DE10151413A1 - Dichtung zum Abdichten eines Spaltes zwischen zwei abzudichtenden Gehäuseteilen, sowie ein Gehäuse eines Steuergerätes eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Dichtung (1) zum Abdichten eines Spaltes zwischen zwei abzudichtenden Gehäuseteilen (2 und 3). Dabei weist die Dichtung (1) zwei Schenkel (7 und 8) auf, die etwa V-förmig ausgebildet sind und aufgrund des verwendeten Materials und der Geometrie ihres Profilquerschnitts eine Federkraft der Schenkel (7 und 8) auf die abzudichtenden Gehäuseteile (2 und 3) ausübt. Dadurch legen sich die Schenkel (7 und 8) im Wesentlichen ohne Zwischenraum an den abzudichtenden Gehäuseteilen (2 und 3) an.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Dichtung zum Abdichten eines Spaltes zwischen zwei abzudichtenden Gehäuseteilen, sowie ein Gehäuse eines Steuergerätes eines Kraftfahrzeugs.
• Aus der Schweizer Patentschrift CH 497 107 ist eine Profildichtung zum Abdichten zwischen einem zu einer Seite offenen quaderförmigen Gehäuse eines Schaltschrankes und einem Deckel bekannt. Die Dichtung weist einen Dichtungskörper mit einem hohlen rechteckigen Profilquerschnitt und eine elastische Dichtlippe auf. Diese ist gegenüber der Fügerichtung des Deckels geneigt. Die Dichtung liegt in einer den offenen Rand des Gehäuses umlaufenden Nut. Die Dichtlippe, die beim Verschließen des Gehäuses vom Deckel gegen den Dichtungskörper gedrückt wird, zeigt mit ihrem freien Ende in das Innere des Gehäuses. Dies kann sich bei einer Erhöhung des Luftdrucks außerhalb des Schrankes nachteilig auswirken und möglicherweise dazu führen, dass die Dichtlippe vom Deckel weggedrückt wird. Ist der Außendruck groß genug kann das Gehäuse undicht werden. Die hier verwendete Dichtung schützt den Inhalt des Schaltschrankes vor Staub und Feuchtigkeit. Bei dem bekannten Gegenstand wird das Gehäuseinnere nicht wasserdicht abgeschlossen.
• Ein bekanntes Gehäuse (DE 39 37 190 A1) weist eine obere und eine untere Gehäusehälfte auf. Diese weisen jeweils an der abzudichtenden Seite einen Flanschkragen mit jeweils einer in einer Nut umlaufenden Dichtung auf. Die Dichtungen werden von jeweils einem Ringsteg einer Zwischenwand zusammengedrückt und dichten das Innere des Gehäuses gegen Feuchtigkeit und dergleichen ab. Die hier verwendeten Dichtungen sind aus einem Vollmaterial gefertigt und weisen einen rechteckigen Profilquerschnitt auf.
• Da am Einsatzort des Steuergerätes im Motorraum eines Kraftfahrzeugs hohe Temperaturen auftreten, kann es dazu kommen, dass sich der Kunststoff - aus dem das Gehäuse gefertigt ist - ausdehnt. Da sich die Einzelteile des Gehäuses unterschiedlich verhalten, kann es an den Verbindungsstellen, an denen auch die Dichtung wirkt, zu Relativbewegungen zwischen den Gehäuseteilen kommen. Darüber hinaus können die Gehäusekonturen im Laufe der Zeit aufgrund der hohen Temperaturschwankungen in einem Kraftfahrzeug an Steife verlieren. Sowohl durch die Relativbewegungen zwischen den Gehäuseteilen, als auch durch den Verlust an Steife der Gehäusekontur kann der Druck auf die Dichtung vermindert werden und infolgedessen die Dichtwirkung, die bei einer Dichtung aus Vollmaterial proportional zum Druck auf diese ist, nachlassen und infolgedessen das Gehäuse undicht werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weiche und anpassungsfähige Dichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und eine zuverlässige Dichtwirkung erzielt.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 oder 7 gelöst.
• Dabei weist die Dichtung mindestens zwei Schenkel auf, die einstückig miteinander verbunden sind. Durch das verwendete Material und die Geometrie ihres Profilquerschnitts weist die zusammengedrückte Dichtung eine Federkraft der Schenkel auf ein erstes und ein zweites Gehäuseteil auf. Teile der Schenkel der Dichtung legen sich einerseits im Wesentlichen ohne Zwischenraum an die Außenseite des ersten Gehäuseteils, andererseits im Wesentlichen ohne Zwischenraum an die Innenseite eines zweiten Gehäuseteils an und bilden so jeweils eine Dichtfläche aus. Es ist folglich keine Komprimierung des Dichtungsmaterials nötig. Aufgrund dieser elastischen Eigenschaften der Dichtung ist die zur zuverlässigen Abdichtung benötige Dichtkraft kleiner, als bei einer herkömmlichen Dichtung. Die gute Dichtwirkung bleibt beispielsweise auch bei Relativbewegungen zwischen den Gehäuseteilen erhalten.
• Die Erfindung hat weiter den Vorteil, dass aufgrund der Geometrie des Profilquerschnitts bei einer Erhöhung des Druckes im Außenraum eine zusätzliche Kraft auf die Innenseiten der Schenkel ausgeübt wird und so die auf die Gehäuseteile wirkende Federkraft der Schenkel größer wird, was eine Erhöhung der Dichtwirkung mit sich bringt.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• So können die Außenseiten der Schenkel mindestens eine umlaufende Materialausnehmung aufweisen. Diese Materialausnehmung unterteilt die Dichtflächen der Schenkel in mehrere kleinere Dichtflächen. So wird eine zusätzliche Sicherheit gegen das Eindringen von Flüssigkeiten geschaffen, falls die davorliegende Dichtfläche undicht wird. Dies kann auftreten, nachdem die Dichtfläche z. B. bei der Montage beschädigt worden ist. Das Gehäuse bleibt dennoch dicht. Weiter erhöhen diese Materialausnehmungen die Flexibilität der Dichtung. Sie kann so auch besser kleine Unebenheiten der Flächen, zu denen hin sie abdichten soll, ausgleichen.
• Der Profilquerschnitt der Dichtung kann zumindest eine zusätzliche Materialaussparung aufweisen, die beim Zusammendrücken der Dichtung das zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil verdrängte Material aufnehmen kann. Dadurch wird eine Kompression des Materials verhindert und der Druck zwischen den beiden Gehäuseteilen reduziert. Es wird weiter verhindert, dass sich aufgrund der Verformung im Bereich der Dichtflächen Falten bilden. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Dichtwirkung verloren geht.
• Wenn die Außenseite zumindest eines Schenkels zum freien Ende hin nach außen gebogen ist, nimmt die nach außen wirkende Federkraft beim Zusammendrücken der Dichtung zum freien Ende hin zu. Somit wird die Bildung eines Spaltes zwischen Schenkel und dem jeweiligen Gehäuseteil verhindert und ein größerer Anteil der Außenseite des Schenkels bildet die Dichtfläche.
• Einen weiteren Vorteil bietet eine umlaufende Fase an zumindest einem freien Ende der Schenkel. Bei einer Druckerhöhung im Außenraum führt die Fase dazu, dass zumindest die Fläche, die sich durch die Ausgestaltung der Fase ergibt oder, je nach Form des Profilquerschnitts, die gesamte von den Innenseiten der Schenkel aufgespannte Fläche mit dem Außendruck beaufschlagt wird. Somit wird die auf die Dichtflächen wirkende Federkraft, mit der die Außenseiten der Schenkel an dem jeweiligen Gehäuseteil im Wesentlichen ohne Zwischenraum angedrückt werden, durch die in dieselbe Richtung wie die Federkraft wirkende Komponente, der vom Außendruck erzeugten Kraft, verstärkt.
• Mehrere Ausführungsbeispiele werden im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 eine Explosionszeichnung eines Gehäuses,
• Fig. 2 und 3 jeweils einen Schnitt durch erfindungsgemäße Dichtungen und
• Fig. 4 einen Schnitt durch das Gehäuse gemäß Fig. 1.
• Gehäuse von elektronischen Steuergeräten in Kraftfahrzeugen müssen auch bei hohen Temperaturen die im Inneren des Gehäuses befindliche elektronische Schaltung dicht abschließen. Ein in Fig. 1 im nicht montierten Zustand dargestelltes erfindungsgemäßes Gehäuse weist ein an einer Seite offenes Unterteil 2, einen Deckel 3 und eine erfindungsgemäße Dichtung 1 auf. Die Dichtung 1 kann beispielsweise ringförmig einstückig ausgebildet sein. Im montierten Zustand ist die Dichtung 1 zwischen dem Unterteil 2 und dem Deckel 3 angeordnet, um das Innere des Gehäuses abzudichten.
• Das Unterteil 2 weist an der offenen Seite eine die Außenseite des Unterteils 2 (Mantelfläche) umlaufende Nut 5 auf, in die die Dichtung 1 vor der Montage eingelegt wird. Der Deckel 3 kann an der Stirnseite einen Steckverbinder 6 aufweisen. Der Deckel 3 kann beispielsweise, wie hier dargestellt, mit Schrauben 4 an dem Unterteil 2 befestigt werden.
• In Fig. 2 ist ein Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Dichtung 1 dargestellt. Die Dichtung 1 ist einstückig aus einem elastischen Material hergestellt und weist einen ersten Schenkel 7 und einen zweiten Schenkel 8 auf. Die beiden Schenkel 7 und 8 sind an einem verbundenen Ende über ein Zwischenstück 9 einstückig miteinander verbunden. Dem verbundenen Ende gegenüber liegt jeweils ein freies Ende. Der Profilquerschnitt der Dichtung 1 ist so ausgebildet, dass der Abstand zwischen den beiden Schenkeln 7 und 8 in Richtung des freien Endes größer wird. Es ist folglich ein Zusammendrücken der Schenkel 7 und 8 möglich. Die Schenkel 7 und 8 üben im zusammengedrückten Zustand eine Federkraft nach außen aus (vgl. Pfeile B in Fig. 4) und legen sich im Wesentlichen ohne Zwischenraum an die Berührungsflächen zu Unterteil 2 und Deckel 3 an. Es bilden sich so zumindest zwei Dichtflächen 12.
• Vorteilhaft ist es, wenn umlaufende Materialausnehmungen 11 an den Außenseiten der Schenkel 7 oder 8 die an Unterteil 2 bzw. Deckel 3 anliegenden Dichtfläche 12 in mehrere kleinere Dichtflächen 12 unterteilen. Der Teil des Profilquerschnitts der Schenkel 7 und 8 zwischen den Materialaussparungen, der im zusammengedrückten Zustand die Dichtflächen 12 bildet, kann verschiedene Formen aufweisen. Beispielsweise kann der Profilquerschnitt trapez-, halbkreisförmig oder dreieckig ausgebildet sein.
• Falls z. B. Wasser oder andere Fremdstoffe auf Grund einer Beschädigung oder des Außendruckes hinter die davorliegenden Dichtflächen 12 gelangen, dichten die dahinterliegenden Dichtflächen 12 das Gehäuse weiterhin ab. Die Form der Materialausnehmungen 11 ist für die Erfindung unwesentlich. Die Materialausnehmungen 11 können beispielsweise V-, U- oder trapezförmig ausgeführt sein.
• Die in Fig. 2 dargestellte Dichtung 1 weist im Bereich des Zwischenstücks 9 an der Außenseite des ersten Schenkels 7 eine Materialausnehmung 11 auf, die infolge des Zusammendrückens der Dichtung 1 das zwischen Unterteil 2 und Deckel 3 verdrängte Material aufnimmt und als Verformungsbereich 10 dient. Der Verformungsbereich 10 wirkt in dem Bereich der Dichtung 1, in dem er Material aufnimmt, einer Kompression des Materials entgegen und reduziert somit den Druck zwischen Unterteil 2 und Deckel 3. Der Verformungsbereich 10 trägt auch dazu bei, dass die Außenseiten der Schenkel 7 oder 8 im Wesentlichen ohne Zwischenraum an Unterteil 2 bzw. Deckel 3 anliegen.
• Das freie Ende kann eine Fase 13 aufweisen, wie sie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist. Unter dem Begriff Fase 13 ist hier und im Folgenden eine umlaufende innenseitige Abschrägung des freien Endes zu verstehen. Die Fase 13 am freien Ende des zweiten Schenkels 8 bewirkt, dass die durch eine Druckerhöhung außerhalb des Gehäuses auf den zweiten Schenkel 8 wirkende Kraft diesen nicht vom Deckel 3 wegdrückt. Die Fase 13 erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die beiden Schenkel 7 und 8 sich aufgrund der Auslegung des Profilquerschnitts oder toleranzbedingt berühren. In diesem Fall wirkt der Außendruck auf die von der Fase 13 gebildete Fläche. Die Federkraft (vgl. Pfeile B in Fig. 4), die die Schenkel 7 und 8 im zusammengedrückten Zustand aufweisen, wird somit zumindest teilweise in ihrer Wirkung verstärkt. So wird verhindert, dass Wasser oder andere Fremdstoffe zwischen Deckel 3 und Dichtung 1 eindringen können.
• In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei die Außenseite 14 des zweiten Schenkels 8 zum freien Ende hin gebogen ist, d. h. der Abstand zwischen dem Verlauf der gebogenen Außenseite und einer linear verlaufenden Außenseite, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, wird zum freien Ende hin immer größer. Durch diesen Profilverlauf wird verhindert, dass sich bei stark zusammengepresster Dichtung 1 das freie Ende vom Unterteil 2 oder Deckel 3 ablöst. Weiter wird die Dichtfläche 12 zwischen zweitem Schenkel 8 und Deckel 3 durch diese Form des zweiten Schenkels 8 vergrößert.
• Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Dichtung 1 im montierten Zustand. Sie ist mit dem verbundenen Ende in Richtung der in Fig. 1 offenen Seite des Unterteils 2 in die Nut 5 eingelegt. Bei der Montage des Gehäuses wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Deckel 3 in Pfeilrichtung aufgeschoben (vgl. Pfeil A). Dabei wird der zweite Schenkel 8 in Richtung des ersten Schenkels 7 gedrückt. Die Schenkel 7 und 8 weisen aufgrund des elastischen Materials und der Form ihres Profilquerschnitts eine Federkraft auf, die bei zusammengedrückter Dichtung 1 in Richtung der Flächen, von denen die Dichtung 1 zusammengedrückt wird, wirkt, d. h. die Federkraft wirkt nach außen. Durch diese Federkraft wird der erste Schenkel 7 mit seiner Außenseite im Wesentlichen ohne Zwischenraum gegen die Außenseite des Unterteils 2 und der zweite Schenkel 8 ebenfalls mit seiner Außenseite im Wesentlichen ohne Zwischenraum gegen die Innenseite des Deckels 3 gedrückt (vgl. Pfeile B in Fig. 4). Dadurch, dass sich die Schenkel 7 und 8 aufgrund ihrer Materialeigenschaften im Wesentlichen ohne Zwischenraum an die Flächen, von denen Druck auf sie ausgeübt wird, anlegen, bilden sich zumindest zwei Dichtflächen 12 aus, und zwar einerseits zwischen der Außenseite des ersten Schenkels 7 und der Außenseite des Unterteils 2 und andererseits zwischen der Außenseite des zweiten Schenkels 8 und der Innenseite des Deckels 3.
• In den hier aufgezeigten Ausführungsbeispielen sind Dichtungen 1 mit einem V-förmigen Profilquerschnitt dargestellt, um der Gefahr einer Faltenbildung im Bereich der Dichtflächen 12 entgegenzuwirken. Die Faltenbildung kann vor allem im Bereich der Ecken des Gehäuses auftreten. Je nach Dimensionierung von Unterteil 2, Deckel 3 und Dichtung 1 können auch andere mehrschenklige Dichtungsprofile, wie z. B. L- oder T-förmige Profilquerschnitte verwendet werden. Für die Erfindung ist es im einzelnen unwesentlich, ob der Profilquerschnitt V-, L- oder T-förmig ist, sondern es ist von Bedeutung, dass es sich um einen Profilquerschnitt handelt, der beim Zusammendrücken eine Federkraft (vgl. Pfeile B Fig. 4) nach außen aufweist und sich gut an die Gehäuseteile 2 und 3 anlegt.
• Die Dichtung 1 ist vorteilhaft aus einem weichen anpassungsfähigen Material, wie z. B. Silikon, gefertigt.
• Die Dichtflächen 12 werden von den Teilen der Schenkel 7 und 8 gebildet, die ohne Zwischenraum an dem Unterteil 2 oder dem Deckel 3 umlaufend anliegen.
• Neben den hier aufgeführten ringförmigen Anwendungsbeispielen können auch andere Bauformen der Dichtung 1, wie z. B. streifenförmig ausgebildete Dichtungen, verwendet werden.
• Auch kann die Dichtung 1 in anderen, als dem hier dargestellten Beispiel eines becherförmigen Gehäuses Anwendung finden. Beispielsweise kann die Dichtung 1 in ein Unterteil 2 mit einem Flanschkragen seitlich umlaufend in eine innenseitige Nut 5 eingelegt werden. Der dazugehörige Deckel 3 weist einen Ringsteg auf. Der Ringsteg drückt beim Verschließen des Gehäuses den zweiten Schenkel in Richtung des ersten in der Nut 5 verlaufenden Schenkel und dichtet so den Spalt zwischen Unterteil 2 und Deckel 3 ab.
• Die erfindungsgemäße Dichtung 1 kann weiter bei der Abdichtung eines Steckverbinders oder zwischen zumindest einem zusammengesteckten Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder Anwendung finden.

Claims (9)

1. Dichtung zum Abdichten eines Spaltes zwischen zwei abzudichtenden Gehäuseteilen (2, 3), dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtung (1) zumindest einen ersten Schenkel (7) und einen zweiten Schenkel (8) aufweist, wobei die Schenkel (7, 8) an einem Ende über ein Zwischenstück (9) einstückig miteinander verbunden sind und jeweils ein freies Ende aufweisen und
dass die Dichtung (1) aus elastischen Material hergestellt ist und aufgrund ihrer auseinanderstrebenden Schenkel (7, 8) beim Zusammendrücken eine Federkraft aufweist, die einerseits den ersten Schenkel (7) mit seiner Außenseite an eines der abzudichtenden Gehäuseteile (2) und andererseits den zweiten Schenkel (8) mit seiner Außenseite an das zweite abzudichtende Gehäuseteil (3) im Wesentlichen ohne Zwischenraum andrückt und die Schenkel (7, 8) somit mindestens an zwei Dichtflächen (12) anliegen, wodurch der Spalt zwischen den zwei Gehäuseteilen (2, 3) abgedichtet wird.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen etwa V-, L- oder T-förmigen Profilquerschnitt aufweist.

3. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite des ersten und/oder zweiten Schenkels (7, 8) mindestens eine umlaufende Materialausnehmung (11) aufweist, die die Dichtfläche (12) in mehrere Dichtflächen (12) unterteilt, die wie parallele Dichtflächen (12) wirken.

4. Dichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Schenkel (7, 8) mindestens eine Materialaussparung aufweist, die als Verformungsbereich (10) dient, wenn die Dichtung (1) zwischen dem Deckel (3) und dem Unterteil (2) zusammengedrückt wird.

5. Dichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite (14) zumindest eines Schenkels (7, 8) zum freien Ende hin eine Biegung nach außen aufweist, wodurch der Abstand zwischen einer linear verlaufenden Außenseite und der gebogenen Außenseite zum freien Ende hin immer größer wird.

6. Dichtung nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schenkel (7, 8) an dem freien Ende eine Fase (13) aufweist.

7. Gehäuse eines Steuergerätes für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche einen Spalt zwischen der offenen Seite eines Gehäuseunterteils (2) und einem Gehäusedeckel (3) abdichtet, wobei die Dichtung (1) mit ihrem verbundenen Ende in Richtung des abzudichtenden Gehäuseteils im Spalt angeordnet ist.

8. Gehäuse eines Steuergerätes gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (3) einen Steckverbinder (6) aufweist oder als Steckverbinder ausgebildet ist.

9. Gehäuse eines Steckverbinders, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche einen Spalt zwischen der offenen Seite eines Steckverbinders und einem Gegensteckverbinder abdichtet, wobei die Dichtung (1) mit ihrem verbundenen Ende in Richtung des abzudichtenden Raumes im Spalt angeordnet ist.