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Dichtung
zum Abdichten eines Spaltes zwischen zwei abzudichtenden Gehäuseteilen,
sowie ein Gehäuse
eines Steuergerätes
eines Kraftfahrzeugs
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Die
Erfindung betrifft eine Dichtung zum Abdichten eines Spaltes zwischen
zwei abzudichtenden Gehäuseteilen,
sowie ein Gehäuse
eines Steuergerätes
eines Kraftfahrzeugs.
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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 Verschließern 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.
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Ein
bekanntes Gehäuse
(
DE 3937190 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 ei nem Vollmaterial gefertigt und weisen einen rechteckigen
Profilquerschnitt auf.
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Weiter
sind Dichtungen bekannt, die einen Spalt zwischen zwei konzentrischen
Flächen
abdichten (
DE 38 33
690 C2 ,
DE
36 12 420 C2 ,
DE
43 08 548 C2 ,
US
4,838,582 A ,
GB
814265 A und
FR
2 042 109 A ). Bei diesen bekannten Dichtungen kann es bei
einem Verlust der mechanischen Steife der an der Dichtung anliegenden
Dichtflächen
zu einem Verlust der Dichtwirkung kommen. Um dort dennoch eine ausreichende
Dichtwirkung zu erzielen, ist eine große Dichtkraft auf diese Flächen erforderlich.
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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.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weiche und anpassungsfähige Dichtung
zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und eine zuverlässige Dichtwirkung
erzielt.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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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.
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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.
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Der
Profilquerschnitt der Dichtung weist zumindest eine zusätzliche
Materialaussparung auf, 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.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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Mehrere
Ausführungsbeispiele
werden im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Explosionszeichnung eines Gehäuses,
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2 und 3 jeweils
einen Schnitt durch erfindungsgemäße Dichtungen und
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4 einen
Schnitt durch das Gehäuse
gemäß 1.
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Gehäuse von
elektronischen Steuergeräten in
Kraftfahrzeugen müssen
auch bei hohen Temperaturen die im Inneren des Gehäuses befindliche
elektronische Schaltung dicht abschließen. Ein in 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.
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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.
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In 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 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.
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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.
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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.
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Die
in 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.
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Das
freie Ende kann eine Fase 13 aufweisen, wie sie in 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 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.
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In 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 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.
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4 zeigt
einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel
der Dichtung 1 im montierten Zustand. Sie ist mit dem verbundenen
Ende in Richtung der in 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 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.
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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 4) nach
außen
aufweist und sich gut an die Gehäuseteile 2 und 3 anlegt.
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Die
Dichtung 1 ist vorteilhaft aus einem weichen anpassungsfähigen Material,
wie z.B. Silikon, gefertigt.
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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.
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Neben
den hier aufgeführten
ringförmigen Anwendungsbeispielen
können
auch andere Bauformen der Dichtung 1, wie z.B. streifenförmig ausgebildete
Dichtungen, verwendet werden.
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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.
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Die
erfindungsgemäße Dichtung 1 kann
weiter bei der Abdichtung eines Steckverbinders oder zwischen zumindest
einem zu sammengesteckten Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder
Anwendung finden.