DE102013100257A1 - Electronic assembly with a housing with a pressure compensation element between the housing interior and the environment - Google Patents
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Abstract
Es wird eine elektronische Baugruppe mit einem Gehäuse mit einem Druckausgleichselement (2) zwischen dem Gehäuseinneren (1) und der Umgebung beschrieben. Das Gehäuse weist einen Druckzuführungskanal (3) mit einer ersten Öffnung (3.1) zum Inneren des Gehäuses auf und diese Öffnung (3.1) durch das Druckausgleichselement (2) luftdurchlässig, aber feuchtigkeitsundurchlässig abgedeckt. Zudem weist der Druckzuführungskanal natürlich eine zweite Öffnung (3.2) vom Druckzuführungskanal (3) zur Umgebung hin auf. Gerade für elektronische Baugruppen im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik ist jedoch nicht auszuschließen, dass eine solche Öffnung von einem Druckwasserstrahl getroffen wird. Gegenüber dem relativ geringen Druckunterschied den im Luftdruck kann durch einen solchen Druckwasserstrahl ein erheblicher Staudruck auf das Druckausgleichselement (2) entstehen. Um dies zu vermeiden weist der Druckzuführungskanal (3) zumindest eine weitere, also dritte (3.3), von den zweiten getrennte Öffnung zur Umgebung auf und die erste Öffnung (3.1) beabstandet sowohl von der zweiten, als auch dritten Öffnung (3.2, 3.3) angeordnet ist. Vorzugsweise kann der Druckzuführungskanal 3 zudem den Venturi-Effekt ausnutzen, indem die 1. Öffnung (3.1) in einem Bereich mit reduziertem Querschnitt angeordnet ist.An electronic assembly is described with a housing with a pressure compensation element (2) between the housing interior (1) and the environment. The housing has a pressure supply channel (3) with a first opening (3.1) to the interior of the housing and this opening (3.1) is covered by the pressure compensation element (2) so that it is permeable to air but impermeable to moisture. In addition, the pressure feed channel naturally has a second opening (3.2) from the pressure feed channel (3) to the environment. However, especially for electronic assemblies in the field of motor vehicle technology, it cannot be ruled out that such an opening is hit by a pressurized water jet. Compared to the relatively small pressure difference in the air pressure, such a pressurized water jet can create a considerable dynamic pressure on the pressure compensation element (2). In order to avoid this, the pressure supply channel (3) has at least one further, i.e. third (3.3), opening to the surroundings that is separate from the second, and the first opening (3.1) is spaced apart from both the second and third openings (3.2, 3.3). is arranged. Preferably, the pressure supply channel 3 can also utilize the Venturi effect in that the 1st opening (3.1) is arranged in an area with a reduced cross section.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe mit einem Gehäuse mit einem Druckausgleichselement zwischen dem Gehäuse Inneren und der Umgebung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to an electronic assembly having a housing with a pressure compensation element between the housing interior and the environment according to the preamble of
Elektronische Baugruppen, insbesondere Baugruppen mit ein Kunststoffgehäuse, benötigen im Gehäuse ein Druckausgleichselement, damit der Druckunterschied zwischen dem Gehäuseinneren und der Umgebung nicht so groß wird, das durch den Druckunterschied doch Feuchtigkeit aus der Umgebung in das Gehäuseinnere angesaugt wird. Gerade für elektronische Baugruppen in Kraftfahrzeugen sind die Temperaturunterschiede jedoch sehr hoch und die potentiell auftretenden Druckunterschiede nicht vernachlässigbar. Dementsprechend ist im Gehäuse üblicherweise ein Druckausgleichselement vorhanden, welches gebildet wird beispielsweise durch eine luftdurchlässige, jedoch feuchtigkeitsundurchlässige Gewebe-Membran, bspw. so genanntes Goretex® (Goretex ist eine Marke der Firma W. L. Gore & Associates, Inc). Diese Membran wird üblicherweise auf die Außenseite oder Innenseite einer Öffnung im Gehäuse geklebt und ermöglicht einen Druckausgleich durch diese Öffnung, ohne dass Feuchtigkeit durch die Öffnung eindringen kann. Electronic assemblies, especially assemblies with a plastic housing, require a pressure compensation element in the housing, so that the pressure difference between the housing interior and the environment is not so large that moisture is sucked by the pressure difference from the environment into the housing interior. Especially for electronic assemblies in motor vehicles, the temperature differences are very high and the potential pressure differences not negligible. Accordingly, in the housing usually a pressure compensation element is present, which is formed for example by an air-permeable, but moisture-impermeable fabric membrane, for example. So-called Goretex ® (Goretex is a trademark of WL Gore & Associates, Inc). This membrane is usually glued to the outside or inside of an opening in the housing and allows pressure equalization through this opening, without moisture can penetrate through the opening.
Nachteil dieser Druckausgleichselemente, insbesondere deren Verklebung, ist jedoch die geringe Stabilität gegenüber einem starken Spritzwasser oder Staudruck, wie er jedoch beispielsweise durch Druckstrahler zur Fahrzeugreinigung entstehen kann. Disadvantage of this pressure compensation elements, in particular their bonding, but is the low stability against a strong spray or dynamic pressure, but how he can arise for example by pressure radiator for vehicle cleaning.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine elektronische Baugruppe mit einem Druckausgleichselement vorzustellen, bei dem das Druckausgleichselement gegen derartige Belastungen geschützt ist. The object of the present invention is therefore to provide an electronic assembly with a pressure compensation element, in which the pressure compensation element is protected against such loads.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind. This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims, wherein combinations and developments of individual features are conceivable with each other.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass das Druckausgleichselement in einem Druckzuführungskanal angeordnet ist und zu dem der Druckzuführungskanal zumindest zwei Öffnungen zur Umgebung aufweist, so dass ein zu einer Öffnung eintretender Wasserstrahl zu der jeweils anderen Öffnung wieder zur Umgebung hin austreten kann und es nicht zu einer vollständigen Blockierung der Öffnung zur Umgebung und damit zur Blockierung des Druckausgleichselements kommen kann. An essential idea of the invention is that the pressure compensation element is arranged in a pressure feed channel and to which the pressure supply channel has at least two openings to the environment, so that a water jet entering to an opening can escape to the other opening again to the environment and not can lead to a complete blockage of the opening to the environment and thus to block the pressure compensation element.
Das Gehäuse weist also zunächst einen Druckzuführungskanal mit einer ersten Öffnung zum Inneren des Gehäuses auf. Der Druckzuführungskanal kann dabei auch neben der Funktion des Druckausgleichs auch eine andere Funktion aufweisen, beispielsweise bei Drucksensoren auch der Zufuhr des Drucks zu dem im Inneren des Gehäuses angeordneten Drucksensor dienen. Im einfachsten Fall wurde der Druckzuführungskanal bisher im Stand der Technik als Bohrung im Gehäuse ausgeführt. Diese Öffnung ins Gehäuseinnere ist durch das Druckausgleichselement luftdurchlässig, aber feuchtigkeitsundurchlässig abgedeckt, also beispielsweise durch Aufkleben einer solchen Membran auf der Innenseite oder Außenseite dieser Öffnung geschützt. Zudem weist jeder Druckzuführungskanal natürlich eine 2. Öffnung vom Druckzuführungskanal zur Umgebung hin auf. The housing thus initially has a pressure feed channel with a first opening to the interior of the housing. The pressure supply channel can also have a different function in addition to the function of the pressure compensation, for example, in pressure sensors and the supply of pressure to the arranged inside the housing pressure sensor serve. In the simplest case, the pressure feed channel has hitherto been designed as a bore in the housing in the prior art. This opening into the housing interior is air permeable, but moisture impermeable covered by the pressure compensation element, so for example by gluing such a membrane on the inside or outside of this opening protected. In addition, each pressure supply channel of course has a second opening from the pressure supply channel to the environment.
Erfindungsgemäß weist der Druckzuführungskanal jedoch zudem zumindest eine dritte, von den zweiten getrennte Öffnung zur Umgebung auf und ist die erste Öffnung beabstandet sowohl von der zweiten, als auch dritten Öffnung angeordnet. Die 3. Öffnung dient dabei dazu, das ein durch die 2. Öffnung eintretender Wasserstrahl sich nicht etwa vor dem Druckausgleichselement aufgestaut, sondern durch diese 3. Öffnung wieder in die Umgebung austreten kann. Umgekehrt dient natürlich die 2. Öffnung als Austritt, wenn der Wasserstrahl unmittelbar auf die 3. Öffnung strahlt. Durch den Abstand der 1. Öffnung von sowohl der 2. als auch der 3. Öffnung wird zudem erreicht, dass der Wasserstrahl beim Eintritt durch eine der Öffnungen zur Umgebung hin nicht unmittelbar sofort auch auf die 1. Öffnung auftrifft. According to the invention, however, the pressure supply channel also has at least a third, from the second separate opening to the environment and the first opening spaced from both the second and third opening. The third opening serves to ensure that a water jet entering through the second opening is not dammed up in front of the pressure compensation element, but can escape through this third opening into the environment again. Conversely, of course, the second opening serves as an outlet, when the water jet radiates directly to the third opening. Due to the distance between the first opening of both the second and the third opening is also achieved that the water jet when entering through one of the openings to the environment does not immediately impinges on the first opening.
Durch die zweite und dritte Öffnung bzw. den Verlauf des Druckzuführungskanals entsteht eine Strömungsrichtung für durch eine der Öffnungen eingestrahlte Flüssigkeiten. Through the second and third opening or the course of the pressure supply channel, a flow direction for liquids radiated through one of the openings is formed.
Vorzugsweise ist dabei nun die erste Öffnung zu dieser Strömungsrichtung in einem von Null bzw. 180 Grad verschiedenen Winkel, vorzugsweise zumindest näherungsweise rechtwinklig (90 Grad) angeordnet. In this case, the first opening to this flow direction is preferably arranged at an angle other than zero or 180 degrees, preferably at least approximately at right angles (90 degrees).
Geht man also beispielsweise von einem geraden Druckzuführungskanal aus, durch welchen ein Wasserstrahl von der 2. zur 3. Öffnung bzw. umgekehrt durchströmen kann, so ist ein davon beabstandeter und abgewinkelte, vorzugsweise rechtwinkliger Abgang der 1. Öffnung eine Maßnahme, durch welche ein vor bzw. hinter dieser 1. Öffnung angeordnetes Druckausgleichselement besonders wirksam vom mechanischen Einfluss des Wasserstrahl geschützt ist. So if one proceeds, for example, from a straight pressure feed channel through which a jet of water from the 2nd to the 3rd opening or vice versa can flow, so is a spaced and angled, preferably rectangular outlet of the first opening a measure by which a before or arranged behind this first opening pressure compensation element is particularly effectively protected by the mechanical influence of the water jet.
Vorzugsweise ist zudem die Position der ersten Öffnung im Druckzuführungskanal so angeordnet, dass ein Wasserstrahl weder bei Eintritt durch die zweite noch durch die dritte Öffnung direkt unmittelbar auf die erste Öffnung auftreffen kann. Dazu können neben dem Abstand der Öffnungen auch deren Öffnungsdurchmesser oder die Winkelausrichtung und der Verlauf des Druckzuführungskanals beitragen. Preferably, moreover, the position of the first opening in the pressure supply channel is so arranged that a jet of water can not impinge directly on the first opening either at entry through the second or through the third opening directly. For this purpose, in addition to the distance between the openings and their opening diameter or the angular orientation and the course of the pressure supply channel contribute.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Druckzuführungskanal zumindest im Wesentlichen geradlinig, ist also die Strömungsrichtung eines durch die eine Öffnung zur Umgebung hin ein strahlenden Wasserstrahl identisch oder mit einem Winkel kleiner 45° abweichend zur Strömungsrichtung des durch die andere Öffnung aus strömenden Wasserstrahls. Zudem überlappt eine Projektion der zweiten Öffnung in die Ebene der dritten Öffnung einander zumindest teilweise, kann man also durch den Druckzuführungskanal hindurchschauen. Ein so gestalteter Druckzuführungskanal weist somit einem Wasserstrahl kaum Widerstand auf und wird wirksam der Aufbau eines Staudrucks vor dem Druckausgleichselement verhindert. In a particularly preferred embodiment, the pressure feed channel is at least substantially rectilinear, that is, the flow direction of a radiant water jet through the one opening to the environment is identical or at an angle smaller than 45 ° to the flow direction of the water jet flowing through the other opening. In addition, a projection of the second opening in the plane of the third opening overlaps each other at least partially, so you can see through the pressure supply channel. Thus designed Druckzuführungskanal thus has a water jet hardly resistance and effectively prevents the build-up of a back pressure before the pressure compensation element.
In manchen Ausgestaltungen ist es jedoch nicht möglich, den Druckzuführungskanal so geradlinig auszugestalten und zu dem Öffnungen auf beiden Seiten vorzusehen. Alternativ wird gerade für solche Fälle vorgeschlagen, dass der Druckzuführungskanal dann zumindest eine Biegung bzw. Knick, aber eben auch dort Mittel zu einer Umlenkung eines Wasserstrahls von der zweiten hin zur dritten Öffnung und umgekehrt aufweist und die erste Öffnung beabstandet von dem Mittelpunkt der Biegung bzw. des Knicks angeordnet ist. Die Mittel zur Umlenkung des Wasserstrahls können beispielsweise sein eine Biegung mit einem hinreichend großen Biegeradius oder eine Art Ablenkungsfläche bzw. Umlenkungsfläche, welche vorzugsweise senkrecht zu der Winkelhalbierenden zwischen der Strömungsrichtung in der 2. Öffnung und der Strömungsrichtung in der 3. Öffnung ist. Sind die Strömungsrichtung en zwischen 2. und 3. Öffnung also beispielsweise gerade in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet, würde eine solche Ablenkungsfläche jeweils 45° zu jeder dieser beiden Strömungsrichtungen gerichtet sein. In some embodiments, however, it is not possible to design the pressure supply channel in a straight line and to provide openings on both sides. Alternatively, it is proposed for such cases that the pressure feed channel then has at least one bend or kink, but also there means for deflecting a water jet from the second to the third opening and vice versa and the first opening spaced from the center of the bend or the kink is arranged. The means for deflecting the water jet may, for example, be a bend with a sufficiently large bending radius or a kind of deflection surface or deflection surface, which is preferably perpendicular to the bisecting line between the flow direction in the second opening and the flow direction in the third opening. If, for example, the flow direction s between the second and third openings are arranged at an angle of 90 ° to one another, such a deflection surface would be directed at 45 ° to each of these two directions of flow.
Diese Mittel dienen dazu, dass wiederum der Wasserstrahl ohne größeres Hindernis von der 3. Öffnung zur 2. Öffnung bzw. umgekehrt fließen kann, ohne dass es zu einem größeren Rückstau kommt. Zudem ist die 1. Öffnung nicht in diesem Bereich der umlenkenden Mittel angeordnet, sondern etwas beabstandet. This means that in turn the water jet can flow without major obstacle from the third opening to the second opening or vice versa, without causing a major backwater. In addition, the first opening is not arranged in this region of the deflecting means, but somewhat spaced.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung entsteht, indem der Druckzuführungskanal in einem von der zweiten als auch dritten Öffnung beabstandeten Bereich einen reduzierten Querschnitt quer zur Strömungsrichtung von durch die zweite oder eine der dritten Öffnungen eingestrahlte Flüssigkeiten aufweist und die erste Öffnung in diesem Bereich mit reduzierten Querschnitt angeordnet ist. Physikalisch gesehen ist eine solche Anordnung ein so genanntes Venturi-Element bzw. wird an der 1. Öffnung und damit am Druckausgleichselement der Venturi-Effekt ausgenutzt, wonach in diesem Bereich mit reduzierten Querschnitt zwar eine deutlich höhere Strömungsgeschwindigkeit, jedoch ein niedrigerer Staudruck auftritt. Hinzuweisen ist dabei, dass für die Reduzierung des Querschnittes ja mehrere Richtungen zur Verfügung stehen und eine Optimierung des Druckzuführungskanals sowohl hinsichtlich eines geringen Strömungswiderstands für den Wasserstrahl als auch hinsichtlich einer Vermeidung einer direkten Bestrahlung der 1. Öffnung als auch der Ausnutzung des Venturi-Effekt möglich ist. A particularly preferred development is formed in that the pressure feed channel has a reduced cross section transversely to the flow direction of liquids radiated through the second or third openings in a region spaced from the second and third openings, and the first opening is arranged in this zone with reduced cross section , Physically, such an arrangement is a so-called Venturi element or is exploited at the first opening and thus the pressure compensation element of the Venturi effect, after which in this area with reduced cross-section, although a significantly higher flow velocity, but a lower back pressure occurs. It should be pointed out that several directions are available for the reduction of the cross section and an optimization of the pressure supply channel both in terms of low flow resistance for the water jet as well as in terms of avoiding direct irradiation of the first opening and the utilization of the Venturi effect possible is.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Es zeigen The invention will now be explained in more detail by means of exemplary embodiments with the aid of the figures. Show it
Im Folgenden können funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sein. So ist mit
Das Gehäuse weist einen Druckzuführungskanal (
Durch die zweite und dritte Öffnung entsteht bzw. ist definiert eine Strömungsrichtung (W) für durch eine der Öffnungen eingestrahlte Flüssigkeiten. Through the second and third openings, a flow direction (W) is or is defined for liquids radiated through one of the openings.
Die Position der ersten Öffnung (3.1) ist im Druckzuführungskanal
In
Ein Wasserstrahl, welche durch eine der Öffnungen (
Die Ausgestaltung gemäß
Der Italiener Giovanni Battista Venturi entdeckte, dass sich die Fließgeschwindigkeit eines durch ein Rohr strömenden inkompressiblen Fluids zu einem sich verändernden Rohrquerschnitt umgekehrt proportional verhält. Das heißt, die Geschwindigkeit des Fluids ist dort am größten, wo der Querschnitt des Rohres am kleinsten ist. In Konsequenz daraus ist jedoch der Druck des Fluids im Bereich des reduzierten Rohrquerschnitts ebenfalls geringer als vor dieser Engstelle. Dieser nach ihm benannte Venturi-Effekt (vgl. Wikipedia) wird beispielsweise für Düsen eingesetzt. In der vorliegenden Anwendung sorgt eine entsprechende Reduzierung des Querschnitts
Die
Die
Optimaler Weise überlappen die Öffnungen sogar vollständig, wie in
Die
Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung bereits bei vorsehen einer 3. Öffnung
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R118 | Application deemed withdrawn due to claim for domestic priority |