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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronikgehäuse für Kraftfahrzeuge. Weiterhin
betrifft die Erfindung einen, für
ein solches Elektronikgehäuse bestimmten
Ventileinsatz.
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Elektronikgehäuse für Kraftfahrzeuge
dienen zur geschützten
Unterbringung von Elektronikbauteilen, Steuergeräten und deren Teilen, sowie
von weiteren Komponenten dieser Art an einem Kraftfahrzeug. Mit
Hilfe solcher Steuergeräte
können
beispielsweise Parameter wie Einspritzmenge, Lambdasondenregelung,
Ladedruck, Zündzeitpunkt
und dergleichen kontrolliert werden. Elektronikbauteile können als
Komponenten von Telekommunikationseinrichtungen, Navigationssystemen,
Audioeinrichtungen und dergleichen vorgesehen werden. Auch elektrische
Sicherungen können
in einem solchen Elektronikgehäuse
untergebracht sein. Elektronikbauteile, Steuergeräte und weitere
Komponenten dieser Art müssen
für den
Kundendienst erreichbar sein, damit defekte Teile leicht ausgetauscht
werden können und/oder
an diesen Geräten
und Komponenten neue Einstellungen vorgenommen werden können.
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Deshalb
werden solche Elektronikbauteile und Steuergeräte enthaltende Elektronikgehäuse typischerweise
meist an einer Stelle im Kraftfahrzeug montiert, die bei geöffneter
Motorhaube zugänglich ist.
Beispielsweise kann ein solches Elektronikgehäuse zwischen der Spritzwand
des Fahrzeugs und dem Motorraum angeordnet sein oder an einer Seite des
Motorraums. In diesem Bereich muss mit Verschmutzungen, sowie der
Einwirkung von Wasser und Wärme
gerechnet werden. Typischerweise weist ein solches Elektronikgehäuse einen
ein- oder mehrteiligen Behälter
auf, der in der Regel aus Kunststoff besteht, um einen guten Schutz
gegen das Eindringen von Feuchtigkeit zu gewähren und um das Gewicht des
Behälters
gering zu halten.
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Mit
dem Dokument
DE 101
00 421 A1 ist ein abgedichtetes Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung
vorgeschlagen worden, das aus einem wannenförmigen Gehäuseunterteil und einem deckelförmigen Gehäuseoberteil
besteht, die je eine komplementäre
Auflagefläche
aufweisen, zwischen denen eine Dichtung eingelegt ist.
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Mit
dem Dokument
DE 197
15 573 A1 wird dargelegt, dass durch ein, aus Polybutylenterephthalat
bestehendes Gehäuseteil
mit einer Fläche
von 32 cm
2 und einer Stärke von 1,5 mm über die
gesamte Lebensdauer eines Kraftfahrzeugs im schlechtesten Falle
23 g Wasserdampf hindurch diffundieren und in den Innenraum des
Elektronikgehäuses
eindringen können.
Das dort kondensierte Wasser kann erhebliche Schäden an der Elektronik anrichten,
beispielsweise die Leitfähigkeit
zwischen verschiedenen Komponenten verändern, was zu Kurzschlüssen führen kann;
ferner kann eine Oxidation bzw. ein Rosten von Kontakten auftreten.
Ein solches Eindiffundieren von Wasserdampf wird durch Temperaturunterschiede
und/oder Druckunterschiede zwischen dem Elektronikgehäuse-Innenraum
und der umgebenden Atmosphäre
begünstigt.
Deshalb ist vorgeschlagen worden, am Gehäuse Druckausgleichsöffnungen vorzusehen,
die mit einer wasserdichten und atmungsaktiven Folie, beispielsweise
aus "GORETEX" (eingetragenes Warenzeichen)
oder "SYMPATEX" (eingetragenes Warenzeichen)
verschlossen sind, um über
die so gegen den Eintritt von flüssigem
Wasser geschützten
Druckausgleichsöffnungen
einen Druckausgleich zu ermöglichen.
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Alternativ
sind zur Verminderung von Druckunterschieden so genannte Druckausgleichseinrichtungen
vorgeschlagen worden; vgl. hierzu etwa die Dokumente
US 6 180 875 B1 oder
DE 101 03 594 A1 ; hier
erfolgt der Druckausgleich über
einen Luftleitkanal, der insbesondere der elektrischen Anschlussleitung
zugeordnet ist. In diesem Dokument wird auch ausgeführt, dass
es "zum Druckausgleich
zwischen dem Inneren des Gehäuses
und dem atmosphärischen
Außendruck
bekannt sei, am Gehäuse
Ventile vorzusehen, die für
einen entsprechenden Druckausgleich sorgen. Solche Ventile seien
sehr aufwendig, da sie zum einen für einen Druckausgleich sorgen müssen und
zum anderen verhindern müssen,
dass von außen
Feuchtigkeit in das Gehäuse
gelangen kann".
Eine für
einen solchen Druckausgleich geeignete Ventilanordnung wird in dem
Dokument
US 6 310 283
B1 beschrieben; die erforderliche Ventileinrichtung weist
ein Solenoid-betätigtes
Einlassventil auf, das die Verbindung eines Einlasses mit einer
Arbeitskammer beherrscht, sowie ein Solenoid-betätigtes Auslassventil, das die
Verbindung zwischen der Arbeitskammer und einer Druckentlastungseinrichtung
beherrscht. Ersichtlich ist, die Herstellung und die Gewährleistung
der Betriebsbereitschaft einer solchen Ventileinrichtung recht aufwendig.
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Das
Dokument
DE 40 41 016
C1 betrifft eine Karosserie eines Personen-Kraftwagens mit einem Elektronikgehäuse. Das
dort beschriebene Elektronikgehäuse
bildet einen Teil der Tragstruktur der Karosserie und ist insgesamt
in den Karosserieaufbau integriert. In dieses Elektronikgehäuse sind
Elektronikbauteile eingesetzt und dort befestigt. Das Elektronikgehäuse ist
von oben her mit einem Gehäusedeckel
dicht verschlossen. In diesem Falle besteht das Elektronikgehäuse und
der Gehäusedeckel
aus Aluminium-Druckgussteilen. An der Unterseite des Elektronikgehäuses ist
eine Öffnung
angebracht, durch die der Gehäuse-Innenraum
mit dem angrenzenden Fahrgastraum verbunden ist. Damit wird die Fahrgastatmosphäre mit ihrer
relativ trockenen Innenluft auch in den Gehäuse-Innenraum übertragen.
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Das
Dokument
DE 103 42
442 A1 bezieht sich auf den Schutz eines elektrischen Bauteils
bei Wassereintritt in ein Kraftfahrzeug. Hierzu wird vorgeschlagen,
das elektrische Bauteil in einem Gehäuse oberhalb einer Bodenplatte
anzuordnen. Das Gehäuse
weist in einer zur Bodenplatte zugewandten Seite eine Öffnung auf,
und das elektrische Bauteil ist gegenüber dieser Öffnung angeordnet und befestigt. Die
gesamte Anordnung arbeitet nach dem Prinzip einer Tauchglocke, das
heißt
aufsteigendes Wasser wird durch die zwischen Wasseroberfläche und
Gehäusewand
eingeschlossene Luftmenge daran gehindert, weiter in das Gehäuse einzudringen
und das zu schützende
elektrische Bauteil zu erreichen. Mit aufsteigendem Wasser dieser
Art muss beispielsweise dann gerechnet werden, wenn sich auf der
Bodenplatte Regenwasser ansammelt, das beispielsweise durch ein
geöffnetes
Schiebedach oder ein nicht geschlossenes Cabrioverdeck in den Fahrzeuginnenraum
eindringt.
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Das
Dokument
DE 44 18 740
A1 bezieht sich auf ein elektrisches Gerät, nämlich auf
ein Einrückrelais
für eine
Andrehvorrichtung einer Brennkraftmaschine, das im nach unten offenen
Motorraum eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Am Kopfende dieses Einrückrelais
befindet sich eine Kontaktkammer, die im wesentlichen von der Stirnfläche eines
Magnetkerns und von einem Gehäusedeckel
begrenzt ist. Diese Kontaktkammer ist mit einer Belüftungsöffnung versehen
die mit Hilfe eines Schließkörpers verschlossen
werden kann. Dieser Schließkörper besteht
aus einem rotationssymmetrisch ausgebildeten Grundkörper, der über eine
Ringschulter in einen Dichtabschnitt übergeht. Für diesen Dichtabschnitt werden
zwei verschiedene Ausführungsformen
beschrieben, nämlich
eine konisch verlaufende Mantelfläche oder ein halbkugelförmiger Dichtabschnitt. Dieser
einstückige
Dichtkörper
ist gegenüber
Spritzwasser schwimmfähig
und erfährt
einen Auftrieb, wodurch die Öffnung
in der Kontaktkammer verschlossen wird.
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Das
Dokument
JP 2003-229680
A betrifft eine Außen-
bzw. Freiluft-Anlage zur Unterbringung elektronischer Einrichtungen.
Bei dieser Anlage handelt es sich typischerweise um ein mit Hilfe
einer Türe verschließbares kastenförmiges Gehäuse, das
an seinen beiden Boden-Längskanten
auf je einem Sockel abgestützt
ist, die im Abstand zueinander angeordnet sind. Die ganze Anordnung
kann am Rand einer Straße
vorgesehen werden. In der, von den beiden Sockeln im Abstand zur
Straße
gehaltenen Gehäuse-Bodenplatte
ist eine Entlüftungsbohrung
ausgespart. Diese Öffnung
ist an der Gehäuse-Außenseite
von einem ringförmigen
Ventilsitz umgeben. An diesem Ventilsitz kann ein als Hohlkörper ausgebildeter
Schwimmkörper
anliegen, der hin- und herbewegbar in einem zylinderförmigen Käfig gehalten
ist. Der als Schwimmkörper
dienende einstückige
Hohlkörper
besteht aus einem halbkugelförmigen
Segment und einem eckigen Segment. Im Falle einer Überflutung
der Straße
drückt
das aufsteigende Wasser den Schwimmkörper gegen den Ventilsitz und verschließt damit
die Entlüftungsöffnung des
Gehäuses.
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Das
Dokument
DE 20
2004 000 387 U1 bezieht sich auf eine Steckverbindungseinrichtung
für den
selbsttätigen
elektrischen Anschluss eines Fahrzeuganhängers an ein Zugfahrzeug. Hierzu
kann an dem Zugfahrzeug, beispielsweise ein Sattelschlepper, eine
Dose angebracht sein, der ein Stecker am Fahrzeuganhänger, beispielsweise
einem Sattelauflieger zugeordnet ist. Der Stecker hat ein Steckergehäuse, das
mit einem, einen Ventilkern aufnehmenden Stopfen versehen sein kann,
welcher im Einbauzustand nach unten weist. In dem Ventilkern ist
eine Schikane vorgesehen, durch welche Kondenswasser abtropfen kann,
jedoch das Eindringen von Wasser (Spritzwasser, Dampfstrahlen) von
außen
verhindert wird.
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Das
Dokument
EP 1 284 591
A2 offenbart eine Außen-
bzw. Freiluft-Anlage in Form eines Gehäuses. Das Gehäuse hat
eine Kammer mit einer ventilgesicherten Entlüftungsöffnung. Hierzu ist ein einteiliger,
im wesentlichen T-förmiger
Ventilkörper vorgesehen,
der mit seinem abstehenden T-Flansch an einem, als Ventilsitz dienenden
O-Ring anliegen kann. Der T-Stamm des Ventilkörpers ragt durch die Öffnung hindurch
bis in den Gehäuse-Innenraum
und wird dort von einer, unter einer gewissen Vorspannung stehenden
Tellerfeder gehalten. Im Regelfall hält diese Vorspannung den Ventilkörperflansch
in der Anlage am O-Ring,
so dass ein gasdichter Verschluss der Öffnung gewährleistet ist. Sofern der Gehäuse-Innendruck
den in der äußeren Umgebung herrschenden
Luftdruck um einen gewissen Betrag übersteigt, überwindet die auf den Ventilkörper einwirkende
Druckkraft die Vorspannung der Tellerfeder, so dass der Ventilkörper verstellt
und der Ventilkörperflansch
vom O-Ring getrennt wird. Es wird ein Strömungspfad geschaffen über den
hinweg Gas aus dem Gehäuse
austreten und in die äußere Umgebung
entweichen kann. Nach Abbau des im Gehäuse-Innenraum herrschenden Überdrucks
wird die Tellerfeder den Ventilkörperflansch
wieder in die Anlage an den als Ventilsitz dienenden O-Ring drücken, um die Entlüftungsöffnung zu
verschließen.
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Das
Dokument
US 5,678,590
A betrifft ein, die Kraftstofftank-Entlüftungsleitung an einem Kfz verschließendes Ventil
um einen plötzlichen
Anstieg des Innendruckes im Kraftstofftank beim Einfüllen von
flüssigem
Kraftstoff in den Kraftstofftank zu verhindern. Dieses Ventil ist
innerhalb des Kraftstofftanks an dessen Oberseite angebracht, und
die Kraftstofftank-Entlüftungsleitung
verbindet den Kraftstofftank mit einem Behälter, in dem sich Kraftstoffdampf absorbierendes
Material befindet. Dieses Ventil ist als Schwimmerventil ausgebildet
und weist einen Schwimmkörper
auf, der verschiebbar in einem Gehäuse untergebracht ist, das
mit Luftlöchern
versehen ist. Sobald flüssiger
Kraftstoff durch diese Luftlöcher
hindurch in das Gehäuse
eindringt, wirkt eine Auftriebskraft auf den Schwimmkörper, welche
den Schwimmkörper
in Richtung auf die Mündung
bzw. Öffnung
der Kraftstofftank-Entlüftungsleitung
hin anhebt, die mit einem ringförmigen
Ventilsitz versehen ist.
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Der
Schwimmkörper
besteht aus Kunststoff, und an seiner Oberseite ist einstückig ein
Winkel angeformt, dessen langer Schenkel parallel zur Oberseite
des Schwimmkörpers
ausgerichtet ist und eine mittige Bohrung aufweist, in welche ein
aus Gummi bestehendes Ventilelement eingesetzt ist. Das Dokument
offenbart verschiedene Ausgestaltungen dieses Ventilelements.
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Bei
der mit den 3 bis 7 dargestellten Ausführungsform
ist dieses Ventilelement im wesentlichen topf- bzw. tellerförmig ausgebildet.
Der zentrale Abschnitt ist in die Bohrung am langen Schenkel am
Schwimmkörper
eingesetzt und so gehalten. Von diesem zentralen Abschnitt steht
ein relativ breiter, ringförmiger,
ebener Umfangsabschnitt in radialer Richtung ab. Nach einer ausreichenden
Hubbewegung des Schwimmkörpers
kontaktiert dieser ebene Umfangsabschnitt den ringförmigen Ventilsitz
an der Mündung
bzw. Öffnung
der Kraftstofftank-Entlüftungsleitung
und verschließt
diese. Bei einer noch weiter fortgesetzten Hubbewegung des Schwimmkörpers wird
der am Ventilsitz anliegende Ventilelement-Umfangsabschnitt abgelenkt,
bis er schließlich mit
seinem Umfangsrand auf der Oberseite des langen Schenkels am Schwimmkörper aufliegt.
Auf diese Weise wird der Kraftstofftank gegenüber der Kraftstofftank-Entlüftungsleitung
verschlossen.
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Das
Dokument
DE 100 17
323 A1 offenbart eine vergleichbare Einrichtung mit einem
Ventil zur Steuerung des Ablassens von Kraftstoffdampf aus einem
Kraftstofftank. Das Ventil hat ein Gehäuse mit einer Ventileintrittsöffnung und
einem Ventilaustrittsöffnungsabschnitt
am oberen Teil des Gehäuses.
Ein Schwimmerventil ist so im Gehäuse angeordnet, dass es sich
bewegt zwischen einer Anfangsstellung, in der der Kraftstoffstand
im Kraftstofftank unter einem vorbestimmten Stand ist, einer mittleren
Stellung, in der der Kraftstoffstand den vorbestimmten Stand erreicht,
und einer Endstellung, in der der Kraftstoffstand über dem
vorbestimmten Stand ist. Eine Elastomerdichtung ist zwischen dem
Schwimmerteil und der Dampfaustrittsöffnung angeordnet.
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In
der Deckenwand des Kraftstofftanks ist eine Öffnung ausgespart, in welche
das Ventil eingesetzt ist. Hierzu ist diese Öffnung von einem Verbindungsflansch
umgeben, der einen ringförmigen,
in den Kraftstofftank hinein ragenden Ansatz hat. In diesen Ansatz
ist das hohle Ventilgehäuse
eingesetzt und daran befestigt, beispielsweise durch Ultraschallschweißen, mit
Hilfe einer Elastomerdichtung oder durch andere bekannte Techniken.
Auf diese Weise ist das Ventil am Kraftstofftank befestigt und mit
Hilfe des Verbindungsflansches gegenüber dem Kraftstofftank flüssigkeits-
und dampfdicht verschlossen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Elektronikgehäuse für Kraftfahrzeuge bereitzustellen,
das eine Öffnung
aufweist, die im Regelfall offen gehalten ist und dann einen Druckausgleich
und/oder einen Austritt von Kondenswasser ermöglicht, diese Öffnung jedoch
bei aufsteigendem Wasser schnell und sicher verschlossen wird.
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Nach
einem weiteren Ziel der vorliegenden Erfindung soll ein einfach
aufgebauter und einfach anbringbarer Ventileinsatz für eine Öffnung an
einem solchen Elektronikgehäuse
für Kraftfahrzeuge
bereitgestellt werden.
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Ausgehend
von einem
Elektronikgehäuse
für Kraftfahrzeuge
mit
einem Behälter,
in
dessen Bodenwand eine Öffnung
ausgespart ist,
ist die erfindungsgemäße Lösung obiger Aufgabe
dadurch
gekennzeichnet, dass
in diese Öffnung ein Ventileinsatz einesetzt
ist, der aufweist:
- – eine aus einem Hartkunststoff
bestehende Führungshülse mit
einer Umfangswand, die sich zwischen zwei gegenüberliegenden Führungshülsenenden
erstreckt;
- – an
oder benachbart zu dem einen Führungshülsenende
vom Innenumfang der Umfangswand ein ringförmiger Flansch radial nach
innen absteht, der eine Ventilbohrung begrenzt;
- – innerhalb
dieser Führungshülse ein
Schwimmkörper
in der Führungshülsen-Längsrichtung leicht hin- und
herbewegbar verschieblich angeordnet ist; wobei
- – an
dem zum ringförmigen
Flansch benachbarten Ende des Schwimmkörpers ein abstehender Teller
aus Weichplastik angebracht ist, der federnd am ringförmigen Flansch
anliegen und dabei die Ventilbohrung verschließen kann; und ferner
- – einen
aus Gummimaterial bestehenden Dichtungsring, an dessen Außenumfang
eine umlaufende Nut ausgespart ist, in welche der die Öffnung umgebende
Randbereich der Bodenwand eingesetzt ist; und
- – dieser
Dichtungsring im Zwei-Komponenten-Spritzverfahren an das eine Ende
der Führungshülse spritzgegossen
ist.
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"Schwimmkörper" bezeichnet in diesem
Zusammenhang einen Körper,
der im aufsteigenden Wasser schwimmt, bzw. mit dem aufsteigenden
Wasser mitgeschleppt wird, wobei dieser Schwimmkörper innerhalb des Führungshülsen-Innenraums verstellt und
auf den ringförmigen
Flansch zu bewegt wird, bis der, als bewegliches Ventilglied dienende
Teller den Flansch kontaktiert und die Ventilbohrung verschließt.
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Beispielsweise
kann dieser Schwimmkörper als
allseitig geschlossener Hohlkörper,
hier insbesondere Hohlzylinder ausgebildet sein. Auch ein massiver
Vollkörper,
der vollständig
aus einem spezifisch leichten Material, etwa einem Schaumkunststoff
besteht, kann hier in Betracht kommen.
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Alternativ
kann dieser Schwimmkörper
als becherförmiger
Körper
ausgebildet sein, der aus Becherwand und Becherboden besteht, wobei
der Teller am Becherboden angebracht ist, und wobei der Becherwandrand
benachbart zum anderen Führungshülsenende
angeordnet ist.
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Ohne
dass damit eine Einschränkung
der Erfindung beabsichtigt ist, wird die Erfindung nachstehend anhand
derjenigen Ausführungsform
beschrieben, bei welcher dieser Schwimmkörper als becherförmiger Körper ausgebildet
ist.
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Nach
einem bestimmungsgemäßen Einbau des
Elektronikgehäuses
in ein Kraftfahrzeug ist die Längsrichtung
der Führungshülse im wesentlichen vertikal
ausgerichtet. Aufgrund seines Gewichtes nimmt der innerhalb der
Führungshülse leicht
verschiebliche becherförmige
Körper
eine zum ringförmigen
Flansch beabstandete Anordnung ein. Zwischen ringförmigem Flansch
und Teller am Becherboden besteht ein Abstand von mehreren Millimetern.
Es besteht eine Strömungsverbindung
durch die Ventilbohrung hindurch und durch einen Spalt zwischen
Führungshülsen-Innenumfang
und Becherwand-Außenumfang
hindurch, die einen Druckausgleich zwischen Elektronikgehäuse-Innenraum
und umgebender Atmosphäre
gewährleistet;
weiterhin kann gegebenenfalls im Elektronikgehäuse angefallenes Kondenswasser
austreten. Bei aus irgendeinem Grunde gegebenenfalls innerhalb der
Führungshülse aufsteigendem
Wasser wird der zum anderen Führungshülsenende
hin gerichtete Becherwandrand in die Wasseroberfläche eintauchen.
Im Innenraum des becherförmigen
Körpers
wird eine Luftblase eingeschlossen. Bei noch weiter ansteigendem Wasser
wird der hier als Tauchglocke wirkende becherförmige Körper von dieser Luftblase an
der Wasseroberfläche
schwimmend gehalten und gemeinsam mit dieser angehoben, bis der
Teller den Flansch kontaktiert und die Ventilbohrung verschließt. Weil der
becherförmige
Körper
vorzugsweise ein dünnwandiges
Bauteil bildet und nur geringes Gewicht aufweist und innerhalb der
Führungshülse leicht
verschieblich angeordnet ist, kann bei aufsteigendem Wasser die
Ventilbohrung schnell und sicher verschlossen werden.
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Nach
einem weiteren Ziel der vorliegenden Erfindung wird ein einfach
aufgebauter und einfach anbringbarer Ventileinsatz bereitgestellt,
der in eine Öffnung
einsetzbar ist, die in der Bodenwand eines Behälters eines Elektronikgehäuses für Kraftfahrzeuge
einsetzbar ist, um diese Öffnung – im Falle
von aufsteigendem Wasser – schnell
und sicher wasserdicht zu verschließen. Dieser Ventileinsatz weist
die vorstehend angegebenen Bestandteile und Merkmale auf.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Der
Ventileinsatz weist einen, aus Gummimaterial bestehenden Dichtungsring
auf, der stofflich mit der Führungshülse verbunden
ist. Die stoffliche Verbindung zwischen Dichtungsring und Führungshülse wird
dadurch geschaffen, dass dieser Dichtungsring im Zwei-Komponenten-Spritzverfahren
an das eine Ende der Führungshülse spritzgegossen
ist. Am Außenumfang
des Dichtungsrings ist eine umlaufende Nut ausgespart, in welche
der, die Öffnung
umgebende Randbereich der Bodenwand am Behälter eingesetzt ist bzw. einsetzbar
ist. Auf diese Weise wird ein einfach am Elektronikgehäuse anbringbarer Ventileinsatz
geschaffen. Es wird eine druckdichte und gegen kriechendes Wasser
dichte Verbindung zwischen Behälterwand
und Ventileinsatz erhalten.
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Die
Führungshülse besteht
aus einem Hartkunststoff; als beispielhafte Materialien kommen hier etwa
Polyamide, hier beispielsweise PA6, PA6.6, ferner hochmolekulares
Polypropylen, ABS-Harze, Polycarbonate und Polystyrol-Kunststoffe, hier
insbesondere schlagfestes Polystyrol in Form der Styrol/Butadien-Copolymere
und weitere Kunststoffe dieser Art in Betracht. Als Gummimaterial
für den Dichtungsring
kommen verschiedene, aus synthetischen Polymeren und Copolymeren
bestehende Elastomere in Betracht. Zu hier gut geeigneten Elastomeren
gehören
beispielsweise Ethylen/Propylen/Dien- Terpolymere, so genannte EPDM-Materialien;
besonders bevorzugt wird hier "EPDM-55" eingesetzt. Derartige
EPDM-Materialien haben typischerweise eine Härte (Shore A/D nach DIN
53505) von 30 bis 90 und können im Spritzgießverfahren
zu den gewünschten
Formkörpern
verarbeitet werden, beispielsweise auch im Zwei-Komponenten-Spritzverfahren
gemeinsam mit PP, ABS oder PS. Der aus EPDM-Material bestehende
Dichtungsring ist im Zwei-Komponenten-Spritzverfahren
an das eine Ende der Führungshülse spritzgegossen,
die dann beispielsweise aus Polypropylen (PP), ABS-Harz oder schlagfestem
Polystyrol (PS) bestehen kann. Gut bewährt hat sich hier eine Anordnung,
bei welcher ein äußerer Abschnitt
des Dichtungsrings am Außenumfang
der Führungshülse anliegt,
und ein komplementärer
innerer Dichtungsringabschnitt am Innenumfang der Führungshülse anliegt.
Der am Innenumfang anliegende Dichtungsringabschnitt kann bis zum
radial einspringenden ringförmigen
Flansch reichen.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können an der Führungshülse – vom anderen Führungshülsenende
ausgehend – Schlitze
oder Ausnehmungen ausgespart sein, so dass mehrere zungenförmige Führungshülsenabschnitte
gebildet sind, die über
den Umfang verteilt in regelmäßigen Abständen zueinander
angeordnet sind; beispielsweise können hier drei oder vier zungenförmige Führungshülsenabschnitte
vorgesehen sein. Auch wenn die Führungshülse aus
Hartkunststoff besteht, sind diese zungenförmigen Führungshülsenabschnitte in geringem
Ausmaß elastisch
auslenkbar, damit der becherförmige
Körper
in den Innenraum der Hülse eingesetzt
werden kann. An jedem Führungshülsenabschnitt ist
im Bereich des anderen Führungshülsenendes
wenigstens ein radial nach innen abstehender Vorsprung angeformt,
welcher den Becherwandrand hintergreift, und den becherförmigen Körper innerhalb
der Führungshülse hält.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können am Innenumfang der Führungshülse und/oder
am Innenumfang der Führungshülsenabschnitte
in axialer Richtung verlaufende Rippen angeformt sein, die einen
geringen Spalt zwischen Führungshülsen-Innenumfang
und Becherwand-Außenumfang
gewährleisten.
Durch diesen Spalt hindurch kann ein Druckausgleich zwischen dem
Behälterinnenraum
und der umgebenden Atmosphäre
stattfinden; weiterhin kann durch diesen Spalt hindurch gegebenenfalls
im Behälter
angesammeltes Kondenswasser austreten. Ferner gewährleisten
diese Rippen eine zentrale Anordnung und leichte Verschiebbarkeit
des becherförmigen
Körpers
innerhalb der Führungshülse.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein,
dass an der, auf das andere Führungshülsenende
zu gerichteten Fläche
des ringförmigen
Flansch – konzentrisch
und benachbart oder im Abstand zur Ventilbohrung – eine umlaufende,
ringförmige
Rippe angeformt ist, die sich geringfügig in das Tellermaterial eingräbt, wenn
der Teller am Flansch anliegt. Hierdurch kann bei Anlage des, als
bewegliches Ventilglied dienenden Tellers and dem als Ventilsitz
dienenden Flansch die Abdichtung zwischen Flansch und Teller noch
weiter verbessert werden.
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Der
becherförmige
Körper
ist vorzugsweise als dünnwandiges
Bauteil ausgebildet, das beispielsweise aus Polyamid, hier insbesondere
PA6 oder PA6.6 oder aus Polypropylen (PP), aus ABS-Harz oder aus
schlagfestem Polystyrol (PS) bestehen kann. Eine Wandstärke von
2/10 bis 5/10 mm ist völlig
ausreichend. Bei einer praktischen Ausgestaltung handelt es sich
bei diesem becherförmigen
Körper um
ein einseitig geschlossenes, becherförmiges bzw. haubenförmiges Bauteil
mit einer zylindrischen Umfangswand; die Länge beträgt etwa 12 bis 30 mm; der Außendurchmeser
beträgt
etwa 8 bis 20 mm. Innerhalb der Führungshülse ist eine solche Anordnung gewählt, dass
das offene Ende des becherförmigen Körpers bzw.
der Becherwandrand auf das andere Führenhülsenende zu gerichtet ist und
sich im Bereich dieses anderen Führungshülsenendes
befindet. Auf Grund der je passend gewählten Abmessungen ist dieser
becherförmige
Körper
innerhalb der Führungshülse leicht
beweglich bzw. verschiebbar angeordnet.
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Am
Becherboden ist ein abstehender Teller aus Weichplastik angebracht.
Dieser Teller hat die Gestalt und Funktion eines Ventiltellers,
der sich mit seiner konkaven Telleroberfläche federnd an den ringförmigen Flansch
anlegen und dabei die Ventilbohrung verschließen kann. Das Tellermaterial
soll leicht elastisch auslenkbar sein und kann beispielsweise ein
thermoplastisches Elastomer sein, das nur eine mäßige Härte (Shore A) von etwa 25 bis
50 und eine hohe elastische Verformbarkeit (resilience der Klassen
2 bis 4; Klasse "1" ist exzellent; Klasse "6" ist unbrauchbar) aufweist. Gut geeignet
sind hier beispielsweise sogenannte TPE-Materialien (Thermoplastic Elastomers),
etwa Styrol-Block-Copolymere (TPE-S), die von KRAIBURG TPE GmbH
(Waldkraiburg, DE) unter der Handelsbezeichnung "THERMOLAST K" (Warenzeichen) vertrieben werden. Auch EPDM-Materialien
(so genannte Ethylen-Propylen-Dien-Rubber) mit einer mäßigen Härte (Shore
A) von etwa 25 bis 50 und einer hohen elastischen Verformbarkeit
der Klassen 2 bis 4 sind hier gut geeignet. Auch solche EPDM-Materialien werden
von KRAIBURG TPE GmbH vertrieben, etwa unter der EPDM-Kautschukserie. Gut
bewährt
hat sich hier als Tellermaterial beispielsweise das TPE-Material "TC3 ADZ SEES" oder ein EPDM-Material
aus der "AA-Serie".
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Zum
Zwecke der Anbringung kann an der Rückseite des Tellers einstückig ein
abstehender Stift angeformt sein, der sich durch eine Bohrung im
Becherboden erstreckt, diese Bohrung hintergreift und druckdicht
verschließt.
Zweckmäßigerweise
wird eine Anordnung gewählt,
bei welcher zumindest der Tellerrand im Abstand zum Becherboden
angeordnet ist, so dass bei einer Anlage des Tellers am ringförmigen Flansch
dieser Tellerrand federnd zurückweichen
kann. Aufgrund der hohen Eigenelastizität des Tellermaterials wird
eine wasserdichte Anlage am ringförmigen Flansch erhalten, der
hier als Ventilsitz dient.
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Bei
einer praktischen Ausgestaltung hat derbecherförmige Körper zusammen mit angebrachtem Teller
nur ein Gesamtgewicht kleiner als 0,4 g, insbesondere kleiner als
0,2 g. Eine solche Anordnung wird bei aufsteigendem Wasser von der
im becherförmigen
Körper
eingeschlossenen Luftblase mit ausreichender Kraft gegen den ringförmigen Flansch
gedrückt,
um eine wasserdichte Abdichtung zwischen Teller und ringförmigen Flansch
zu gewährleisten.
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Nachstehend
wird die Erfindung mehr im Einzelnen anhand der, in den Zeichnungen
dargestellten, bevorzugten Ausführungsformen
erläutert; diese
Zeichnungen zeigen:
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1 anhand
einer schematischen Schnittdarstellung einen Ausschnitt aus einem
Elektronikgehäuse
für Kraftfahrzeuge
mit einem erfindungsgemäßen Ventileinsatz;
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2 eine
Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform des Ventileinsatzes;
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3 eine
auseinandergezogene Schrägansicht
des Ventileinsatzes nach 2;
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4 eine
Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform des Ventileinsatzes;
und
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5 eine
auseinandergezogene Schrägansicht
des Ventileinsatzes nach 4.
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Die
Form und Gestalt, die Materialauswahl und die Anordnung des erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses in
einem Kraftfahrzeug ist nicht besonders beschränkt; es können hier die aus dem Stand der
Technik bekannten Ausgestaltungen vorgesehen werden. Typischerweise
kann das Elektronik-Gehäuse einen
zweiteiligen Behälter
aufweisen, mit einem wannenförmigen Behälterunterteil
und einem Behälterdeckel,
der bei Bedarf vom Behälterunterteil
entfernbar ist, um Elektronikbauteile, Steuergeräte und deren Teile, sowie andere
Komponenten in das Elektronikgehäuse
einzubringen und/oder hier auszutauschen. Elektronikbauteile können an
einer flexiblen oder starren Leiterplatte angebracht sein, die ihrerseits
an Vorsprüngen
oder Federbeinen im Elektronikgehäuse abgestützt ist. Für das Steuergerät und dessen
Teile sowie die anderen Komponenten können angepasste Halterungen
vorgesehen sein. Weiterhin sind Befestigungsmittel vorgesehen, mit
deren Hilfe das Elektronikgehäuse
an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt werden kann. Im Rahmen
der vorliegenden Erfindung ist eine solche Ausgestaltung und Anordnung
des Elektronikgehäuses
gewählt, dass
nach bestimmungsgemäßer Anordnung
im Kraftfahrzeug in einer dann als Bodenwand dienenden Behälterwand
eine Öffnung
ausgespart ist, durch die hindurch ein Druckausgleich erfolgen kann,
sowie gegebenenfalls im Behälter
angesammeltes Kondenswasser austreten kann. In den Zeichnungen ist der
Behälter
eines solchen Elektronikgehäuses
nur schematisch und ausschnittsweise als wannenförmiges Behälterunterteil angedeutet und
mit der Bezugsziffer "2" bezeichnet. In der
Bodenwand 3 dieses Behälters 2 ist
eine Öffnung 4 ausgespart,
in deren Randabschnitt 5 ein erfindungsgemäßer Ventileinsatz 7 eingesetzt
ist bzw. einsetzbar ist.
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Dieser
Ventileinsatz 7 besteht im Wesentlichen aus einer Führungshülse 10,
ferner aus einem Dichtungsring 30 und einem Schwimmkörper, der entsprechend
den 2 und 3 als becherförmiger Körper 40 ausgebildet
ist, der verschieblich innerhalb der Führungshülse 10 angeordnet
ist. Der in den Zeichnungen dargestellte Ventileinsatz 7 hat
eine Länge
von etwa 36 mm und einen Außendurchmesser
der Führungshülse 10 von
etwa 22 mm.
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Die
Führungshülse 10 ist
ein aus Polypropylen gefertigter Spritzgusskörper und hat eine Umfangswand 11,
die sich zwischen dem einen Hülsenende 12 und
dem anderen Hülsenende 14 erstreckt. An
der Führungshülse 10 sind – vom anderen
Führungshülsenende 14 ausgehend – mehrere
Schlitze oder Ausnehmungen ausgespart, so dass mehrere zungenförmige Führungshülsenabschnitte 15 resultieren,
die über
den Umfang verteilt in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet
sind; bei einer praktischen Ausführungsform
sind vier solcher Führungshülsenabschnitte 15 vorgesehen.
An jedem Führungshülsenabschnitt 15 ist
im Bereich des anderen Führungshülsenendes 14 wenigstens
ein radial nach innen abstehender Vorsprung 16 einstückig angeformt.
Weiterhin sind am Innenumfang der Umfangswand 11 und/oder
am Innenumfang der Führungshülsenabschnitte 15 vorspringende,
in axialer Richtung verlaufende Rippen 17 einstückig angeformt.
Diese Rippen 17 führen
den Schwimmkörper und
gewährleisten
einen Spalt 18 zwischen Führungshülsen-Innenumfang und Schwimmkörper-Außenumfang.
Die Längsrichtung
der Führungshülse 10 ist
mit dem Bezugszeichen "L" bezeichnet.
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In
geringem Abstand zu dem einen Führungshülsenende 12 steht
vom Innenumfang der Umfangswand 11 ein dort einstückig angeformter ringförmiger Flansch 20 radial
ab. Diese ringförmige Flansch 20 begrenzt
eine Ventilbohrung 24 und dient als feststehender Ventilsitz.
An diesem Flansch 20 ist an der, auf das andere Führungshülsenende 14 zu gerichteten
Fläche – konzentrisch
und benachbart zur Ventilbohrung 24 – eine umlaufende, ringförmige Rippe 21 angeformt.
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Bei
der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform besteht der Dichtungsring 30 aus EPDM-Elastomer
und hat eine Länge
von etwa 15 mm. Dieser Dichtungsring 30 ist im Zwei-Komponenten-Spritzverfahren
an das eine Führungshülsenende 12 der
Führungshülse 10 angespritzt,
wobei ein äußerer Dichtungsringabschnitt 31 am
Außenumfang der
Führungshülse 10 anliegt,
und ein innerer Dichtungsringabschnitt 32 am Innenumfang
der Führungshülse 10 anliegt.
Am Außenumfang 33 des Dichtungsrings 30 ist
eine umlaufende Nut 34 ausgespart in welche der, die Bohrung 4 umgebende Randabschnitt 5 der
Bodenwand 3 eingesetzt ist bzw. einsetzbar ist. Die an
die Wandstärke
der Bodenwand 3 angepassten Abmessungen der Nut 34 gewährleisten
einen luftdichten und wasserdichten Presssitz zwischen Dichtungsring 30 und
Bodenwand 3.
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In
den, zwischen dem ringförmigen
Flansch 20 und dem anderen Führungshülsenende 14 befindlichen
Innenraum 25 der Führungshülse 10 ist
ein Schwimmkörper
eingesetzt, der dort leicht und spielfrei in Längsrichtung "L" der Führungshülse 10 hin- und herbewegbar
ist. Bei der mit den 2 und 3 dargestellten
Ausführungsform
ist dieser Schwimmkörper
in Form eines becherförmigen
Körpers 40 ausgebildet.
Dieser becherförmige
Körper 40 bildet
ein einstückiges,
dünnwandiges
Bauteil, das im vorliegenden Falle aus Polyamid besteht, mit einem Becherboden 41 und
einer zylinderförmigen
Becherwand 42, die an einem Becherwandrand 43 endet.
Im Regelzustand bei offener Ventilfunktion ist dieser Becherwandrand 43 auf
den Vorsprüngen 16 an
den Führungshülsenabschnitten 15 abgestützt. Zwischen dem
Becherwand-Außenumfang
und dem Führungshülsen-Innenumfang
ist ein Spalt 18 gebildet, durch den hindurch ein Druckausgleich
stattfinden kann, sowie gegebenenfalls Wasser aus dem Behälter austreten
kann.
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An
der Bodenwand 41 ist ein als Ventilsitz dienender Teller 50 aus
Weichplastik angebracht. Im vorliegenden Falle besteht dieser Teller 50 aus
dem TPE-Material "TC3
ADZ", das eine Härte (Shore
A) von 30 aufweist. Der Teller 50 erstreckt sich in einem Abstand
von 2 bis 3 mm zur Oberfläche
des Becherbodens 41 und weist einen, konkav auf den ringförmigen Flansch 20 zu
gerichteten Querschnitt auf. Zur Halterung dient ein Stift 52,
der einsückig
an der Rückseite
des Tellers 50 angeformt ist und druckdicht durch eine
Bohrung im Becherboden 41 geführt ist. Dieser Teller 50 ist
aufgrund seiner Materialauswahl und Anbringung recht flexibel und
kann sich leicht an die Unterseite des ringförmigen Flanschs 20 anpassen
und dort abdichtend anliegen. Der Tellerdurchmesser ist deutlich
größer, als
der Innendurchmesser der Ventilbohrung 24, so dass der
Teller 50 – bei
Anlage am Flansch 20 – die
Ventilbohrung 24 abdecken und sicher verschließen kann.
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Für den bestimmungsgemäßen Gebrauch wird
das erfindungsgemäße Elektronikgehäuse so in einem
Kraftfahrzeug befestigt, dass sich die Bodenwand 3 des
Behälters 2 "unten" befindet, und im
Behälter 2 gegebenenfalls
gebildetes Kondenswasser sich um die Öffnung 4 herum sammeln
wird. Die Längsrichtung "L" des in die Öffnung 4 eingesetzten Ventileinsatzes 7 erstreckt
sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung. Im Regelfalle, das
heißt
bei offener Ventilfunktion ruht der Becherwandrand 43 auf den
Vorsprüngen 16 an
den Führungshülsenabschnitten 15,
und der Teller 50 ist zur Unterseite des ringförmigen Flansch 20 beabstandet;
dieser Abstand beträgt
beispielsweise etwa 4 mm. Im Falle von aufsteigendem Wasser wird
die Wasseroberfläche den
Becherwandrand 43 kontaktieren. Innerhalb des becherförmigen Körpers 40 und
der Wasseroberfläche
wird eine Luftblase eingeschlossen, die bei weiter ansteigendem
Wasser den becherförmigen
Körper 40 anheben
wird, bis der Teller 50 zur Anlage an der Unterseite des
ringförmigen
Flansch 20 kommt. Es wird eine wasserdichte Abdichtung
erhalten, die auch bei weiter ansteigendem Wasser ein Eindringen von
flüssigem
Wasser in den Innenraum des Elektronikgehäuses verhindert.
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Die 4 und 5 zeigen
eine weitere Ausführungsform
des Ventileinsatzes 7. Abweichend ist hier der Schwimmkörper in
Form eines dünnwandigen,
allseitig geschlossenen, zylinderförmigen Hohlkörpers 45 ausgebildet.
Dieser Hohlkörper 45 kann
beispielsweise aus Polyamid bestehen. Zur Herstellung bietet sich
das bekannte angusslose Spritzblasverfahren an. Der Hohlkörper 45 ist
im Innenraum 25 der Führungshülse 10 in
deren Längsrichtung "L" leicht hin- und herbewegbar geführt und gehalten.
An der Stirnwand 47 des Hohlkörpers 45 ist der als
bewegliches Ventilglied dienende Teller 50 angebracht.