DE102006062311A1

DE102006062311A1 - Gehäuse mit metallischem Einlegeteil

Info

Publication number: DE102006062311A1
Application number: DE102006062311A
Authority: DE
Inventors: Alexander Herrmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-07-03
Also published as: WO2008080747A1; EP2104964A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Gehäuse (10) mit einem metallischen Einlegeteil (20), wobei das metallische Einlegeteil (20) wenigstens teilweise von dem Gehäuse (10) umhüllt ist. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß eine elektrisch nichtleitende Umhüllung (30) vorgesehen ist, welche das metallische Einlegeteil (20) unmittelbar und wenigstens teilweise umhüllt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Gehäuse mit einem metallischen Einlegeteil, wobei das metallische Einlegeteil wenigstens teilweise von dem Gehäuse umhüllt ist. Elektrische und elektronische Komponenten in Kraftfahrzeuganwendungen werden zur Applikation im Fahrzeug und zum Schutz vor Umwelteinflüssen in Kunststoffgehäusen verpackt. Diese beinhalten meist eingespritzte metallische Einlegeteile zur elektrischen Kontaktierung und Befestigung. In Airbagsystemen werden Beschleunigungssensoren als periphere Geräte im Front- und Seitenbereich der Fahrzeuge zur Erkennung von Frontal- und Seitenunfällen eingesetzt. Durch die applikationsbedingten Einbaupositionen werden die Sensoren extremen Umweltbedingungen, wie zum Beispiel Feuchtigkeit, oft verbunden mit Salzen, hohen und tiefen Temperaturen, ausgesetzt. Die Gehäuse der in Serie befindlichen Sensoren werden aus PBT (Polybutylenterephthalat) Kunststoffen gefertigt, die sich durch geringe Wasseraufnahme, hohe Maßhaltigkeit, Säurebeständigkeit, Laserbeschrift- und schweißbarkeit auszeichnen. Ein typisches Gehäuse ist beispielsweise ein Sensorgehäuse für Kfz bestehend aus Steckerbereich, Platinenbereich und den in den Kunststoff eingespritzten metallischen Einlegeteilen zur elektrischen Kontaktierung und Befestigung. Die oben beschriebenen Anwendungsbedingungen begünstigen metallische Korrosion an den Befestigungselementen. Beiprodukte der Korrosion sind Laugen. Diese greifen das nicht laugenbeständige PBT an und führen zu einer Zersetzung der Polymerketten. Folge sind Rißbildungen im Kunststoff, die bei Ausbreitung zu den Einlegeteilen und Eindringen von Salzwasser zu Kurzschlüssen und Ausfall des Sensors führen. Im Kurzschlußfall beschleunigt sich dieser Prozeß durch die nun auftretende Elektrolyse. Der Einsatz von laugenbeständigen Kunststoffen ist denkbar. Nachteile sind die fehlende Säurebeständigkeit, erhöhte Wasseraufnahme und die notwendige Entwicklung und Freigabe von Prozessen zur Laserbeschrift- und schweißbarkeit.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es die Widerstandsfähigkeit von Kunststoffgehäusen, wie sie zum Beispiel für periphere Beschleunigungssensoren in Airbagsystemen eingesetzt werden, gegen Umwelteinflüsse, ins besondere die aus der metallischen Korrosion entstehenden Lauge, zu verbessern.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Gehäuse mit einem metallischen Einlegeteil, wobei das metallische Einlegeteil wenigstens teilweise von dem Gehäuse umhüllt ist. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß eine elektrisch nichtleitende Umhüllung vorgesehen ist, welche das metallische Einlegeteil unmittelbar und wenigstens teilweise umhüllt. Vorteilhaft ist die Widerstandsfähigkeit eines solchen Gehäuses gegen Umwelteinflüsse, insbesondere gegen Elektrolyse erhöht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Umhüllung eine Beschichtung des metallischen Einlegeteils ist. Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Umhüllung ein Umspritzling um das metallische Einlegeteil ist. Besonders vorteilhaft ist, daß der Umspritzling wenigstens eine Ausformung zur Verbindung mit dem Gehäuse aufweist. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Umhüllung laugenbeständig ist. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Gehäuse saurebeständig ist. Die Säurebeständigkeit des Gehäuses und die Laugenbeständigkeit der Umhüllung kombinieren sich zu einer insgesamt höheren Beständigkeit gegenüber chemisch angreifenden Umwelteinflüssen. Vorteilhaft ist, daß die Umhüllung wenigstens teilweise von dem Gehäuse umhüllt ist. Besonders vorteilhaft ist, daß die Umhüllung vollständig und hermetisch von dem Gehäuse umhüllt ist. Vorteilhaft ist auch, daß das Gehäuse wenigstens einen Innenraum aufweist, und die Umhüllung diesen Innenraum wenigstens teilweise gegen Undichtigkeiten des Gehäuses schützt.
Vorteilhaft ist die Umhüllung in Form einer Umspritzung oder Beschichtung der metallischen Einlegeteile, wie insbesondere von Kontakten und Befestigungsbuchsen mit einem laugebeständigen, elektrisch nicht leitfähigen Material vor dem eigentlichen Gehäusespritzprozeß. Im Fall der Rißbildung im Gehäuse durch Laugenzersetzung bildet diese Umhüllung eine Barriere zu den elektrischen Einlegeteilen. Weiter kann bei einer Umhüllung in Form eines Umspritzlings die Geometrie der Vorumspritzung so ausgelegt werden, daß der Kunststoff der Vorumspritzung hermetisch nach außen eingeschlossen ist oder auch ein Innenraum des Gehäuses, insbesondere für elektronische Bauelemente, durch eine eingespritzte Barriereschicht gegen Undichtigkeiten geschützt wird. Durch geeignete Ausformungen am Umspritzling wird bei einer anschließenden Fertigung des Gehäuses bewirkt, daß Bereiche mit Materialanhäufung ausgefüllt werden, beispielsweise um Gehäusematerial zu sparen oder auch zur Vermeidung von Lunkern, Bindenähte des Gehäuses gestärkt werden, sowie eine Neigung zur Spaltbildung zwischen Einlegteil und Kunststoff bedingt durch Schrumpfung beim Erkalten eines spritzgußgeformten Gehäuses verringert wird. Die genannten Vorteile kommen besonders bei Gehäusen für elektrische Bauelemente zum tragen, die starken Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. Dies sind insbesondere Sensorgehäuse in Kraftfahrzeugen. Besonders die Widerstandsfähigkeit von Kunststoffgehäusen, wie sie zum Beispiel für periphere Beschleunigungssensoren in Airbagsystemen von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, gegen Umwelteinflüsse, insbesondere die aus der metallischen Korrosion entstehenden Lauge, kann durch die Erfindung verbessert werden.
Neben den effektiven Korrosionsschutz sind weitere Vorteile der Erfindung die mögliche Beibehaltung des bisherigen Gehäusegrundmaterials PBT mit den zugehörigen Fertigungsprozessen bei erhöhter Laugenbeständigkeit, sowie die leichte Umsetzbarkeit der Erfindung für bestehende Gehäusegeometrien.
Zeichnung und Ausführungsbeispiel
In der 1 ist beispielhaft die Ausführung eines erfindungsgemäßen Gehäuses dargestellt. Die Darstellung zeigt ein Gehäuse 10 mit einem Innenraum 15, in dem elektrische Bauelemente 40 angeordnet sind. Das Gehäuse 10 weist weiter metallische Einlegeteile 20 auf. In diesem Ausführungsbeispiel stehen die metallischen Einlegeteile 20 in elektrischer Verbindung mit den elektrischen Bauelementen 40 und weisen außerdem einen elektrischen Kontaktbereich 25 auf.
Erfindungsgemäß weisen die metallischen Einlegeteile 20 eine nichtleitende Umhüllung 30 auf. Die nichtleitende Umhüllung 30 kann eine Beschichtung sein, oder wie hier dargestellt ein sogenannter Umspritzling 30. Der Umspritzling 30 weist hier Ausformungen 35 auf. Die Ausformungen 35 verringern den Anteil der eigentlichen Wandung des Gehäuses 10 an der gesamten vorgesehenen Wandstärke in problematischen Bereichen und beugen so der Bildung von Lunkern bzw. Lufteinschlüssen vor. Dazu kann auch eine spezielle Formgebung der Ausformungen 35 beitragen.
Die Fertigung des erfindungsgemäßen Gehäuses ist weitgehend ohne aufwendige Produktionsumstellungen möglich. Die Einlegeteile 20 des Gehäuses 10 werden vor dem eigentlichen Gehäusespritzprozeß in einem zusätzlichen Prozeß-Schritt mit einem laugenbeständigen elektrisch nicht leitfähigen Material umspritzt oder beschichtet. Diese Schicht 30 wirkt im Fall der Rißbildung durch Umwelteinflüsse wie Laugenzersetzung als Barriere. Die elektrischen Einlegeteile 20 werden geschützt und Kurzschlüsse verhindert. Als Prozesse sind zum Beispiel Beschichtungs- oder Spritzgießprozesse denkbar. Nutzt man die Technik des Vorumspritzens werden die Einlegeteile 20 mit einem Vorumspritzling 30 umgeben. Die Geometrie wird so ausgelegt das möglichst die gesamten gefährdeten Bereiche der Einlegeteile 20 mit Ausnahme von Kontaktbereichen 25 mit dem Vorumspritzling 30 umgeben werden. Weiter besteht die Möglichkeit Strukturen zur Vermeidung von Lunkern, Stärkung von Bindenähten sowie Verminderung der Spaltbildung zwischen Einlegeteil und Kunststoff des Gehäuses 10 zu integrieren. Für den Fall des Korrosionsschutzes ist das Material der Vorumspritzung 30 laugenbeständig auszuwählen. Nach dem Gehäusespritzprozeß soll eine feste, dauerhafte Verbindung zu PBT bestehen. Die Geometrie der Vorumspritzung 30 soll durch den zweiten Spritzprozeß, der das eigentliche Gehäuse 10 fertigt, nur unwesentlich verändert werden. Mögliche Materialien sind beispielsweise PA (Polyamid) Varianten.

Claims

Gehäuse (10) mit einem metallischen Einlegeteil (20), wobei das metallische Einlegeteil (20) wenigstens teilweise von dem Gehäuse (10) umhüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrisch nichtleitende Umhüllung (30) vorgesehen ist, welche das metallische Einlegeteil (20) unmittelbar und wenigstens teilweise umhüllt.
Gehäuse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (30) eine Beschichtung des metallischen Einlegeteils (20) ist.
Gehäuse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (30) ein Umspritzling um das metallische Einlegeteil (20) ist.
Gehäuse (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umspritzling wenigstens eine Ausformung zur Verbindung mit dem Gehäuse (10) aufweist.
Gehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (30) laugenbeständig ist.
Gehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (30) wenigstens teilweise von dem Gehäuse (10) umhüllt ist.
Gehäuse (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (30) vollständig und hermetisch von dem Gehäuse (10) umhüllt ist.
Gehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse wenigstens einen Innenraum (15) aufweist, und die Umhüllung (30) diesen Innenraum (15) wenigstens teilweise gegen Undichtigkeiten des Gehäuses (10) schützt.