DE102013226538A1 - Housing for an electronic circuit arrangement and its manufacture - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (1) für eine elektronische Schaltungsanordnung (3) mit einem Gehäusedeckel (5), einem Gehäuseboden (7), einem Gehäusemantel (9), wenigstens einem elektrischen Verbindungselement (11) und einer Gehäuseabdichtung (13). Der Gehäusemantel (9) ist doppelwandig mit einer Mantelaußenwand (15) und einer Mantelinnenwand (16) ausgebildet. Das wenigstens eine elektrische Verbindungselement (11) ist von dem Gehäuseinneren durch die Mantelinnenwand (16) und die Mantelaußenwand (15) des Gehäusemantels (9) hindurch aus dem Gehäuse (1) herausgeführt. Die Gehäuseabdichtung (13) besteht aus einem Elastomer, das einen Zwischenraum (17) zwischen der Mantelaußenwand (15) und der Mantelinnenwand (16) wenigstens teilweise ausfüllt, jeden durch diesen Zwischenraum (17) geführten Abschnitt des wenigstens einen elektrischen Verbindungselements (11) umgibt und aus einem flüssigen Dichtungsmaterial gefertigt ist, das durch Ultraviolettstrahlung gehärtet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Gehäuses (1).The invention relates to a housing (1) for an electronic circuit arrangement (3) having a housing cover (5), a housing bottom (7), a housing jacket (9), at least one electrical connection element (11) and a housing seal (13). The housing jacket (9) is double-walled with a jacket outer wall (15) and a jacket inner wall (16). The at least one electrical connecting element (11) is led out of the housing (1) from the inside of the housing through the jacket inner wall (16) and the outer shell wall (15) of the housing jacket (9). The housing seal (13) consists of an elastomer which at least partially fills a gap (17) between the outer shell wall (15) and the inner shell wall (16), each section of the at least one electrical connection element (11) guided through this intermediate space (17) and made of a liquid sealing material cured by ultraviolet radiation. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a housing (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine elektronische Schaltungsanordnung und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Ferner betrifft die Erfindung eine Getriebesteuerung und ein Getriebe. The invention relates to a housing for an electronic circuit arrangement and a method for its production. Furthermore, the invention relates to a transmission control and a transmission.
Steuergeräte enthalten in der Regel eine Vielzahl von elektronischen Komponenten, die mit anderen Komponenten außerhalb des Steuergeräts in Verbindung stehen. Zum Schutz vor Umwelteinflüssen und mechanischen Einflüssen werden elektronische Schaltungen von Steuergeräten oft in Gehäusen verbaut. Zur Verbindung derartiger elektronischer Schaltungen mit elektrischen Komponenten außerhalb des Steuergeräts ist daher eine elektrische Durchführung aus dem je weiligen Gehäuse nötig. Controllers typically include a variety of electronic components associated with other components external to the controller. To protect against environmental influences and mechanical influences, electronic circuits of control units are often installed in housings. To connect such electronic circuits with electrical components outside of the controller therefore an electrical implementation of the respective case is necessary.
Insbesondere im automobilen Getriebebau werden derzeit Steuerungen für automatische Getriebe sowohl am als auch im Getriebe direkt verbaut. Auch diese Steuerungen sind in der Regel durch Gehäuse geschützt. Die Gehäuse sind jeweils mit entsprechenden Leiterdurchführungen ausgestattet. Zum Schutz der elektronischen Komponenten gegenüber aggressiven Medien, wechselndem Druck und wechselnden Temperaturen im Bereich von –40 bis 150°C werden diese Durchführungen zusätzlich durch geeignete Dichtmittel abgedichtet. In particular, in automotive gearboxes are currently installed controls for automatic transmissions both on and in the transmission directly. These controls are usually protected by housing. The housings are each equipped with corresponding conductor bushings. To protect the electronic components against aggressive media, changing pressure and changing temperatures in the range of -40 to 150 ° C, these bushings are additionally sealed by suitable sealants.
Verbindungen von elektronischen Komponenten, die im Inneren eines Gehäuses angeordnet sind, mit Komponenten außerhalb des Gehäuses können auf unterschiedliche Weise ausgeführt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Gehäuse für eine elektronische Schaltungsanordnung und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben. Ferner liegt der Erfindung zu Grunde, eine robustere Getriebesteuerung und ein verbessertes Getriebe anzugeben. The invention is based on the object to provide an improved housing for an electronic circuit arrangement and a method for its production. Furthermore, the invention is based on specifying a more robust transmission control and an improved transmission.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Gehäuses durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich des Verfahrens zu dessen Herstellung durch die Merkmale des Anspruchs 6, hinsichtlich der Getriebesteuerung durch die Merkmale des Anspruchs 10 und hinsichtlich des Getriebes durch die Merkmale des Anspruchs 11 gelöst. The object is achieved with respect to the housing by the features of claim 1, with regard to the method for its production by the features of claim 6, with respect to the transmission control by the features of claim 10 and in terms of the transmission by the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein erfindungsgemäßes Gehäuse für eine elektronische Schaltungsanordnung umfasst einen Gehäusedeckel, einen Gehäuseboden, einen Gehäusemantel, wenigstens ein elektrisches Verbindungselement und eine Gehäuseabdichtung. Der Gehäusemantel ist doppelwandig mit einer Mantelaußenwand und einer Mantelinnenwand ausgebildet. Das wenigstens eine elektrische Verbindungselement ist von dem Gehäuseinneren durch die Mantelinnenwand und die Mantelaußenwand des Gehäusemantels hindurch aus dem Gehäuse herausgeführt. Die Gehäuseabdichtung besteht aus einem Elastomer, das einen Zwischenraum zwischen der Mantelaußenwand und der Mantelinnenwand wenigstens teilweise ausfüllt, jeden durch diesen Zwischenraum geführten Abschnitt des wenigstens einen elektrischen Verbindungselements umgibt und aus einem flüssigen Dichtungsmaterial gefertigt ist, das durch Ultraviolettstrahlung gehärtet ist. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. An inventive housing for an electronic circuit arrangement comprises a housing cover, a housing bottom, a housing shell, at least one electrical connection element and a housing seal. The housing jacket is double-walled with a jacket outer wall and a jacket inner wall. The at least one electrical connection element is guided out of the housing through the inner wall of the casing and the outer wall of the casing casing. The housing seal is made of an elastomer which at least partially fills a gap between the shell outer wall and the shell inner wall, surrounds each portion of the at least one electrical connection element guided through this gap, and is made of a liquid sealing material cured by ultraviolet radiation.
Die Gehäuseabdichtung ermöglicht es, eine elektronische Schaltungsanordnung vor schädigenden Umgebungseinflüssen wie beispielsweise Getriebeöl zu schützen und somit beispielsweise in Getrieben anzuordnen. Die Fertigung der Gehäuseabdichtung aus einem flüssigen Dichtungsmaterial, das durch Ultraviolettstrahlung härtbar ist, ermöglicht vorteilhaft eine besonders effiziente und schnelle Abdichtung des Gehäuses mittels des unten beschriebenen Herstellungsverfahrens. The housing seal makes it possible to protect an electronic circuit from harmful environmental influences such as gear oil and thus to arrange for example in gearboxes. The manufacture of the housing seal made of a liquid sealing material which is curable by ultraviolet radiation, advantageously allows a particularly efficient and rapid sealing of the housing by means of the manufacturing method described below.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das flüssige Dichtungsmaterial ein Polyacrylat enthält. Dies nutzt vorteilhaft aus, dass Polyacrylat enthaltendes flüssiges Dichtungsmaterial, beispielsweise die aus
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Mantelaußenwand und/oder die Mantelinnenwand wenigstens einen zapfenartig ausgebildeten Wandfortsatz aufweisen, der sich um ein elektrisches Verbindungselement herum in den Zwischenraum zwischen der Mantelaußenwand und der Mantelinnenwand hinein erstreckt und eine ringförmig wenigstens teilweise um das elektrische Verbindungselement herum verlaufende Rille aufweist. Derartig ausgebildete Mantelwände können vorteilhaft die Verbindung der Mantelwände mit der Gehäuseabdichtung und dem elektrischen Verbindungselement verbessern, indem die Gehäuseabdichtung die Rillen der Wandfortsätze ausfüllt und der Kontaktbereich des elektrischen Verbindungselements mit den Mantelwänden vergrößert wird. Dies erhöht die Stabilität und Haltbarkeit des Gehäuses. Further embodiments of the invention provide that the outer shell wall and / or the inner shell wall have at least one peg-like wall extension, which extends around an electrical connection element in the space between the outer shell wall and the inner shell wall and an annular at least partially around the electrical connection element around having running groove. Such formed shell walls can advantageously improve the connection of the shell walls with the housing seal and the electrical connection element by the housing seal fills the grooves of the wall extensions and the contact area of the electrical connection element is increased with the jacket walls. This increases the stability and durability of the housing.
Dabei ist ein elektrisches Verbindungselement beispielsweise als ein Stanzgitter ausgebildet. Stanzgitter eignen sich aufgrund ihrer einfachen und kostengünstigen Herstellbarkeit und geometrischen Anpassbarkeit besonders gut als elektrische Verbindungselemente. In this case, an electrical connection element is designed for example as a stamped grid. Punching grids are particularly well suited as electrical connecting elements due to their simple and cost-effective manufacturability and geometrical adaptability.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses mit den oben genannten Eigenschaften wird ein Kunststoffrahmen hergestellt, der wenigstens den Gehäusemantel bildet und durch den das wenigstens eine elektrische Verbindungselement geführt ist. Der Kunststoffrahmen mit dem wenigstens einen elektrischen Verbindungselement wird in eine Abdichtungsform eingebracht, die den Kunststoffrahmen umschließt und für das flüssige Dichtungsmaterial härtende Ultraviolettstrahlung wenigstens insoweit transparent ist, dass die Ultraviolettstrahlung durch die Abdichtungsform hindurch von zwei Seiten in den Zwischenraum zwischen der Mantelaußenwand und der Mantelinnenwand gestrahlt werden kann. Das flüssige Dichtungsmaterial wird in den von der Abdichtungsform umgebenen Kunststoffrahmen eingespritzt und das Dichtungsmaterial wird zu dessen Aushärtung durch die Abdichtungsform hindurch von zwei Seiten mit Ultraviolettstrahlung bestrahlt. In the method according to the invention for producing a housing having the above-mentioned properties, a plastic frame is produced, which forms at least the housing jacket and through which the at least one electrical connection element is guided. The plastic frame with the at least one electrical connector is placed in a sealing mold enclosing the plastic frame and transparent to the liquid sealant curing ultraviolet radiation at least insofar as the ultraviolet radiation through the sealant mold blasts from two sides into the gap between the jacket outer wall and the jacket inner wall can be. The liquid sealing material is injected into the plastic frame surrounded by the sealing mold and the sealing material is irradiated from two sides with ultraviolet radiation to cure it through the sealing mold.
Die Gehäuseabdichtung wird also direkt auf dem Gehäusemantel geformt, indem das flüssige Dichtungsmaterial in den Gehäusemantel eingespritzt und dort gehärtet wird. Dadurch entfällt vorteilhaft eine separate Herstellung der Gehäuseabdichtung mit anschließendem Einlegen und Positionieren der Gehäuseabdichtung in das Gehäuse wie beispielsweise bei so genannten Pushedin-Place-Verfahren. Auch eine Raupenüberlappung wie beispielsweise bei so genannten Cured-in-Place- oder Formed-in-Place-Verfahren entfällt. Die Verwendung von Ultraviolettstrahlung zur Aushärtung des Dichtungsmaterials ermöglicht außerdem eine sehr schnelle Aushärtung, beispielsweise eine Aushärtung innerhalb einiger Sekunden, und somit vorteilhaft eine erhebliche Beschleunigung des Herstellungsverfahrens beispielsweise gegenüber einer thermischen Aushärtung des Dichtungsmaterials. Dies ermöglicht daher sehr kurze Taktzeiten bei der Herstellung von Gehäuseabdichtungen. Ferner können das Gehäuse selbst und die Durchführungen elektrischer Verbindungselemente gleichzeitig, d.h. in einem Verfahrenschritt, abgedichtet werden. Durch die flüssig angeformte Gehäuseabdichtung wird eine gute Abdichtwirkung erreicht und die elektronische Schaltung somit wirksam gegen Umwelteinflüsse geschützt. Die Verwendung eines Dichtungsmaterials, das zunächst flüssig ist und danach gehärtet wird, ermöglicht außerdem vorteilhaft einerseits die einfache Realisierung unterschiedlicher Geometrien der Gehäuseabdichtung durch entsprechende Gestaltung und Befüllung des Kunststoffrahmens und der Abdichtungsform und andererseits eine sehr gute Haftung der Gehäuseabdichtung insbesondere an elektrischen Verbindungselementen durch die Aushärtung des Dichtungsmaterials. The housing seal is thus formed directly on the housing shell by the liquid sealant material is injected into the housing shell and cured there. This advantageously eliminates a separate production of the housing seal with subsequent insertion and positioning of the housing seal in the housing such as in so-called push-in-place method. A caterpillar overlap such as in so-called Cured-in-place or Formed-in-place method is eliminated. The use of ultraviolet radiation to cure the sealing material also allows a very rapid curing, such as curing within a few seconds, and thus advantageously a significant acceleration of the manufacturing process, for example against thermal curing of the sealing material. This therefore allows very short cycle times in the manufacture of housing seals. Furthermore, the housing itself and the feedthroughs of electrical connectors can be simultaneously, i. in a process step, sealed. The liquid molded housing seal a good sealing effect is achieved and the electronic circuit thus effectively protected against environmental influences. The use of a sealing material, which is initially liquid and then cured, also advantageously on the one hand the simple realization of different geometries of the housing seal by appropriate design and filling of the plastic frame and the seal and on the other hand a very good adhesion of the housing seal in particular on electrical fasteners by curing of the sealing material.
Vorzugsweise wird der mit der Gehäuseabdichtung versehene Kunststoffrahmen nach der Bestrahlung der Abdichtungsform mit Ultraviolettstrahlung von der Abdichtungsform getrennt und zur Aushärtung einer Oberfläche des Dichtungsmaterials nochmals mit Ultraviolettstrahlung bestrahlt. Dadurch wird vorteilhaft berücksichtigt, dass die Oberfläche der Gehäuseabdichtung bei der Bestrahlung innerhalb der Abdichtungsform möglicherweise nicht ausreichend aushärtet. Insbesondere kann bei der erneuten Bestrahlung zur Aushärtung der Oberfläche der Gehäuseabdichtung erforderlichenfalls eine Ultraviolettstrahlung anderer Wellenlänge als bei der ersten Bestrahlung verwendet werden. Beispielsweise kann bei der ersten Bestrahlung UV-A-Strahlung und bei der zweiten Bestrahlung UV-C-Strahlung für die Oberflächenaushärtung verwendet werden. Die Bestrahlung des Polyacrylats kann bei der Oberflächenaushärtung auch ohne die Abnahme der Abdichtungsform erfolgen. Preferably, after the irradiation of the seal mold, the plastic frame provided with the housing seal is separated from the seal mold with ultraviolet radiation and irradiated again with ultraviolet radiation to cure a surface of the seal material. This advantageously takes into account that the surface of the housing seal may not cure sufficiently during irradiation within the seal form. In particular, upon re-irradiation to cure the surface of the housing seal, if necessary, ultraviolet radiation of a different wavelength than that used in the first irradiation may be used. For example, in the first irradiation UV-A radiation and in the second irradiation UV-C radiation can be used for the surface hardening. The irradiation of the polyacrylate can be carried out in the surface hardening without the decrease of the sealing form.
Als Abdichtungsform wird vorzugsweise eine durch einen Stützrahmen stabilisierte Silikonform verwendet. Eine Silikonform eignet sich besonders gut zur Abdichtung des Kunststoffrahmens und Formgebung der Gehäuseabdichtung während des Aushärtens mittels der Ultraviolettstrahlung, wenn das ausgehärtete Dichtungsmaterial keine Verbindung mit dem Silikon eingeht und daher leicht von der Silikonform trennbar ist. As the sealing form, a silicone mold stabilized by a support frame is preferably used. A silicone mold is particularly well suited for sealing the plastic frame and molding the housing seal during curing by the ultraviolet radiation when the cured sealant does not bond to the silicone and is therefore easily separable from the silicone mold.
Dabei wird vorzugsweise ein Stützrahmen aus einem Stahl oder einem Metall verwendet. Dies ermöglicht vorteilhaft eine gute Stabilisierung der Silikonform. In this case, a support frame made of a steel or a metal is preferably used. This advantageously allows a good stabilization of the silicone mold.
Eine erfindungsgemäße Getriebesteuerung umfasst ein erfindungsgemäßes Gehäuse, eine in dem Gehäuse angeordnete elektronische Schaltungsanordnung und wenigstens eine außerhalb des Gehäuses angeordnete elektrische Komponente, wobei das wenigstens eine elektrische Verbindungselement des Gehäuses die elektronische Schaltungsanordnung mit wenigstens einer außerhalb des Gehäuses angeordneten elektrischen Komponente elektrisch verbindet. A transmission control according to the invention comprises a housing according to the invention, an electronic circuit arrangement arranged in the housing and at least one electrical component arranged outside the housing, wherein the at least one electrical connection element of the housing electrically connects the electronic circuit arrangement to at least one electrical component arranged outside the housing.
Durch die Abdichtung des Gehäuses kann das Gehäuse dabei vorteilhaft direkt in einem Getriebe selbst verbaut werden, wodurch Bauraum und Kosten eingespart werden. By sealing the housing, the housing can advantageously be installed directly in a transmission itself, whereby space and cost can be saved.
Dementsprechend weist ein erfindungsgemäßes Getriebe eine derartige Getriebesteuerung auf, wobei das Gehäuse der Getriebesteuerung in einem ein Getriebeöl enthaltenden Getriebeabschnitt angeordnet ist. Accordingly, an inventive transmission to such a transmission control, wherein the housing of the transmission control is arranged in a transmission oil containing a transmission section.
Dabei schützt das Gehäuse die elektronische Schaltungsanordnung vorteilhaft vor dem Getriebeöl und den sonstigen Umwelteinflüssen. In this case, the housing advantageously protects the electronic circuit arrangement from the gear oil and the other environmental influences.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Darin zeigen: Show:
Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in the figures with the same reference numerals.
Das Gehäuse
Der Gehäusemantel
Das elektrische Verbindungselement
Die Gehäuseabdichtung
Die Gehäuseabdichtung
Die elektronische Schaltungsanordnung
Das Gehäuse
Das in
Das elektrische Verbindungselement
Die Mantelaußenwand
Die Mantelinnenwand
Die Gehäuseabdichtung
In den anhand der
Der Kunststoffrahmen mit dem elektrischen Verbindungselement
Anschließend wird in einer Einspritzstation das flüssige Dichtungsmaterial in den von der Silikonform umgebenen Kunststoffrahmen mittels wenigstens einer Dosiernadel durch Einspritzöffnungen in der Silikonform eingespritzt. Vorzugsweise erfolgt das Einspritzen des Dichtungsmaterials bei niedrigem Druck und Raumtemperatur und wird durch Drucksensoren überwacht. Die Silikonform dichtet dabei den Kunststoffrahmen ab und dient gleichzeitig der Formgebung der Gehäuseabdichtung
Der Aushärteprozess erfolgt in einer Belichtungsstation. Dabei wird das noch flüssige Dichtungsmaterial durch die Silikonform hindurch von beiden Seiten, d.h. oberseitig und unterseitig, mit das Dichtungsmaterial härtender Ultraviolettstrahlung (UV-A-Strahlung) bestrahlt. Dabei härtet wenigstens der innere Bereich des Dichtungsmaterials durch Vernetzung seiner Komponenten zu einem formstabilen Elastomer aus. The curing process takes place in an exposure station. At this time, the still liquid sealing material will pass through the silicone mold from both sides, i. on the top and bottom, irradiated with the sealing material hardening ultraviolet radiation (UV-A radiation). In this case, at least the inner region of the sealing material hardens by crosslinking of its components to form a dimensionally stable elastomer.
Anschließend wird der mit dem Dichtungsmaterial versehene Kunststoffrahmen nochmals mit Ultraviolettstrahlung (UV-C-Strahlung) bestrahlt, um die Oberfläche des Dichtungsmaterials auszuhärten. Subsequently, the plastic frame provided with the sealing material is again irradiated with ultraviolet radiation (UV-C radiation) to cure the surface of the sealing material.
Abschließend wird die elektronische Schaltungsanordnung
Die anhand der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Gehäuse casing
- 3 3
- elektronische Schaltungsanordnung electronic circuitry
- 5 5
- Gehäusedeckel housing cover
- 7 7
- Gehäuseboden caseback
- 8 8th
- Rille groove
- 9 9
- Gehäusemantel housing jacket
- 11 11
- elektrisches Verbindungselement electrical connection element
- 11.1 11.1
- Doppelknickbereich Double bend region
- 11.2 11.2
- gehäuseinnenseitiges Ende case-side end
- 11.3 11.3
- gehäuseaußenseitiges Ende housing exterior end
- 13 13
- Gehäuseabdichtung case seal
- 15 15
- Mantelaußenwand Coat outer wall
- 15.1 15.1
- Außenwandfortsatz Outer wall extension
- 16 16
- Mantelinnenwand Coat inside wall
- 16.1 16.1
- erster Innenwandfortsatz first inner wall extension
- 16.2 16.2
- zweiter Innenwandfortsatz second inner wall extension
- 17 17
- Zwischenraum gap
- 19 19
- Wandlücke wall gap
- 20 20
- Spalt gap
- 25 25
- Grundplatte baseplate
- 27 27
- Substrat substratum
- 29 29
- elektronisches Bauelement electronic component
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102004018488 A1 [0005] DE 102004018488 A1 [0005]
- EP 2300535 B1 [0006, 0011, 0033] EP 2300535 B1 [0006, 0011, 0033]
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Owner name: HENKEL AG & CO. KGAA, DE Free format text: FORMER OWNERS: CONTI TEMIC MICROELECTRONIC GMBH, 90411 NUERNBERG, DE; HENKEL AG & CO. KGAA, 40589 DUESSELDORF, DE Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GERMANY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNERS: CONTI TEMIC MICROELECTRONIC GMBH, 90411 NUERNBERG, DE; HENKEL AG & CO. KGAA, 40589 DUESSELDORF, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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