DE102008054577A1 - Überdruckventil eines Gehäuses für eine elektrische/elektronische Einheit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Überdruckventil eines Gehäuses für eine elektrische/elektronische Einheit, insbesondere für ein Gehäuse eines Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs, mit einem Druckausgleichselement, das eine Membran aufweist. Es ist vorgesehen, dass sich auf der Membran (21) mindestens eine hydrophobe Schicht (22) befindet. Weiter betrifft die Erfindung ein Gehäuse (1) für eine elektrische/elektronische Einheit (2), insbesondere eines Steuergeräts (4) eines Kraftfahrzeugs, mit einem solchen Überdruckventil (11).
Description
- Die Erfindung betrifft ein Überdruckventil eines Gehäuses für eine elektrische/elektronische Einheit, mit einem Druckausgleichselement, das eine Membran aufweist.
- Stand der Technik
- In Gehäuse eingeschalte elektrische und/oder elektronische Einheiten, insbesondere Steuergeräteschaltungen von Kraftfahrzeugen, müssen für einen erforderlichen Druckausgleich belüftet werden, um Funktionsbeeinträchtigungen beispielsweise durch Überdruck, Unterdruck oder durch kondensierende Luftfeuchtigkeit zu verhindern. Im Stand der Technik ist es bekannt, solche Belüftungen an Steckelementen einer Stecker-/Kabelbaum-Verbindung vorzunehmen, die an einer geschützten Stelle einen Durchtritt in das Gehäuse aufweisen. An diesen Ausführungsformen ist nachteilig, dass durch diese Durchtritte Luftfeuchtigkeit oder auch Spritzwasser in das Gehäuse eintreten kann. Hierdurch kann in ungünstigen Fällen Korrosion im Inneren des Gehäuses, insbesondere an der elektrischen oder elektronischen Einheit, auftreten. In anderen ungünstigen Fällen ist eine solche Belüftung, insbesondere durch die geringe Größe des Durchtritts der Stecker-/Kabelbaum-Verbindung, unzureichend, sodass durch ungenügende Be- und Entlüftung Schäden an der elektrischen oder elektronischen Einheit auftreten können.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Überdruckventil eines Gehäuses der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, das die genannten Nachteile vermeidet und eine hinreichende Be- und Entlüftung des Gehäuses bietet, gleichzeitig aber den Zutritt von Feuchtigkeit vermeidet.
- Offenbarung der Erfindung
- Hierzu wird ein Überdruckventil eines Gehäuses für eine elektrische/elektronische Einheit vorgeschlagen, insbesondere für ein Gehäuse eines Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs, mit einem Druckausgleichselement, das eine Membran aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass sich auf der Membran mindestens eine hydrophobe Schicht befindet. Die hydrophobe Schicht verhindert hierbei den Durchtritt von Feuchtigkeit, und zwar sowohl in Gasphase als auch in Flüssigphase der Feuchtigkeit. Bei einem Überdruck im Gehäuse kommt es zu einer Ausbildung von Mikroporen in der hydrophoben Schicht, durch die der Überdruck abgebaut werden kann. Der hierzu notwendige Relativdruck ist von der Art und Beschaffenheit der hydrophoben Schicht abhängig und dadurch dem Einsatzzweck anpassbar; ein solcher Relativdruck liegt üblicherweise bei bekannten hydrophoben Substanzen im Bereich zwischen einem Millibar und zwanzig Millibar. Bei Unterdruck im Gehäuse erfolgt ein Druckausgleich, wie vorstehend beschrieben, wobei ein Eindringen von Feuchtigkeit durch die hydrophobe Schicht wirksam vermieden wird. Die hydrophobe Schicht hat die Aufgabe, die Poren der Membran, die weiter sein können, für Flüssigkeit zu verschließen, den Zutritt oder Austritt von Gasen aus dem Gehäuse aber gleichwohl zuzulassen, insbesondere den vorstehend beschriebenen Druckausgleich zu ermöglichen.
- Je in einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Membran eine gelochte Kunststofffolie ist. Eine gelochte Kunststofffolie ist die prinzipiell einfachste Art einer Membran, in der nur eine Lochanordnung aus mindestens einem Loch in der Kunststofffolie vorgesehen ist. Anzahl und Anordnung solcher Lochungen in der Kunststofffolie bestimmen die Geschwindigkeit und das Volumen des möglichen Gasaustritts aus dem Gehäuse bzw. in das Gehäuse; sie bestimmen weiterhin die Art der Ausbildung von Mikroporen in der hierauf angeordneten hydrophoben Schicht. Die Lochungen der Kunststofffolie werden dann vorzugsweise so klein gewählt, dass die hydrophobe Schicht bei Druckausgleich vollständig geschlossen bleibt, ohne dass es zu einem Verlaufen der hydrophoben Schicht in beispielsweise groß geratene Löcher kommt.
- In einer weiteren Ausführungsform besteht die Membran aus einer atmungsaktiven Membran oder weist eine solche auf. Atmungsaktive Membranen sind bei spielsweise in Anwendungen für Bekleidung, insbesondere Funktionsbekleidung für Sportler oder Freizietaktivitäten, bekannt. Beispielsweise unter dem Namen Gore-Tex werden derartige Membranen vermarktet. Derartige Membranen sind für den beschriebenen Anwendungsbereich prinzipiell bereits gut geeignet, jedoch nicht zuverlässig wasserdicht. Insbesondere ist es bei atmungsaktiven Membranen noch möglich, dass Wasser in der Dampfphase durchtritt. Um dies zu verhindern, wird auf die Membran die hydrophobe Schicht aufgebracht. Zusammen mit den Eigenschaften der atmungsaktiven Membran, wie diese aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird eine sehr gute Abdichtung gegen Wasser auch in Gasphase bei gleichzeitig guter Gasdurchlässigkeit zum Zwecke des Druckausgleichs erreicht.
- In einer Ausführungsform ist die hydrophobe Schicht eine Ölschicht. Eine Ölschicht ist eine besonders einfache und preisgünstige Form einer hydrophoben Schicht. Im Bereich der Ölschicht wird Wasser zuverlässig abgestoßen. Die Ölschicht ist gegebenenfalls durch Zugabe von Additiven gegen Verdampfen zu schützen bzw. in geeigneter Weise zu inaktivieren.
- In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die hydrophobe Schicht aus einer aus langkettigen, funktionalisierten Kohlenwasserstoffen bestehenden oder solche aufweisenden Schicht, insbesondere Silikonölschicht und/oder perfluorierte Ölschicht. Diese bieten eine gute Langzeitbeständigkeit und einen guten Schutz gegen Verlaufen, wobei der Dampfdruck niedrig genug ist, um einen langen Einsatz zu gewährleisten. insbesondere ist der Dampfdruck dieser langkettigen, funktionalisierten Kohlenwasserstoffe deutlich niedriger als derjenige reiner, gängiger die. Besonders geeignet sind hierbei partiell polymerisierte, teilfluorierte oder silikonisierte Filme, die insbesondere Gelcharakter aufweisen, hierbei einen sehr niedrigen Dampfdruck bei dennoch ausreichendem Fließverhalten haben. Derartige Filme sind besonders vorteilhaft stabil auf der Membran anzubringen und dort über lange Zeit funktional und stabil haltbar.
- In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die hydrophobe Schicht auf beiden Seiten der Membran befindet. In dieser Ausbildung wird ein Feuchtigkeitsdurchtritt besonders zuverlässig verhindert. Insbesondere ist hierbei auch der Einsatz eines wasserbindenden Films möglich, nämlich einseitig oder alternativ beidseitig der Membran, wobei der wasserbindende Film aufgenom menes Wasser bei Erreichen einer bestimmten Temperatur, insbesondere einer Betriebstemperatur der elektrischen oder elektronischen Einheit im Gehäuse, nach außen freisetzt und sich hierdurch regeneriert.
- In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Druckausgleichselement zwei Membranen aufweist, zwischen denen die hydrophobe Schicht angeordnet ist. Die hydrophobe Schicht kann hierbei eine Ölschicht, wie vorstehend beschrieben, oder aber ein wasserbindender Film sein, der aufgenommenes Wasser bei Erreichen einer bestimmten Temperatur wieder freisetzt. Weiter kann sehr vorteilhaft vorgesehen sein, sowohl eine hydrophobe Schicht als auch einen wasserbindenen Film vorzusehen, die sich in ihren Funktionen ergänzen.
- Es wird weiter ein Gehäuse für eine elektrische/elektronische Einheit, insbesondere eines Steuergerätes an das Kraftfahrzeug vorgeschlagen, mit einem Überdruckventil, ausgebildet gemäß einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne aber hierauf beschränkt zu sein.
- Es zeigen
-
1 ein Gehäuse für eine elektrische/elektronische Einheit mit Druckausgleichsventil; -
2 ein Druckausgleichsventil mit zwei Membranen und einem zwischen diesen lagernden Gelfilm und -
3 ein Druckausgleichsventil mit einer Membran und einem Ölfilm. -
1 zeigt ein Gehäuse1 für eine elektronische Einheit2 , nämlich eine elektronische Schaltung3 , nämlich ein Steuergerät4 für ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug. Das Gehäuse1 ist demzufolge als Steuergerätegehäuse5 ausgebildet. Das Gehäuse1 weist unterseitig eine Anschlusseinheit6 auf, die aus einer an eine Leiterplatte7 der elektronischen Schaltung3 angeschlossene, in das Gehäuse1 eingesetzte, insbesondere dicht eingesetzte, Messerleiste8 und einem hiermit korrespondierenden Buchsenstecker9 besteht, wobei der Buchsenstecker9 ein Anschlusskabel10 zum Anschluss an weitere, nicht dargestellte Systeme aufweist. Das Gehäuse1 ist im geschlossenen Zustand, also beispielsweise bei aufgesetztem Deckel, hermetisch dicht. Um einen im Betrieb der elektronischen Einheit2 erforderlichen Druckausgleich zu ermöglichen, weist das Gehäuse1 ein Überdruckventil11 auf, mit einem Druckausgleichselement12 , das zum Druckausgleich eine Verbindung zwischen einer Umgebung13 des Gehäuses1 und einem Gehäuseinnenraum14 ermöglicht. Das Überdruckventil ist hierbei in das Gehäuse1 eingebracht, nämlich mittels einer Gehäuseöffnung15 , die der Aufnahme des Überdruckventils11 dient und durch das Überdruckventil11 verschlossen wird. Die Einbringung des Überdruckventils11 in die Gehäuseöffnung15 erfolgt durch Clipsen, Verkleben oder bevorzugt durch Verschrauben mittels eines hier nicht separat dargestellten Gewindes. -
2 zeigt das Überdruckventil11 mit dem Druckausgleichselement12 , wie in1 beschrieben. Das Überdruckventil11 weist hierbei in einem Anschlussbereich16 ein Außengewinde17 auf, das mit einem nicht dargestellten Innengewinde des Gehäuses1 (vergleiche1 ) korrespondiert und vorzugsweise durch Geometrie und Beschaffenheit seiner Zahnflanken18 beim Einschrauben eines hermetische Abdichtung ergibt. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Druckausgleich über das Druckausgleichselement12 erfolgt, nicht aber unerwünschter Weise über Gewindegänge, über die sich Gase verschleichen könnten. Das Druckausgleichselement12 weist innerhalb eines Ventilkörpers19 , in diesen eingebettet und zu einer Druckruchlassrichtung20 im Wesentlichen quer angeordnet, zwei Membranen21 auf, zwischen die eine hydrophobe Schicht22 eingebettet ist. Die hydrophobe Schicht22 ist hierbei bevorzugt als Gelschicht23 ausgebildet. Diese weist bevorzugt ein partiell polymerisiertes, teilfluoriertes oder silikonisiertes, einen niedrigen Dampfdruck aufweisendes, hochviskoses Öl24 . Die Membranen21 sind hierbei so ausgebildet, dass sie ein unerwünschtes Verfließen der hydrophoben Schicht22 beziehungsweise ein Auslaufen aus dem vorgesehenen Bereich des Druckausgleichselements12 vermeiden. Im einfachsten Fall besteht mindestens eine der Membranen21 aus einer Kunststofffolie25 , die Lochungen aufweist, um einen Gasdurchtritt durch die Kunststofffolie25 zu ermöglichen. -
3 zeigt ein Überdruckventil11 in Aufsicht ähnlich dem in2 beschriebenen, mit dem Anschlussbereich16 , der im Wesentlichen einen Schraubkörper26 ausbildet und insbesondere das Außengewinde17 aufweist (vergleiche2 ), und einem eigentlichen Ventilkörper27 , der vom Druckausgleichselement12 gebildet wird. Im Schraubkörper26 sind Durchtrittsöffnungen28 eingebracht, die den Zutritt von Umgebungsluft durch den Ventilkörper27 zum Druckausgleichselement12 erlauben und hierbei die hier einzeln angeordnete Membran21 sowie die hydrophobe Schicht22 beaufschlagen. Die Membran kann beispielsweise eine Gore-Tex-Membran oder eine Kunststoff-Membran sein, wobei hier auf der Membran21 ein Ölfilm29 beziehungsweise eine Ölschicht31 als hydrophope Schicht22 aufgebracht ist. Der Ölfilm29 ist eine additierte Silikonschicht30 , die aufgrund ihres niedrigen Gasdrucks stabil auf der Membran21 lagert.
Claims (8)
- Überdruckventil eines Gehäuses für eine elektrische/elektronische Einheit, insbesondere für ein Gehäuse eines Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs, mit einem Druckausgleichselement, das eine Membran aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der Membran (
21 ) mindestens eine hydrophobe Schicht (22 ) befindet. - Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (
21 ) eine gelochte Kunststofffolie (25 ) ist. - Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (
21 ) eine atmungsaktive Membran ist oder eine solche aufweist. - Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophobe Schicht (
22 ) eine Ölschicht (31 ) ist. - Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophobe Schicht (
22 ) eine aus langkettigen, funktionalisierten Kohlenwasserstoffen bestehende Schicht, insbesondere Silikonölschicht und/oder perfluorierte Ölschicht (31 ) ist. - Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die hydrophobe Schicht (
22 ) auf beiden Seiten der Membran (21 ) befindet. - Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichselement (
12 ) zwei Membranen (21 ) aufweist, zwischen denen die hydrophobe Schicht (22 ) angeordnet ist. - Gehäuse (
1 ) für eine elektrische/elektronische Einheit (2 ), insbesondere eines Steuergeräts (4 ) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Überdruckventil (11 ), ausgebildet gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.
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