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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 üblicherweise 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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Die
DE 32 48 715 A1 beschreibt eine Membran als ein Abdeckungsbauteil, welches zusammen mit einem Gehäuse einen eine elektronische Einrichtung aufnehmenden fluiddichten Raum ausbildet. Die Membran ist flexibel ausgeführt.
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Aus der
DE 10 2004 012 229 A1 ist ein elektronisches Gerät bekannt, welches ein elektronisches Bauelement in einem Gehäuse unterbringt, wobei eine Trennwand vorgesehen ist, die das elektronische Bauelement in einen fluiddichten Raum einschließt. Die verwendete Trennwand ist zumindest teilweise beweglich oder bevorzugt in der Form einer flexiblen Membran ausgebildet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mechatronische Baugruppen derart weiterzubilden, dass ein sicherer Schutz der elektronischen Einrichtung auch im Servicefall gewährleistet 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 festen, aus metallischer Legierung oder Kunststoff ausgebildeten Abdeckungsbauteil derart umgeben ist, dass sie in einem fluiddichten Raum aufgenommen ist. Durch eine geeignete Wahl der metallischen Werkstoffe beziehungsweise von metallischen Legierungen kann eine hohe Festigkeit des Abdeckungsbauteils erzielt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn hohe Drücke im Inneren des Gehäuses herrschen. 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 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 eine hohe Festigkeit des Gehäuses erzielt werden kann. 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 lässt 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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Bezugszeichenliste
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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
