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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein elektronisches Steuergerät.
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Stand der Technik
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In Steuergeräten für technische Vorrichtungen, bspw. für Kraftfahrzeuge, sind in der Regel unterschiedliche Recheneinrichtungen und/oder Schaltungen angeordnet, mit denen es möglich ist, technische Abläufe zu steuern. Die genannten Recheneinheiten und/oder Schaltungen sind jedoch vor äußeren Einflüssen, bspw. Feuchtigkeit, zu schützen. Um dies zu erreichen, ist es möglich, ein Gehäuse eines Steuergeräts feuchtigkeitsdicht zu verschließen, was bspw. durch thermisches Verschweißen von Gehäuseteilen möglich ist. Allerdings können derartig verschweißte Gehäuse nur unter erheblichem Aufwand wieder geöffnet werden, wobei die Gefahr besteht, dass das Gehäuse dadurch zumindest teilweise zerstört wird. Falls vorgesehen ist, ein derartiges Gehäuse, bspw. zum Austausch von elektronischen Modulen, wieder zu öffnen, ist erforderlich, miteinander zu verbindende Gehäuseteile bspw. über eine geeignete Dichtungsanordnung miteinander flüssigkeitsdicht zu verbinden.
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Ein Gehäuse für eine elektrische Schaltung ist aus der Druckschrift
EP 1 976 357 A2 bekannt. Dieses Gehäuse umfasst einen Innenraum, in dem die Schaltung aufgenommen werden kann. Weiterhin umfasst dieses Gehäuse mindestens einen dem Schließen des Gehäuses dienenden Randbereich, der mit mindestens einer, das Schließen des Gehäuses herbeiführenden Falzung versehen ist. Außerdem ist vorgesehen, dass Randbereiche von Gehäuseelementen mindestens bereichsweise unter Zwischenschaltung von wenigstens einem Dichtelement aneinander grenzen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird ein Gehäuse mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgestellt. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.
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Die vorgestellten Ausführungsformen des Gehäuses weisen mindestens zwei Gehäuseschalen auf, die an einem gemeinsamen Rand aneinander grenzen, wobei sich diese Gehäuseschalen an dem gemeinsamen Rand berühren. Die vorgestellten Ausführungsformen des Gehäuses für ein elektronisches Steuergerät haben gemeinsam, dass an einem Rand, an dem zwei Gehäuseteile einander berühren, keine zusätzliche Dichtung anzuordnen ist und dass das Gehäuse dennoch feuchtigkeitsdicht ausgebildet ist.
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Das beschriebene Gehäuse ist bspw. für ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs geeignet, das in unterschiedlichen Bereichen des Kraftfahrzeugs, bspw. auch im Bereich eines Motors des Kraftfahrzeugs, angeordnet sein kann.
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Eine Außenwandung des Kraftfahrzeugs, üblicherweise die Karosserie, weist verschiedene Öffnungen auf, die durch zusätzliche Abschlusselemente, bspw. Scheiben, Türen oder ein Sonnendach zumindest temporär zu verschließen sind. Falls ein derartiges Abschlusselement auszutauschen ist, besteht jedoch die Gefahr, dass die Außenwandung nach Austausch des Abschlusselements nicht wieder in ausreichender Weise abgedichtet wird, so dass ggf. Feuchtigkeit einsickern kann, die weiterhin bis zu einem Steuergerät vordringen kann. Unter anderem deshalb ist es erforderlich, das Gehäuse des Steuergeräts wasser- und/oder feuchtigkeitsdicht zu verschließen, so dass eine Funktionstüchtigkeit des Steuergeräts dennoch aufrechterhalten werden kann.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt in schematischer Schnittdarstellung eine Ausführungsform eines Gehäuses.
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2 zeigt in schematischer Schnittdarstellung eine erste Ausführungsform zum Verbinden von zwei Gehäuseschalen in einem Randbereich eines Gehäuses.
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3 zeigt eine zweite Ausführungsform zum Verbinden von zwei Gehäuseschalen in einem Randbereich eines Gehäuses in schematischer Schnittdarstellung.
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4 zeigt in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform einer Verbindung zwischen zwei Gehäuseschalen in einem Randbereich eines Gehäuses.
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5 zeigt in schematischer Darstellung eine Testanordnung zum Überprüfen einer Dichtheit eines Gehäuses für ein Steuergerät.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.
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Die in 1 gezeigte Ausführungsform eines Gehäuses 2 für ein Steuergerät umfasst eine erste Gehäuseschale 4 sowie eine zweite Gehäuseschale 6, die hier aneinander gefügt sind. Details zur Ausbildung eines gemeinsamen Randbereichs zwischen den beiden Gehäuseschalen 4, 6, die auch als Gehäuseteile oder Gehäuseelemente bezeichnet werden können, gehen aus den in den 2, 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen hervor.
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1 zeigt auch, dass die beiden Gehäuseschalen 4, 6 durch außenseitig angeordnete Clips 8, die hier als Schnapphaken ausgebildet sind, miteinander verbunden sind.
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Üblicherweise weisen die Gehäuseschalen 4, 6 des Gehäuses 2 im Vergleich zu ihrer bspw. laut einem CAD-Modell vorgesehenen, idealen Vorlage fertigungsbedingt makroskopische und mikroskopische Abweichungen auf. Falls das Gehäuse bspw. eine Länge oder eine Breite von ca. 210 mm aufweist, kann eine makroskopische Abweichung aufgrund eines Verzugs oder einer Verwerfung von mindestens einer der Gehäuseschalen 4, 6 ca. 0,3 bis 0,5 mm betragen. Mikroskopische Abweichungen sind bspw. durch eine Rauheit und/oder Unebenheit einer Oberfläche einer Gehäuseschale 4, 6 bedingt und können bis zu 0,1 mm betragen.
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Je nach Definition kann eine der beiden Gehäuseschalen 4, 6 als Gehäusedeckel und die andere als Gehäuseboden ausgebildet sein.
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Bei den mit den nachfolgenden 2, 3 und 4 beschriebenen Ausführungsformen von Randbereichen 10, 12, 14 von miteinander zu verbindenden Gehäuseschalen 16, 18, 20, 22, 24, 26 von Gehäusen 30, 32, 34 für Steuergeräte können die besagten Abweichungen kompensiert und weiterhin wasser- und/oder feuchtigkeitsdichte Randbereiche 10, 12, 14 bereitgestellt werden. Sämtliche nachfolgend vorgestellten Gehäuse 30, 32, 34 sind dazu ausgebildet, im weiteren nicht näher beschriebene elektronische Schaltungen 36, 38, 40 von elektronischen Steuergeräten zu umschließen.
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Bei dem ersten Randbereich 10, der in 2 schematisch dargestellt ist, stoßen eine erste Gehäuseschale 18 und eine zweite Gehäuseschale 16, die hier nur ausschnittsweise dargestellt sind, aufeinander. Dabei weist ein Rand der zweiten Gehäuseschale 16 einen konischen, im Querschnitt weitgehend trapezförmigen Vorsprung 42 auf, der in einer axialen Richtung, die hier durch einen Pfeil 44 angedeutet ist, in eine konische Nut 46 eines Rands der ersten Gehäuseschale 18 eingreift. Diese Nut 46 weist einen weitgehend trapezförmigen Querschnitt auf. Es ist zudem vorgesehen, dass eine als Außenwandung ausgebildete Wandung des Vorsprungs 42 zu einer als Innenwandung ausgebildeten Wandung der Nut 46 weitgehend kongruent geformt ist.
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Im Detail weist der Rand des Vorsprungs 42 links oben einen ersten, radial orientierten Abschnitt 48 auf. Dabei ist in 2 sowie auch in den weiteren 3 und 4 vorgesehen, dass eine radiale Richtung senkrecht zu der bereits beschriebenen axialen Richtung orientiert ist. Weiterhin weist die Außenwandung des Vorsprungs 42 entgegen dem Uhrzeigersinn einen ersten, schräg orientierten Abschnitt 50 mit einem nach außen orientierten Knick 52 als Erhebung, einen zweiten, radial orientierten Abschnitt 54 sowie einen zweiten, schräg orientierten Abschnitt 56 mit einem nach innen orientierten Knick 58 als Vertiefung auf.
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Die Innenwandung der Nut 46 weist ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn einen radial orientierten ersten Abschnitt 60, einen ersten, schräg orientierten Abschnitt 62, einen zweiten, radial orientierten, geraden Abschnitt 64 sowie einen zweiten, schräg orientierten Abschnitt 66 mit einem nach außen orientierten Knick 68 als Erhebung auf.
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Es ist hier vorgesehen, dass sich der erste, radial orientierte Abschnitt 48 der Außenwandung des Vorsprungs 42 sowie der erste, radial orientierte Abschnitt 60 der Innenwandung der Nut 64 unter Bereitstellung einer axial orientierten Kontaktlinie 69 berühren. Außerdem ist vorgesehen, dass die als nach außen orientierter Knick 52 ausgebildete Erhebung am ersten, schrägen Abschnitt 50 der Außenwandung des Vorsprungs 42 den ersten geraden, schräg orientierten Abschnitt 62 der Innenwandung der Nut 46 unter Bereitstellung einer hier radial orientierten Kontaktlinie 71 berührt.
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Bei dieser Ausführungsform des Randbereichs 10 der beiden Halbschalen 16, 18 des Gehäuses 30 sind folglich zwei Kontaktlinien 69, 71 vorgesehen, wobei eine Kontaktlinie 69 in axialer Richtung und die andere Kontaktlinie 71 in radialer Richtung orientiert ist. Bei Herstellung der Gehäuseschalen 16, 18 in einem Spritzgießverfahren (Molding) ist es möglich, axiale Toleranzen gut zu handhaben. Falls vorgesehen ist, beide Gehäuseschalen 16, 18 im Randbereich 10 zu verschmelzen, wird durch die axial orientierte Kontaktlinie 69 bereits eine günstige Anlage der beiden Gehäuseschalen 16, 18 aneinander bereitgestellt.
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Bei der in 3 ausschnittsweise schematisch dargestellten zweiten Ausführungsform eines Randbereichs 12 eines Gehäuses 32 weist eine als Außenwandung ausgebildete Wandung eines Vorsprungs 72 einer zweiten Gehäuseschale 20 entgegen dem Uhrzeigersinn einen ersten, radial orientierten Abschnitt 74 auf, der hier senkrecht zu einer vorgesehenen axialen Richtung (Pfeil 44) orientiert ist. Außerdem umfasst die Außenwandung einen ersten, schräg orientierten Abschnitt 76 mit einem nach innen orientierten Knick 78 als Vertiefung, einen zweiten, radial orientierten Abschnitt 80 sowie einen zweiten, ebenfalls schräg orientierten Abschnitt 82 mit einem nach innen orientierten Knick 84 als Vertiefung.
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Eine als Innenwandung ausgebildete Wandung einer Nut 86 am Rand einer ersten Gehäuseschale 22 weist einen ersten, radial orientierten Abschnitt 88, einen ersten, axial orientierten Abschnitt 90, einen zweiten, radial orientierten Abschnitt 92, einen ersten, schräg orientierten Abschnitt 94 mit einem nach innen orientierten Knick 96 als Erhebung, einen dritten, radial orientierten Abschnitt 98 sowie einen zweiten, schräg orientierten Abschnitt 100 mit einem nach innen orientierten Knick 102 als Erhebung auf.
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Hier ist vorgesehen, dass die als nach innen orientierter Knick 96 ausgebildete Erhebung an dem ersten, schräg orientierten Abschnitt 94 der Wandung der Nut 86 in den nach innen orientierten Knick 78 als Vertiefung an dem ersten, schrägen Abschnitt 76 der Wandung des Vorsprungs 72 unter Bereitstellung einer Kontaktlinie 104 eingreift. In ähnlicher Weise greift der nach innen orientierte Knick 102 als Erhebung an dem zweiten, schrägen Abschnitt 100 der Wandung der Nut 86 in die als nach innen orientierter Knick 84 ausgebildete Vertiefung entlang dem zweiten, schrägen Abschnitt 82 der Wandung des Vorsprungs 72 ein, wobei sich eine zweite Kontaktlinie 106 zwischen der Nut 86 der ersten Gehäuseschale 22 und dem Vorsprung 72 der zweiten Gehäuseschale 20 bildet.
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Bei der hier vorgestellten zweiten Ausführungsform des Randbereichs 12 zwischen den beiden Gehäuseschalen 20, 22 greift der Vorsprung 72 nach dem Zahnrad-Prinzip in die Nut 86. Hier sind beide Kontaktlinien 104, 106 radial orientiert. Die Form des Vorsprungs 72 und der Nut 86, die sich hier entlang der Kontaktlinien 104, 106 berühren, wird in allen möglichen Positionierungen des Gehäuses 32 als sicherer Kontakt zwischen den beiden Gehäuseschalen 20, 22 bereitgestellt. Der Kontakt zwischen den beiden Gehäuseschalen 20, 22 kann zudem durch Clips 8 (1) unterstützt werden.
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Die dritte Ausführungsform eines Randbereichs 14 zwischen einer ersten Gehäuseschale 24, die einen Vorsprung 107 aufweist, und einer zweiten Gehäuseschale 26, die eine Nut 108 aufweist, ist in 4 ausschnittsweise schematisch dargestellt. Auch hier ist vorgesehen, dass der Vorsprung 107 in axialer Richtung (Pfeil 44) innerhalb der Nut 108 angeordnet ist. Hier weist eine als Außenwandung ausgebildete Wandung des Vorsprungs 106 einen ersten, zur axialen Richtung senkrecht orientierten, radialen Abschnitt 110, einen ersten, schrägen Abschnitt 112 und einen zweiten, radialen Abschnitt 114 auf, an dem hier ein im Querschnitt dreieckiger Knick 116 als Erhebung angeordnet und/oder angeformt ist. Außerdem umfasst die als Außenwandung ausgebildete Wandung des Vorsprungs 106 einen zweiten, schräg orientierten Abschnitt 118.
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Eine als Innenwandung ausgebildete Wandung der Nut 108 der zweiten Gehäuseschale 26 umfasst einen ersten, radial orientierten Abschnitt 120, einen ersten, schräg orientierten Abschnitt 122 sowie einen zweiten, radial orientierten Abschnitt 124. Dabei ist hier vorgesehen, dass der zweite, radial orientierte Abschnitt 124 der Wandung einen im Querschnitt dreieckigen, nach innen orientierten Knick 126 als Vertiefung aufweist. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Wandung der Nut 108 auch einen zweiten, schrägen Abschnitt 128 aufweist.
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Auch hier wird zwischen dem Vorsprung 106 und der Nut 108 eine Kontaktlinie 130 bereitgestellt, die sich durch Zusammenwirken der als nach außen orientierter Knick 116 ausgebildeten Erhebung an der Wandung des Vorsprungs 106 und der als nach innen orientierter Knick 126 ausgebildeten Vertiefung an der Wandung der Nut 108 ergibt. Hierbei greift die Erhebung des Vorsprungs 106 in die Vertiefung der Nut 108 passförmig ein.
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Bei dieser Ausführungsform wird eine axial orientierte Kontaktlinie 130 bereitgestellt. Bei einem Zusammenfügen der beiden Gehäuseschalen 24, 26 in axialer Richtung (Pfeil 44) kann zudem vorgesehen sein, dass sich die beiden Knicke 116, 126, d. h. die Erhebung und die Vertiefung, auch verformen können. Es ist vorgesehen, dass axiale Toleranzen bei einem Schmelzprozess zur Herstellung der Gehäuseschalen 20, 22 besser als radiale Toleranzen zu handhaben sind.
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Alle drei vorgestellten Randbereiche 10, 12, 14 für Gehäuse 30, 32, 34, die jeweils mindestens zwei Gehäuseschalen 16, 18, 20, 22, 24, 26 aufweisen, haben gemeinsam, dass an einem Rand einer ersten Gehäuseschale 18, 24, 26 eine konische Nut 46, 86, 108 angeordnet ist, in die ein konischer Vorsprung 42, 72, 107 einer zweiten Gehäuseschale 16, 20, 24 eingreift und somit angeordnet ist. Dabei berühren sich eine als Innenwandung ausgebildete Wandung der Nut 46, 86, 108 und eine als Außenwandung ausgebildete Wandung des Vorsprungs 42, 72, 106 an mindestens einer Kontaktlinie 69, 71, 104, 106, 130, die an Rändern in Randbereichen 10, 12, 14 beider Gehäuseschalen 16, 18, 20, 22, 24, 26 angeordnet sind.
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Die Nut 46, 86, 108 und der Vorsprung 42, 72, 107 können sich entlang der mindestens einen Kontaktlinie 69, 71, 104, 106, 130 in axialer und/oder radialer Richtung, die senkrecht zu der axialen Richtung (Pfeil 44) ist, berühren. Zur Bereitstellung der mindestens einen Kontaktlinie 69, 71, 104, 106, 130 kann eine Wandung der Nut 46, 86, 108 und/oder des Vorsprungs 42, 72, 107 zumindest eine Erhebung aufweisen. Dabei berührt eine Erhebung an der Wandung des Vorsprungs 42, 72, 107 die Wandung der Nut 46, 86, 106 und eine Erhebung an der Wandung der Nut 46, 86, 106 die Wandung des Vorsprungs 42, 72, 107. Es ist auch möglich, wie bspw. anhand von 3 und 4 verdeutlicht ist, dass die bspw. als Knicke 52, 68, 78, 84, 96, 102, 116, 126 ausgebildeten Erhebungen und Vertiefungen passförmig, bspw. nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip, ineinander greifen.
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Eine Erhebung und/oder Vertiefung entlang eines Abschnitts der Wandung des Vorsprungs 42, 72, 107 und/oder der Wandung der Nut 46, 86, 108 weist üblicherweise einen dreieckigen Querschnitt auf. Dabei weist eine als Knick 52, 96, 102, 116 ausgebildete Erhebung eine Spitze und eine als Knick 78, 84, 126 ausgebildete Vertiefung eine Ecke auf. Üblicherweise sind beide Gehäuseschalen 16, 18, 20, 22, 24, 26 aus Kunststoff, wobei es sich um dieselbe Art von Kunststoff handeln kann. Dasselbe gilt für die Nut 46, 86, 108 und den Vorsprung 42, 72, 107, die ebenfalls aus Kunststoff, üblicherweise demselben Kunststoff, gebildet sind. Dies kann auch bedeuten, dass der Vorsprung 42, 72, 107 an einer der beiden Gehäuseschalen 16, 20, 24 aus demselben Kunststoff wie die Gehäuseschale 16, 20, 24 ist. Die Nut 46, 86, 108 an der anderen Gehäuseschale 18, 24, 26 kann ebenfalls aus demselben Material wie die Gehäuseschale 18, 24, 26 sein.
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Es ist möglich, dass eine Ausführungsform eines Randbereichs eines Gehäuses 30, 32, 34 eine Kombination von Komponenten der voranstehend beschriebenen Randbereiche 10, 12, 14 unter Bereitstellung mehrerer Kontaktlinien 69, 71, 104, 106, 130 aufweist. Die anhand der beschriebenen Ausführungsform vorgestellten Erhebungen und Vertiefungen an Wänden der Nuten 46, 86, 108 und Vorsprünge 42, 72, 107 müssen im Profil nicht zwangsläufig dreieckig ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass diese Erhebungen und Vertiefungen bspw. halbkreisförmig ausgebildet sind. Sofern vorgesehen ist, dass eine Erhebung in eine Vertiefung eingreift, ist eine Form der Vertiefung als negativ der Form der Erhebung und umgekehrt ausgebildet.
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5a zeigt in schematischer Darstellung eine Testanordnung 140, mit der eine fünfte Ausführungsform eines Gehäuses 152 eines Steuergeräts auf Dichtheit gegen Feuchtigkeit und/oder Nässe überprüft werden kann. Dieses Gehäuse 152 umfasst eine als Gehäusedeckel ausgebildete Gehäuseschale 154, an der hier Kontakte 156 angeordnet sind, sowie eine als Gehäuseboden ausgebildete Gehäuseschale 158. Die Testanordnung 140 umfasst einen Behälter 160 mit einer einstellbaren Wasserhöhe 162, an dessen Unterseite mehrere Öffnungen 164 zur Simulation eines künstlichen Niederschlags angeordnet sind. Bei der hier gezeigten Testanordnung 140 ist vorgesehen, dass das Gehäuse 152 ca. 200 mm (Doppelpfeil 166) unterhalb des Behälters 160 angeordnet ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass das Gehäuse 152 an einem Drehtisch 168 befestigt und um eine Achse 170 drehbar ist. Die Überprüfung der Dichtheit des Gehäuses 152 wird in vier jeweils um 15° geneigten Stellungen (5b) durchgeführt, wobei aus den Öffnungen 164 eine Wassermenge von 3 ml/min für 2,5 min je Stellung fließt. Als weitere Umweltbedingung sind eine Temperatur von 23 °C +/– 5 °C, eine relative Feuchte von 25 % bis 75 % und ein Luftdruck von 860 bis 1060 mbar vorgesehen.
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Die Überprüfung wurde ebenfalls für alle drei beschriebenen Ausführungsformen von Gehäusen 30, 32, 34 mit den jeweiligen Randbereichen 10, 12, 14 durchgeführt, wobei sich in allen drei Fällen ergeben hat, dass die Gehäuse 30, 32, 34 gegen das darauf herabregnende Wasser flüssigkeitsdicht ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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