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Die
Erfindung betrifft eine mechatronische Baugruppe mit einer elektronischen
Einrichtung und einem die elektronische Einrichtung umgebenden Gehäuse.
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Bei
mechatronischen Baugruppen wirken überlicherweise mechanische,
elektronische und informationstechnische beziehungsweise steuerungs- oder
regelungstechnische Komponenten beziehungsweise Bauteile interdisziplinär zusammen.
In der Regel umfassen mechatronische Baugruppen unter anderem eine
elektronische Einrichtung, eine Stelleinrichtung beziehungsweise
einen Aktuator sowie eine Sensoreinrichtung. Meist bilden diese
Komponenten der mechatronischen Baugruppen einen Regelkreis aus.
In Kraftfahrzeugen werden mechatronische Baugruppen beispielsweise
zur Getriebe- oder Kupplungsansteuerung eingesetzt. Dabei können die
Komponenten der mechatronischen Baugruppen rauen Umgebungsbedingungen
beziehungsweise Umwelteinflüssen
ausgesetzt werden. Insbesondere die elektronische Einrichtung als
besonders sensible Komponente der mechatronischen Baugruppe ist
vor diesen zu schützen.
Daher wird die elektronische Einrichtung, welche beispielsweise
ein Controller oder eine Regeleinrichtung sein kann, in einem sie
umgebenden Gehäuse
untergebracht.
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Jedoch
treten bedingt durch variierende Umgebungsbedingungen Undichtigkeiten
beziehungsweise Leckagen des die elektronische Einrichtung unterbringenden
Gehäuses
auf. Daher können
für die
elektronische Einrichtung schadhafte Medien der Umgebung im inneren
des umgebenden Gehäuses vorliegen.
Dies ist vor allem dann der Fall, wenn das Gehäuse aus mehreren, beispielsweise
aus zwei, undicht miteinander gekoppelten Gehäusebauteilen besteht. So besteht
die Möglichkeit,
dass die schadhaften in das Gehäuse
eingedrungenen Medien eine Beschädigung
der Elektronik bewirken. Bedingt kann dem abgeholfen werden, indem
eine Dichtung zusätzlich
zwischen den beiden Gehäusebauteilen
zwischengelegt wird. Jedoch ist diese Dichtung den variierenden
Umgebungsbedingungen permanent ausgesetzt, so dass beispielsweise
aufgrund von Alterungserscheinungen der Dichtung erneut Undichtigkeiten
auftreten können.
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Eine
kostspielige Möglichkeit,
die elektronische Einrichtung vor eindringenden Medien der Umgebung
zu schützen,
besteht darin, diese zu lackieren. Dabei wird eine Lackschicht komplett
auf die elektronische Einrichtung aufgebracht, die diese vor in
das Gehäuse
eindringenden Medien schützt
und damit einen direkten Kontakt vermeidet. Aus umweltschutztechnischer
Sicht ist der zusätzliche
Verfahrensschritt des Lackierens jedoch keine bevorzugte Lösung. Ebenso
besteht das Risiko, das der Lack im Laufe der Zeit aufgrund von
Spannungsrissen, die durch Temperaturwechsel beziehungsweise Temperaturunterschiede
hervorgerufen werden, von der elektronischen Einrichtung abblättert beziehungsweise
abfällt.
Dadurch kann erneut der Fall auftreten, dass die elektronische Einrichtung
im Inneren des Gehäuses
ungeschützt
ist.
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Daher
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mechatronische Baugruppen
derart weiterzubilden, dass ein sicherer Schutz der elektronischen Einrichtung
kostengünstig
und umweltfreundlich erreicht werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen
Ansprüchen.
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Die
erfindungsgemäße mechatronische
Baugruppe baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch
auf, dass die elektronische Einrichtung weiterhin zumindest teilweise
von einem in dem Gehäuse
vorgesehenen Abdeckungsbauteil derart umgeben wird, dass sie in
einem fluiddichten Raum aufgenommen wird. Durch die zusätzliche
Einführung
des separaten Abdeckungsbauteils wird die elektronische Einrichtung
vor in das Gehäuse
eingedrungenen Medien bewahrt. So haben beispielsweise Ölrückstände, abgeschiedene
Flüssigkeiten
aus der Druckluft und Umgebung, die eine erhöhte Feuchtigkeit im inneren
des Gehäuses
bewirken können,
keinen Einfluss auf die elektronische Einrichtung. So ist eine Maßnahme getroffen
worden, dass selbst Schadgase und Ölrückstände die elektronische Einrichtung
nicht erreichen können.
Damit ist die elektronische Einrichtung vor der Einwirkung von verschiedensten
Fremdstoffen geschützt.
Eventuelle Schädigungen
der elektronischen Einrichtung aufgrund der eindringenden Medien
können über die
gesamte Lebensdauer der elektronischen Einrichtung vermieden werden.
Dementsprechend kann das die elektronische Einrichtung schützende Abdeckungsbauteil
einen gravierenden und kaum vorauszusehenden Ausfallgrund derartiger
elektronischer Einrichtungen vermeiden. Auch im Servicefall beziehungsweise
bei Reparaturen bietet das Abdeckungsbauteil einen zusätzlichen
Schutz der elektronischen Einrichtung. Beispielsweise dadurch, dass
schädigende
Stöße beziehungsweise
Schläge
beim Austausch einzelner Komponenten auf die elektronische Einrichtung
nicht unmittelbar aufgebracht werden können. Weiterhin stellt aus
umweltschutztechnischer Sicht das Vorsehen des Abdeckungsbauteils zum
Schutz der elektronischen Einrichtung eine bevorzugte Maßnahme dar,
da auf die Lackierung verzichtet werden kann. Daher wird eine Verminderung von
Ausfällen
der elektronischen Einrichtung erreicht, wobei bei der Herstellung
von mechatronischen Baugruppen ebenso an Kosten gespart werden kann.
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Die
mechatronische Baugruppe kann in vorteilhafterweise dadurch weitergebildet
werden, dass die elektronische Einrichtung und das Abdeckungsbauteil
jeweils an das Gehäuse
derart gekoppelt sind, dass die elektronische Einrichtung in dem
fluiddichten Raum aufgenommen wird, der zwischen dem Gehäuse und
dem Abdeckungsbauteil ausgebildet ist. Diese Weiterbildung ist besonders
vorteilhaft, da durch leicht zu bewerkstelligende Maßnahmen
der zusätzliche
Schutz erreicht werden kann. Es müssen lediglich die elektronische
Einrichtung und dann das Abdeckungsbauteil über diese an das Gehäuse montiert
werden.
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Weiterhin
kann die mechatronische Baugruppe so ausgeführt werden, dass das Abdeckungsbauteil
zumindest ein Druckausgleichselement aufweist. Insbesondere zu hohe
auf die elektronische Einrichtung wirkende Drücke können zu einer Schädigung führen. Daher
ist es sinnvoll, das Abdeckungsbauteil mit einem Druckausgleichselement auszustatten.
Beispielsweise kann das Druckausgleichselement als eine Bohrung
in dem Abdeckungsbauteil vorgesehen sein, die von einer Ventilklappe überdeckt
wird. Die Ventilklappe öffnet
lediglich dann, wenn ein bestimmter Druck in der fluiddichten Kammer
erreicht wird und lässt
diesen dann entweichen, bis er dem Druck im übrigen Gehäuse entspricht. Dadurch kann
eine übermäßige Belastung der
elektronischen Einrichtung verhindert werden, die beispielsweise
bei Druckschwankungen auftreten kann.
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Darüber hinaus
kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse ein erstes und zweites
Gehäusebauteil umfasst,
die über
eine Gehäusedichtung
fluiddicht miteinander gekoppelt sind.
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Des
Weiteren kann die erfindungsgemäße mechatronische
Baugruppe derart weitergebildet werden, dass das Abdeckungsbauteil
und das Gehäuse über eine
Abdeckungsbauteildichtung miteinander fluiddicht gekoppelt sind.
Dies wird beispielsweise dadurch bewerkstelligt, dass eine umlaufende Dichtung
zwischen dem Gehäuse
und dem Abdeckungsbauteil vorgesehen ist. Die umlaufende Dichtung
bewirkt einen zusätzlichen
Schutz über
die Lebensdauer der mechatronischen Baugruppe vor aus der Umgebung
eindringenden Medien. Dabei kann die Dichtung mit üblichen
Verfahren hergestellt und mit der Abdeckung vereint werden.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, die erfindungsgemäße mechatronische Baugruppe
so auszuführen,
dass das Gehäuse
und/oder das Abdeckungsbauteil aus metallischen Werkstoffen oder Kunststoff
besteht. Diese eignen sich besonders, wenn Umgebungsbedingungen
vorliegen, bei denen hohe Temperaturbelastungen auftreten. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, dass durch geeignete Wahl der metallischen Werkstoffe
beziehungsweise von metallischen Legierungen hohe Festigkeiten des
Gehäuses
und/oder des Abdeckungsbauteils erzielt werden können. Dies ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn hohe Drücke
im inneren des Gehäuses
herrschen.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen mechatronischen
Baugruppen kann vorgesehen sein, dass an dem Abdeckungsbauteil zumindest
ein Durchgangsloch ausgebildet ist, dessen Randbereich eine Dichtkontur
umfasst. Das Durchgangsloch ist beispielsweise dann erforderlich,
wenn Stecker oder andere Elemente an eine Leiterplatte der elektronischen
Einrichtung anzuschließen
sind. Daher muss eine entsprechende Verbindungsmöglichkeit beziehungsweise Übergabestelle
durch das Abdeckungsbauteil zur elektronischen Einrichtung gegeben
sein. So weisen die Stecker beispielsweise ebenso Dichtkonturen
auf, die mit der entsprechenden Dichtkontur des Abdeckungsbauteils übereinstimmen
und bei Anschluss an der elektronischen Einrichtung jeweils aneinander gepresst
sind, wodurch eine gegenüber
dem Inneren des Gehäuses
dichte Übergabestelle
gegeben ist. Es kann aber gegebenenfalls auch ausreichen nur an
einer Komponente eine Dichtkontur vorzusehen.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachstehend anhand der Figuren erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Ausschnitt der erfindungsgemäßen mechatronischen
Baugruppe; und
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2 eine
abgewandelte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen mechatronischen
Baugruppe von 1.
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1 zeigt
einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen mechatronischen Baugruppe 10.
Nicht näher
interessierende Komponenten der mechatronischen Baugruppe 10,
wie beispielsweise eine Stelleinrichtung beziehungsweise ein Aktuator,
eine Sensoreinrichtung etc., sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt
und werden daher auch nicht näher
erläutert.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die mechatronische Baugruppe 10 ein
ein erstes Gehäusebauteil 12 und
ein zweites Gehäusebauteil 14 aufweisendes
Gehäuse,
wobei zwischen dem ersten Gehäusebauteil 12 und
dem zweiten Gehäusebauteil 14 eine
Gehäusedichtung 22 angeordnet
ist. Darüber hinaus
weist die mechatronische Baugruppe 10 eine elektronische
Einrichtung 18 auf, die mit dem ersten Gehäusebauteil 12 gekoppelt
ist. Zur Ausbildung eines fluiddichten Raumes 26 ist ein
Abdeckungsbauteil 16 derart an das erste Gehäusebauteil 12 fixiert, dass
die elektronische Einrichtung 18 vollständig von dem Abdeckungsbauteil 16 und
dem ersten Gehäusebauteil 12 umgeben
wird. Darüber
hinaus ist eine umlaufende Abdeckungsbauteildichtung 20 zwischen
dem ersten Gehäusebauteil 12 und
dem Abdeckungsbauteil 16 vorgesehen.
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2 zeigt
eine abgewandelte Ausführungsform
der mechatronischen Baugruppe 10 von 1. Aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
und zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachstehend nur Bauteile
beschrieben, die sich von denen der erfindungsgemäßen mechatronischen
Baugruppe 10 von 1 unterscheiden.
Daher sind in 2 gleichwertige Bauteile zu
denen von 1 mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet.
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Das
Abdeckungsbauteil 16 ist in diesem Fall mit einem Druckausgleichselement 24 ausgestattet. Dieses
kann beispielsweise als eine auf einer Bohrung des Abdeckungsbauteils 16 aufliegende
Ventilklappe ausgebildet sein. Das Druckausgleichselement 24 öffnet lediglich,
wenn ein bestimmter Druck in dem fluiddichten Raum 26 herrscht.
In diesem Fall lasst es den Druck entweichen, bis er dem Druck im übrigen Gehäuse entspricht.
Der Fachmann wird erkennen, dass sinngemäß auch weiter dem Stand der Technik
bekannte Druckausgleichselemente verwendet werden können, die
die gleiche Wirkung erzielen. Weiterhin ist eine Durchgangsbohrung 30 in
dem Abdeckungsbauteil 16 vorgesehen, um deren Randbereich
eine Dichtkontur 28 angeordnet ist. Die Dichtkontur 28 kann
beispielsweise ein die Durchgangsbohrung 30 umgebender
Gummiring sein, der an das Abdeckungsbauteil 16 aufgeklebt
oder in sonstiger Weise angebracht ist.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den
Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfin dung können sowohl einzeln als auch
in beliebiger Kombination für
die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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- 10
- mechatronische
Baugruppe
- 12
- erstes
Gehäusebauteil
- 14
- zweites
Gehäusebauteil
- 16
- Abdeckungsbauteil
- 18
- elektronische
Einrichtung
- 20
- Abdeckungsbauteildichtung
- 22
- Gehäusedichtung
- 24
- Druckausgleichselement
- 26
- fluiddichter
Raum
- 28
- Dichtkontur
- 30
- Durchgangsbohrung