DE102006053114A1

DE102006053114A1 - Druckausgleich für ein Gehäuse

Info

Publication number: DE102006053114A1
Application number: DE102006053114A
Authority: DE
Inventors: Udo Hennel; Alexander Geissler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-05-15
Also published as: CN101179910B; CN101179910A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (1) für eine elektronische Schaltung, insbesondere für eine Steuergeräteschaltung eines Fahrzeugs, mit einem elektrischen Steckverbindungselement (3), das gegenüber dem Gehäuse (1) abgedichtet ist, und mit einem Druckausgleichselement (10) zum Druckausgleich der Innenatmosphäre des Gehäuses (1) gegenüber der Umgebung. Es ist vorgesehen, dass das Druckausgleichselement (10) am elektrischen Steckverbindungselement (3) angeordnet/ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckausgleichelement nach Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
In der heutigen Technik werden Gehäuse für vielfältige Zwecke eingesetzt, insbesondere beherbergen sie elektronische Steuerungen, wie beispielsweise Steuergeräte für Kraftfahrzeuge. Diese Gehäuse sind häufig widrigen Umwelteinflüssen ausgesetzt, insbesondere hohen thermischen Belastungen und Belastungen durch Kondens- sowie Spritzwasser. Unter allen diesen Umwelteinflüssen müssen die darin befindlichen elektronischen Schaltungen einwandfrei funktionieren. Um deren Betriebsbereich beispielsweise auch unter erheblichen Druckunterschieden, wie sie durch Verwendung in unterschiedlichen Höhen über dem Meer sowie unter unterschiedlichen, atmosphärisch bedingten Luftdruckverhältnissen vorkommen, sicherzustellen, ist zumindest für größere Gehäuse ein Druckausgleich unerlässlich. Im heutigen Stand der Technik ist es bekannt, hierfür semipermeable Membranen zu verwenden, die meist direkt auf Öffnungen im Gehäuse geklebt, geschweißt oder mit Kunststoff umspritzt werden. Teilweise werden Zulieferteile verwendet, die diese Membranen aufweisen, und die durch Einklipsen, Einpressen oder Einschrauben in einer Gehäusebohrung befestigt werden. Hieran ist nachteilig, dass diese Membranen stark gefährdet sind und einen zusätzlichen mechanischen Schutz benötigen. Hierbei ist es von der Einbausituation und dem Verwendungszweck abhängig, welcher Art dieser mechanische Schutz sein muss, was eine Vielzahl von konstruktiven Ausführungsmöglichkeiten mit sich bringt. Hierdurch werden relativ hohe Kosten verursacht.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gehäuse-Druckausgleich zu schaffen, der die genannten Nachteile vermeidet. Hierzu wird ein Gehäuse für eine elektronische Schaltung, insbesondere für eine Steuergeräteschaltung eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen, mit einem elektrischen Steckverbindungselement, das gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist, und mit einem Druckausgleichelement zum Druckausgleich der Innenatmosphäre des Gehäuses gegenüber der Umgebung. Es ist vorgesehen, dass das Druckausgleichelement am elektrischen Steckverbindungselement angeordnet/ausgebildet ist. Anders als im Stand der Technik bekannt, liegt das Druckausgleichelement demzufolge nicht an einer den üblichen Belastungen und Umwelteinflüssen ausgesetzten Stelle des Gehäuses, beispielsweise auf einem Gehäusedeckel oder einer Gehäuseoberseite, wo es weitere besondere Schutzmaßnahmen erfordert, sondern im Bereich des elektrischen Steckverbindungselements oder -systems, wo es nicht direkten äußeren Einflüssen ausgesetzt ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich das Druckausgleichelement an einem Bereich des elektrischen Steckverbindungselements befindet, der von einem Abschnitt des Gehäuses unter Ausbildung eines Zwischenraumes überdeckt ist. Wird das Steckverbindungselement als eine eigenständige Baugruppe angesehen, die beim Zusammenbau dem Gehäuse zugeordnet wird, so wird beim Zusammenbau das an dem Steckverbindungselement ausgebildete Druckausgleichelement von einem Abschnitt des Gehäuses überdeckt, wobei aber zur Funktionsfähigkeit des Druckausgleichelements ein Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und dem Steckverbindungselement verbleibt. Das Druckausgleichelement ist demzufolge mit seiner empfindlichen Membran nicht mehr direkter mechanischer Einwirkung oder der Einwirkung von beispielsweise Staub und Feuchtigkeit ausgesetzt, da es von einem Abschnitt des Gehäuses überdeckt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich der Bereich an einer Seitenfläche des elektrischen Steckverbindungselements befindet. Mit Seitenfläche ist hierbei jede Fläche des elektrischen Steckverbindungselements gemeint, die nicht mit den zur elektrischen Kontaktierung erforderlichen Stiften oder Messerstiften versehen ist, insbesondere also die parallel der Steckrichtung liegenden Außenseiten. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, dass die Membran auch nicht durch den Vorgang des Zusammensteckens in Mitleidenschaft gezogen werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Abschnitt des Gehäuses als Gehäuseerhebung ausgebildet ist. Das Gehäuse weist demzufolge dort, wo die Überdeckung des Druckausgleichelements erfolgt, eine Gehäuseerhebung auf, also eine Erhebung über die eigentliche Gehäuseebene hinaus. Diese kann beispielsweise topfförmig oder in der Art eines Domes ausgebildet sein; wesentlich ist allein, dass durch die Gehäuseerhebung ein Hohlraum geschaffen wird, unter dem das Druckausgleichelement zum liegen kommt.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Gehäuseerhebung mindestens eine Seitenwand auf, die von einer Belüftungsöffnung durchsetzt ist. Die Gehäuseerhebung hat demzufolge eine Belüftungsöffnung, die eine Verbindung zwischen dem Innenraum der Gehäuseerhebung und der das Gehäuse umgebenden Umwelt herstellt. Hierdurch wird der Luftdruck zwischen der Umgebung und dem Innenraum der Gehäuseerhebung vermittelt, so dass das unterhalb der Gehäuseerhebung liegende Druckausgleichelement auf diese Weise direkt mit dem Umgebungsdruck beaufschlagt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Druckausgleichelement eine semipermeable Membran auf. Durch die Verwendung einer semipermeablen Membran als Druckausgleichelement ist zum Einen der Druckausgleich als solcher möglich, zum Anderen kann beispielsweise Luftfeuchtigkeit aus dem Gehäuse hinaus diffundieren.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das elektrische Steckverbindungselement eine Steckverbindungselementerhebung aufweist, die in ihrem Kopfbereich die semipermeable Membran aufweist. Die Steckverbindungselementerhebung wird beispielsweise als röhrenförmige Erhebung über der Seitenfläche des elektrischen Steckverbindungselements ausgeführt, so dass die Steckverbindungselementerhebung in die Gehäuseerhebung teilweise eingreift.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Belüftungsöffnung auf Höhe der Membran und seitlich von dieser angeordnet ist, wobei durch diese Anordnung eine mechanische Beeinträchtigung der Membran praktisch vollständig ausgeschlossen werden kann. Durch die Anordnung der Belüftungsöffnung auf Höhe der Membran wird eine sehr gute Druckkoppelung und überdies ein sehr leichtes Ablaufen von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, erreicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steckverbindungselementerhebung von der Gehäuseerhebung übergriffen wird. Die Gehäuseerhebung liegt demzufolge über der Steckverbindungselementerhebung, wobei die Steckverbindungselementerhebung in die Gehäuseerhebung hineinragen kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen Steckverbindungselement und Gehäuse eine, die Steckverbindungselementerhebung umgebende, Dichtung angeordnet. Auf diese Weise wird zwischen dem Steckverbindungselement und dem Gehäuse im Bereich der Steckverbindungselementerhebung eine weitere Kammer geschaffen, die als Druckausgleichskammer fungiert. Im Bereich dieser Kammer erfolgt die Druckkoppelung zwischen der in der Gehäuseerhebung über die Belüftungsöffnung vermittelten Umgebung, insbesondere dem Umgebungsdruck, und der Innenatmosphäre des Gehäuses. Die Dichtung als solche umgibt das Steckverbindungselement so, dass zwischen Steckverbindungselement und Gehäuse kein Druckausgleich zur Umgebung erfolgen kann, mit Ausnahme über das Druckausgleichelement. Die Dichtung dichtet ferner die Verbindung zwischen Steckverbindungselement und Gehäuse gegenüber der Umwelt vollständig ab, so dass insbesondere ein Eindringen von Wasser oder Staub nicht möglich ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus Kombinationen derselben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen
1 ein Gehäuse mit einem elektrischen Steckverbindungselement in Seitenansicht,
2 ein Gehäuse mit einem elektrischen Steckverbindungselement in Aufsicht auf das elektrische Steckverbindungselement,
3 ein Druckausgleichelement in Ausschnittsdarstellung der 2.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Gehäuse 1 für eine nicht dargestellte, darin anzuordnende elektronische Schaltung. Das Gehäuse 1 weist an einer vorderen Schmalseite 2 ein elektrisches Steckverbindungselement 3 auf, das zum Anschluss der im Gehäuse 1 befindlichen, nicht dargestellten elektronischen Schaltung an andere elektrische oder elektronische Komponenten beispielsweise eines Kraftfahrzeugs dient und über ein nicht dargestelltes, dem elektrischen Steckverbindungselement 3 entsprechendes Kupplungsstück mit diesem verbunden wird. Auf einer Gehäuseoberseite 4 des Gehäuses 1 ist eine Gehäuseerhebung 5 angeordnet, und zwar in Nachbarschaft zur vorderen Schmalseite 2. Die Gehäuseerhebung 5 weist Belüftungsöffnungen 6 auf.
2 zeigt das Gehäuse 1 in Aufsicht auf das elektrische Steckverbindungselement 3, das zur Herstellung der elektrischen Verbindung mit einem nicht dargestellten elektrischen Kupplungselement als Messerleiste 7 mit Messerkontaktstiften 8 ausgebildet ist. In einem Bereich 9 des elektrischen Steckverbindungselements 3 ist ein Druckausgleichelement 10 angeordnet, das in die Gehäuseerhebung 5 eingreift.
3 zeigt das Druckausgleichelement 10, das am elektrischen Steckverbindungselement 3, nämlich an einer Seitenfläche 11 des elektrischen Steckverbindungselements 3 ausgebildet ist. Das Druckausgleichelement 10 weist eine Steckverbindungselementerhebung 12 auf, die im Wesentlichen als kurze, eine Aussparung 13 der Seitenfläche 11 zu einer Seitenflächenaußenseite 14 hin und über diese hinaus durchdringende Röhre 15 ausgebildet ist. Die Steckverbindungselementerhebung 12 weist in einem Kopfbereich 16 eine semipermeable Membran 17 auf, die die Röhre 15 vollständig überdeckt, insbesondere aufgeklebt ist, mit der Röhre 15 verschweißt ist oder in sonstiger, geeigneter Weise mit dieser vollständig verbunden ist. Die Steckverbindungselementerhebung 12 greift in die Gehäuseerhebung 5 ein, die im Wesentlichen als Topf 18 ausgebildet ist, der sich über die Gehäuseoberseite 4 erhebt. Die Gehäuseerhebung 5 wird von Belüftungsöffnungen 6 durchdrungen, so dass sich ein zwischen Druckausgleichelement 10 und Gehäuseerhebung 5 ergebender Zwischenraum 19 mit dem Außenluftdruck P_o in Verbindung steht. Der Zwischenraum 19 wird zu dem sich zwischen dem elektrischen Steckverbindungselement 3 und dem Gehäuse 1 ergebenden Montagespalt 20 durch eine zwischen Druckausgleichelement 10 und Gehäuseerhebung 5 umlaufend eingebrachte Dichtung 21 abgedichtet. Die Dichtung 21 umgibt in geeigneter Weise das Druckausgleichelement 10 im Wesentlichen ringförmig beziehungsweise an die Geometrie des Druckausgleichelements angepasst, so dass der Zwischenraum 19 gegenüber dem Montagespalt 20 sicher abgedichtet ist.
Durch die Belüftungsöffnungen 6 steht der Zwischenraum 19 in Wechselwirkung mit dem Außenluftdruck P_o, der im Regelfall gleich dem Umgebungsluftdruck P_E ist. Der in dem Gehäuse herrschende Gehäuseluftdruck P_i wird über die semipermeable Membran 17 ausgeglichen. Wasser, das sich im Bereich der Belüftungsöffnungen 6 oder gar auf der semipermeablen Membran 17 sammelt, kann durch die Anordnung der Belüftungsöffnungen 6 in Höhe der Membran weggedrückt werden beziehungsweise ablaufen. Die Gehäuseerhebung 5 schützt die semipermeable Membran 17 vor mechanischer Beschädigung, da die semipermeable Membran 17 vollständig überdeckt ist und eine Einwirkung von außen, insbesondere auf mechanischem Wege, bestenfalls durch die Belüftungsöffnungen 6 erfolgen könnte, wobei aber die semipermeable Membran 17 nicht getroffen wird. Mechanische Schutzvorrichtungen, wie sie im Stand der Technik derzeit üblich sind, und die abhängig vom letztlich gewählten Einbau- und Montageort des Gehäuses 1 konfektioniert und montiert werden müssen, können daher vollständig entfallen. Ferner ist durch die Anordnung der Belüftungsöffnungen relativ zur Lage der semipermeablen Membran 17 ein sehr guter Schutz vor Feuchtigkeit gegeben, ohne dass zusätzliche Feuchtigkeitsschutzmaßnahmen ergriffen werden müssten. Das Gehäuse 1 kann, mit dieser Art des Druckausgleichelements 10 versehen, also auch in durch Flüssigkeiten und Kondenswasser stark beanspruchten Bereichen eingesetzt werden.

Claims

Gehäuse für eine elektronische Schaltung, insbesondere für eine Steuergeräteschaltung eines Fahrzeugs, mit einem elektrischen Steckverbindungselement, das gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist, und mit einem Druckausgleichelement zum Druckausgleich der Innenatmosphäre des Gehäuses gegenüber der Umgebung, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichelement (10) am elektrischen Steckverbindungselement (3) angeordnet/ausgebildet ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Druckausgleichelement (10) in einem Bereich (9) des elektrischen Steckverbindungselements (3) befindet, der von einem Abschnitt des Gehäuses (1) unter Ausbildung eines Zwischenraumes (19) überdeckt ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Bereich (9) an einer Seitenfläche (11) des elektrischen Steckverbindungselements (3) befindet.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt des Gehäuses (1) als Gehäuseerhebung (5) ausgebildet ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseerhebung (5) mindestens eine Seitenwand aufweist, die von einer Belüftungsöffnung durchsetzt ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichelement (10) eine semipermeable Membran (17) aufweist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Steckverbindungselement (3) eine Steckverbindungselementerhebung (12) aufweist, die in ihrem Kopfbereich (16) die semipermeable Membran (17) aufweist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsöffnung (6) auf Höhe der Membran (17) und seitlich von dieser angeordnet ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindungselementerhebung (12) von der Gehäuseerhebung (5) übergriffen wird.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Steckverbindungselement (3) und Gehäuse (1) eine, die Steckverbindungselementerhebung (12) umgebende Dichtung (21), angeordnet ist.