese Nuten 33, 3^ jeweils durch ein Rippenpaar 35 bzw. 36 gebildet werden, die an den Schmalseiten des Gehäuses 30 innen angeformt sind.the cooling plate 25 is arranged on the other broad side of the housing 30. For good heat dissipation, it rests on the inside over a large area on the wall 30b of the housing 30. The base 23 with the power stage 21 encapsulated thereon and the control stage 20 is attached to a formation of the cooling plate 25 which is directed out of the plane of the cooling plate 25 towards the printed circuit board 27. In FIG. K it can be seen that the formation consists of a tongue 31 which is punched free and bent downward toward the printed circuit board 27. In order to be able to dissipate part of the heat generated in the power switching stage 21 also via the connector 29, the tongue 21 is arranged on a region of the cooling plate 25 facing the connector. From FIG. H it can also be seen that the cooling plate has, on each of its long sides, an edge 32 which is bent toward the printed circuit board 27 and which is guided into corresponding grooves 33 located on the inside of the housing 30. Also, the circuit board 27 is longitudinally guided by corresponding grooves 3 + 1 on the inner sides of the housing 30th From Figure 3 it can be seen that these grooves 33, 3 ^ are each formed by a pair of ribs 35 and 36, which are formed on the inside of the narrow sides of the housing 30.
3eim Zusammenbau des 3c haltgerät es 10 wird zunächst die Leiterplatte 27 mit dem Mikroprozessor 19 und den Bauelementen 23 des Schaltgerätes bestückt. Dann werden der Anschluflstecker 29 mit den Steckerstiften sowie das Kühlblech mit dem die Regel- und Leistungsstufe tragenden Sockel 23 mittels der Anschlußstifte 26 auf die Leiterplatte 27 aufgesetzt, wobei zwischen der Zunge 31 des KühlBleehs 25 und der Leiterplatte 27 ein Distanzstück 37 aus Isolierstoff angeordnet wird.When assembling the 3c holding device 10, the Circuit board 27 equipped with the microprocessor 19 and the components 23 of the switching device. Then will the connection plug 29 with the connector pins as well the cooling plate with the base 23 carrying the control and power stage by means of the connecting pins 26 the circuit board 27 is placed, with between the tongue 31 of the cooling sheet 25 and the circuit board 27 a spacer 37 made of insulating material is arranged.
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Diese Teile werden nun mit der Leiterplatte 27 kontaktiert. Die so vorgefertigte Baueinheit wird dann in das Gehäuse 30 eingeführt, wobei die Leiterplatte 27 in der Nut 31+ und das Kühlblech 25 in der Nut 33 geführt wird. Durch diese Führungen wird zugleich sichergestellt, daß das Kühlblech 25 mit einem gewissen Druck großflächig an der Wandung 30b des Gehäuses 30 anliegt und die im Gehäuse 30 angeordneten Teile gegen Schüttelbeanspruchungen weitgehend gesichert sind.These parts are now contacted with the circuit board 27. The structural unit prefabricated in this way is then inserted into the housing 30, the printed circuit board 27 being guided in the groove 3 1 + and the cooling plate 25 being guided in the groove 33. These guides also ensure that the cooling plate 25 rests with a certain pressure on the wall 30b of the housing 30 over a large area and that the parts arranged in the housing 30 are largely secured against shaking stresses.
Durch die Anordnung der Leistungsschaltstufe 21 auf der Zunge 31 des Kühlblechs 35 im Bereich des Anschlußsteckers 39 wird außerdem erreicht, daß .lie dort erzeugte Verluctwärme nicht auf die übrigen elektronischen Bauelemente 19 und 28 auf der Leiterplatte 27 gelangen und diese gefährden kann, da die Zunge 31 zwischen der Leistungsschaltstufe 27 und dne übrigen Bauelementen 19, 28 liegt.Due to the arrangement of the power switching stage 21 on the Tongue 31 of the cooling plate 35 in the area of the connector 39 is also achieved that .lie generated there Loss heat does not reach the other electronic components 19 and 28 on the circuit board 27 and can endanger this, since the tongue 31 between the power switching stage 27 and the other components 19, 28 lies.
Eine weiter verbesserte Wärmeabführung kann noch dadurch erreicht werden, daß das Kühlblech auf der zur Leiterplatte liegenden Seite mit Kühlrippen versehenA further improved heat dissipation can still thereby can be achieved that the cooling plate is provided with cooling fins on the side facing the circuit board
ζ- sich ζ- yourself
wird. Ein solches Kühlblech läßt/z.3. aus Aluminiumdruckguß herstellen.will. Such a cooling plate can / z.3. made of die-cast aluminum produce.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19838317699 DE8317699U1 (en) | 1983-06-18 | 1983-06-18 | Switching device, in particular ignition switching device for ignition systems of internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19838317699 DE8317699U1 (en) | 1983-06-18 | 1983-06-18 | Switching device, in particular ignition switching device for ignition systems of internal combustion engines |
Publications (1)
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|---|---|
| DE8317699U1 true DE8317699U1 (en) | 1984-11-29 |
Family
ID=6754355
Family Applications (1)
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| DE19838317699 Expired DE8317699U1 (en) | 1983-06-18 | 1983-06-18 | Switching device, in particular ignition switching device for ignition systems of internal combustion engines |
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