DE102015220079A1

DE102015220079A1 - Elektronikgehäuse und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102015220079A1
Application number: DE102015220079.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schindler; Johannes Hartmann; Ann-Cathrin MACHT
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2017-04-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Elektronikgehäuse (2) für die Unterbringung mindestens einer elektronischen Komponente in einem durch das Elektronikgehäuse (2) definierten Innenraum (I), mit mindestens einer Gehäuseöffnung (3), die durch ein Druckausgleichselement (15) verschlossen ist, welches das Eindringen von Flüssigkeit in den Innenraum (I) verhindert. Erfindungsgemäß ist das Druckausgleichselement (15, 16) zumindest teilweise aus einem elastischen Material hergestellt und (a) weist das Druckausgleichselement (15) mindestens einen Druckausgleichskanal (150) in dem elastischen Material auf, über den das Druckausgleichselement (15) für einen Ausgleich von Druckunterschieden zwischen einem das Elektronikgehäuse (2) umgebenden Außenraum (A) und dem Innenraum (I) gasdurchlässig ist, wobei aber Flüssigkeit aufgrund des den Druckausgleichskanal (150) elastisch verschließenden Materials an einem Eindringen in den Innenraum (I) über den Druckausgleichskanal (150) gehindert ist, und/oder (b) das Druckausgleichselement (16) ist derart an einem Rand der Gehäuseöffnung (3) fixiert und über das elastische Material zumindest in einem Abschnitt derart elastisch ausgebildet, dass sich das Druckausgleichselement (16) bei einem Druckanstieg in dem Innenraum (I) oder einem das Elektronikgehäuse (2) umgebenden Außenraum (A) elastisch verformt und sich vorzugsweise wölben kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronikgehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Elektronikgehäuses nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Ein gattungsgemäßes Elektronikgehäuse ist für die Unterbringung mindestens einer elektronischen Komponente in einem durch das Elektronikgehäuse definierten Innenraum eingerichtet und vorgesehen. Hierbei weist das Elektronikgehäuse mindestens eine Gehäuseöffnung auf, die durch ein Druckausgleichselement verschlossen ist, welches das Eindringen von Flüssigkeit in dem Innenraum verhindert. Über die Gehäuseöffnung ist hierbei üblicherweise ein Druckausgleich zwischen Gehäuseinneren und -äußerem ermöglicht, da insbesondere in Abhängigkeit vom Einsatzort des Elektronikgehäuses dieses im Betrieb unter Umständen extremen Feuchtigkeits- und Temperaturschwankungen ausgesetzt ist.
Zwar sind aus der Praxis auch Lösungen bekannt, bei denen die in dem Elektronikgehäuse untergebrachte Elektronik umgossen wird und das Gehäuse vollständig dicht ist oder bei denen das Elektronikgehäuse mit einer Einrichtung zum gezielten Wassermanagement ausgestattet ist. Ein vollständig abgedichtetes Gehäuse birgt jedoch den Nachteil, dass bei einem zu hohen Innendruck eine Gehäusewandung an einer Schwachstelle versagt, sodass hierüber dann Wasser in den Innenraum des Elektronikgehäuses eindringen kann. Nachteile können sich bei dieser Lösung zudem insbesondere dadurch ergeben, dass durch das Umgießen der Elektronik zusätzliche Kosten entstehen und die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Elektronikkomponenten und Vergussmaterial zu einem Abscheren von Elektronikbauteilen führen können. Bei einer Einrichtung zum gezielten Wassermanagement wird das Eindringen von Wasser durch eine makroskopische Öffnung dank einer entsprechenden Konstruktion (zum Beispiel in Form eines Schnorchels) verhindert. Hierbei besteht dann aber regelmäßig die Gefahr, dass das Wasser bei ungünstigem Verlauf oder ungünstiger Ausrichtung der Konstruktion trotzdem durch die makroskopische, d.h., vergleichsweise große Gehäuseöffnung eindringt
Vor diesem Hintergrund ist beispielsweise aus der DE 37 16 912 A1 ein Druckausgleichselement in Form einer luftdurchlässigen, aber wasserundurchlässigen Membran bekannt, die eine Gehäuseöffnung abdeckt. Über die Membran ist somit ein Luft- sowie Wasserdampfaustausch ermöglicht, gleichzeitig aber das Eindringen von Wasser in den Innenraum des Elektronikgehäuses verhindert. Üblicherweise werden derartige Membranen, die üblicherweise aus thermoplastischen Kunststoffen, wie z.B. Polytetraflourehtylen, gebildet sind, an einen Rand der Gehäuseöffnung geklebt oder mittels Ultraschall hieran fixiert.
Aus der DE 10 2011 121 716 B3 ist ferner bekannt, eine gasdurchlässige, jedoch flüssigkeitsundurchlässige Membran mittels einer eine Gehäuseöffnung umgebenden Kragenkontur an der Gehäuseöffnung zu montieren. Über die umfangsseitig lokal unterbrochene Kragenkontur ist hierbei erreicht, dass sich im Bereich der Membran kein Wasser und/oder Schmutzpartikel sammeln können.
Dennoch kommt es bei Elektronikgehäusen, die einen Druckausgleich zwischen Gehäuseinnerem und -äußerem über eine Membran vorsehen, regelmäßig zu einer Benetzung der Membran durch Wasser oder Tenside oder sogar Verstopfung der Membran, insbesondere durch Schmutz, wodurch ein Druckausgleich erheblich eingeschränkt oder sogar vollständig verhindert wird. An der Membran sich absetzende Tenside führen z. B. dazu, dass die Membran durchlässig wird für das auf ihr verbleibende Wasser, da die Oberflächenspannung herabgesetzt wird und damit der Benetzungswinkel zwischen Wassertropfen und Membran kleiner wird In das Elektronikgehäuse dann eindringendes Wasser oder hierin entstehendes Kondenswasser führt zu einer Beschädigung der Elektronik. Ferner kann es durch äußere Einflüsse, wie Temperaturschwankungen und/oder Feuchtigkeit, zum zumindest teilweisen Lösen der Membran und damit zu einem Verlust der Wasserundurchlässigkeit im Bereich der Gehäuseöffnung kommen.
Der Erfindung liegt ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Elektronikgehäuse bereitzustellen, das mittels eines Druckausgleichselements an einer Gehäuseöffnung einerseits gegen ein Eindringen von Flüssigkeit in den Innenraum des Elektronikgehäuses geschützt ist und andererseits aber über das Druckausgleichselement eine Möglichkeit vorsieht, insbesondere einen erhöhten Innendruck im Innenraum des Elektronikgehäuses gezielt abzubauen oder auszugleichen.
Diese Aufgabe wird sowohl mit einem Elektronikgehäuse des Anspruchs 1 als auch einem Herstellungsverfahren des Anspruchs 10 gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Elektronikgehäuse weist hierbei ein Druckausgleichselement auf, das zumindest teilweise aus einem elastischen Material, zum Beispiel einer Weichkomponente, hergestellt ist und gemäß einer ersten Alternative mindestens einen Druckausgleichskanal in dem elastischen Material aufweist, über den das Druckausgleichselement für einen Ausgleich von Druckunterschieden zwischen einem das Elektronikgehäuse umgebenden Außenraum und einem Innenraum des Elektronikgehäuses gasdurchlässig ist. Um hierbei ein Eindringen von Flüssigkeit über den Druckausgleichskanal zu vermeiden, ist dieser derart dünn in dem elastischen Material ausgebildet, dass er über das elastische Material elastisch verschlossen ist und Flüssigkeit an einem Eindringen in den Innenraum über den Druckausgleichskanal gehindert ist.
Gemäß einer zweite Alternative eines erfindungsgemäß ausgestalteten Elektronikgehäuses ist das Druckausgleichselement an einem Rand der Gehäuseöffnung derart fixiert und über das elastische Material zumindest in einem Abschnitt derart elastisch ausgebildet, dass sich das Druckausgleichselement bei einem Druckanstieg in dem Innenraum oder einem das Elektronikgehäuse umgebenden Außenraum elastisch verformt. Über die gezielt zugelassene elastische Verformung des Druckausgleichselements im Bereich einer Gehäuseöffnung des Elektronikgehäuses ist somit an wenigstens einer Stelle lokal eine Möglichkeit zum Druckabbau geschaffen, sodass das Risiko für ein unkontrolliertes Versagen einer Wandung des Elektronikgehäuses reduziert ist. Vorzugsweise ist das Druckausgleichselement derart ausgebildet, dass sich der verformbare Abschnitt bei einem Druckanstieg (konkav oder konvex) wölben kann. Bei geeigneter Materialwahl kann ein Druckausgleichselement mit einem elastisch verformbaren Abschnitt auch zumindest teilweise gasdurchlässig sein und beispielsweise auch mit einem elastisch verschließbaren Druckausgleichskanal versehen sein. Vorzugsweise erfolgt jedoch bei einem Druckausgleichselement mit einem elastisch verformbaren Abschnitt im Bereich der Gehäuseöffnung ein Druckabbau vornehmlich über die Nachgiebigkeit und eine entsprechende Aus- oder Einwölbung des elastischen Abschnitts. Dies ist beispielsweise bei einem vergleichsweise geringen innerhalb des Innenraums für Luft verbleibenden Volumens regelmäßig ausreichend; z.B. bei einem Volumen in einem Bereich unter 50 ml.
Bei einem Druckausgleichselement mit mindestens einem Druckausgleichskanal ist dieser in einer Ausführungsvariante durch eine Perforation gebildet. Eine solche Perforation wird beispielsweise durch das Durchstechen des elastischen Materials des Druckausgleichselements mittels einer Nadel erzeugt. Die zur Herstellung des Druckausgleichskanal verwendete Nadel weist hierbei vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 0,2–0,8 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,3–0,6 mm auf.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Druckausgleichselement mit dem mindestens einen Druckausgleichskanal als Stopfen ausgebildet. Dieser Stopfen ist in die Gehäuseöffnung eingesteckt oder hieran angespritzt und umgreift einen Rand der Gehäuseöffnung durchgehend umfangsseitig. Derart ist die Gehäuseöffnung durch den Stopfen verschlossen und nur durch den mindestens einen Druckausgleichskanal ein Gasaustausch über die Gehäuseöffnung möglich, beispielsweise um bei einem erhöhten Innendruck Luft aus dem Innenraum des Elektronikgehäuses nach außen entweichen zu lassen.
Bei einem Druckausgleichselement, das über einen elastisch verformbaren Abschnitt insbesondere einen Druckanstieg im Innenraum des Elektronikgehäuses kompensieren kann, ist in einer Ausführungsvariante vorgesehen, dass der elastisch verformbare Abschnitt im Vergleich mit einem Rand der Gehäuseöffnung dünnwandig ausgebildet ist. Die Dicke des Randes der Gehäuseöffnung ist somit beispielsweise um ein Vielfaches größer als eine (mittlere) Dicke des elastisch verformbaren Abschnitts des Druckausgleichselements. Beispielsweise ist eine (gemittelte) Wandstärke des elastischen Abschnitts weniger als ein 1/2, insbesondere weniger als ein 1/4 der Wandstärke des Randes der Gehäuseöffnung.
Bei dem elastischen Material des Druckausgleichselements kann es sich grundsätzlich um ein Elastomer, insbesondere ein thermoplastisches Elastomer handeln.
Alternativ oder ergänzend kann das elastische Material Silikon aufweisen. In diesem Zusammenhang kann insbesondere vorgesehen sein, dass das elastische Material ein Silikonelastomer aufweist. Selbstverständlich kann das Druckausgleichselement auch vollständig aus einem (thermoplastischen) Elastomer und/oder aus Silikon hergestellt sein.
Mit Blick auf eine vereinfachte industrielle Fertigung eines erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses ist in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass das Druckausgleichselement an die Gehäuseöffnung gespritzt ist. Das Druckausgleichselement wird somit nicht separat hergestellt und an das Elektronikgehäuse montiert. Vielmehr wird das Druckausgleichselement direkt an die Gehäuseöffnung gespritzt. Hierbei kann auch vorgesehen sein, das Elektronikgehäuse mit dem Druckausgleichselement in einem 2K-Spritzgiesprozess herzustellen. Im Rahmen eines solchen 2K-Spritzgießprozesses (Zweikomponentenspritzprozesses) wird zunächst das Elektronikgehäuse vollständig oder zumindest ein die Gehäuseöffnung aufweisendes Gehäuseteil gespritzt und anschließend das Druckausgleichselement – vorzugsweise aus einem anderen (Kunststoff-)Material – an die Gehäuseöffnung gespritzt.
Bei dem Elektronikgehäuse handelt es sich beispielsweise um ein Elektronikgehäuse für eine Antriebseinrichtung, insbesondere eine Antriebseinrichtung für einen Fensterheberantrieb. Das Elektronikgehäuse kann hierbei zum Beispiel neben einer Steuerelektronik oder Teilen hiervon auch Teile eines Antriebsmotors oder eines hiermit gekoppelten Getriebes der Antriebseinrichtung aufnehmen. So kann das Elektronikgehäuse in einem Ausführungsbeispiel auch wenigstens einen Teil eines Getriebegehäuses für einen Fensterheberantrieb ausbilden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung eines Elektronikgehäuses mit mindestens einer durch ein Druckausgleichselement verschlossenen Gehäuseöffnung.
Bei einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird das Druckausgleichselement zumindest teilweise aus einem elastischen Material hergestellt und

(a) wird in dem elastischen Material des Druckausgleichselements mindestens ein Druckausgleichskanal gebildet, über den das Druckausgleichselement für einen Ausgleich von Druckunterschieden zwischen einem das Elektronikgehäuse umgebenden Außenraum und einem Innenraum des Elektronikgehäuses gasdurchlässig ist, wobei aber Flüssigkeit aufgrund des den Druckausgleichskanal elastisch verschließenden Materials an einem Eindringen in den Innenraum über den Druckausgleichskanal gehindert ist, und/oder
(b) wird das Druckausgleichselement derart an einem Rand der Gehäuseöffnung fixiert und über das elastische Material zumindest ein Abschnitt des Druckausgleichselements derart elastisch ausgebildet, dass sich das Druckausgleichselement bei einem Druckanstieg in dem Innenraum oder dem Außenraum elastisch verformt.

Während bei der vorgenannten Variante auf (a) ein Druckausgleich über einen Austausch von Gas, insbesondere Luft zwischen dem Innenraum und dem Außenraum über den dünnen und sich bei einem Druckanstieg aufweitenden Druckausgleichskanal im Vordergrund steht, erfolgt bei der Variante (b) ein Druckabbau (vornehmlich) über eine gezielt zugelassene Verformung an dem Druckausgleichselement. Dabei ist über ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren auch ein erfindungsgemäßes Elektronikgehäuse herstellbar. Folglich gelten vorstehend und nachstehend angegebene Vorteile und Merkmale für Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses auch für ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren und umgekehrt.
Das Druckausgleichselement kann in einer Ausführungsvariante an die Gehäuseöffnung gespritzt sein. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass bei einem mehrteilig ausgebildeten Elektronikgehäuse das Druckausgleichselement an die Gehäuseöffnung in einem Spritzgießprozess angespritzt wird, in dem auch eine Dichtelement zum dichtenden Verbinden zweier Gehäuseteile des Elektronikgehäuses an eines der Gehäuseteile angespritzt wird. Das Dichtelement kann in diesem Zusammenhang beispielsweise als Dichtlippe ausgebildet sein.
Das Elektronikgehäuse mit dem Druckausgleichselement kann in einem 2K- oder 3K-Spritzgießprozess hergestellt werden, wobei zunächst das Elektronikgehäuse mit der Gehäuseöffnung (aus einem 1. Kunststoffmaterial, zum Beispiel einer Hartkomponente) gespritzt wird, bevor anschließend das Druckausgleichselement (aus einem anderen Kunststoffmaterial, zum Beispiel einer Weichkomponente) hieran angespritzt wird.
Zur Herstellung eines Druckausgleichselements mit mindestens einem Druckausgleichskanal kann das elastische Material perforiert werden, vorzugsweise mittels einer Nadel, deren Durchmesser im Bereich von 0,2–0,8 mm, insbesondere im Bereich von 0,3–0,6 mm liegt. Eine Perforation zur Herstellung eines Druckausgleichskanals kann hierbei mittels einer Nadel erfolgen, die an einem Spritzgießwerkzeug zum Anspritzen des Druckausgleichselements vorgesehen ist. In einer solchen Ausführungsvariante erfolgt somit die Perforation noch vor einer Entformung des Druckausgleichselements, gegebenenfalls sogar vor einer Entformung des zuvor gespritzten Elektronikgehäuses oder eines entsprechenden, die Gehäuseöffnung aufweisenden Gehäuseteils des Elektronikgehäuses. In einer alternativen Ausführungsvariante wird die Perforation mittels einer Nadel nach Entformung des angespritzten Druckausgleichselements erzeugt, also in einem dem Spritzgießprozess nachgeschalteten, gesonderten Verfahrensschritt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden bei der nachfolgenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden
Es zeigen:
1 ausschnittsweise und perspektivisch ein gattungsgemäßes Elektronikgehäuse aus dem Stand der Technik;
2 einen vergrößerten Ausschnitt des Elektronikgehäuses der 1 mit Blick auf eine Gehäuseöffnung, die durch eine Membran flüssigkeitsundurchlässig verschlossen ist;
3 ausschnittsweise und in Schnittansicht eine Gehäuseöffnung an einem Elektronikgehäuse gemäß der 1 mit einem erfindungsgemäß ausgestaltetem Druckausgleichselement mit einem Druckausgleichskanal;
4A ausschnittsweise und in Schnittansicht eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsvariante, bei der die Gehäuseöffnung durch ein dünnes Druckausgleichselement verschlossen ist, das sich elastisch verformen kann;
4B in mit der 4A übereinstimmender Ansicht einen Zustand des verformten Druckausgleichselements bei erhöhten Innendruck innerhalb des Elektronikgehäuses.
Die 1 und 2 zeigen in unterschiedlichen Ansichten eine aus dem Stand der Technik bekannte Antriebseinrichtung 1 für einen elektromotorischen Verstellantrieb eines Kraftfahrzeugs, zum Beispiel für einen Fensterheberantrieb für das fremdkraftbetätigte Verstellen einer Fahrzeugfensterscheibe. Die Antriebseinrichtung 1 weist hierbei insbesondere ein Elektronikgehäuse 2 mit einer Gehäuseöffnung 3 im Bereich einer flanschartigen Verbindungsstelle 4 zur Anbindung eines Polgehäuses eines (hier nicht dargestellten) Elektromotors auf. Das Elektronikgehäuse 2 dient dabei der Unterbringung von elektronischen Komponenten zur Steuerung des Elektromotors sowie der Unterbringung von Teilen eines Getriebes der Antriebseinrichtung 1.
Über die Gehäuseöffnung 3 des Elektronikgehäuses 2 ist ein Druckausgleich zwischen einem Innenraum des Elektronikgehäuses und einem Außenraum des Elektronikgehäuses 2 ermöglicht. Um hierbei jedoch zu verhindern, dass Feuchtigkeit in den Innenraum des Elektronikgehäuses 2 gelangt, ist an der Gehäuseöffnung 3 eine Membran 6 vorgesehen. Diese Membran 6 ist gasdurchlässig und flüssigkeitsundurchlässig und verschließt die Gehäuseöffnung 3.
Die Membran 6 ist hierbei in eine ringförmige Kragenkontur 5 des Elektronikgehäuses 2 unter Abdeckung der Gehäuseöffnung 3 eingelegt und im Bereich dieser Kragenkontur 5 – vorzugsweise mittels Ultraschallschweißen – fixiert. Die die Gehäuseöffnung 3 umgebende Kragenkontur 5 ist umfangsseitig mehrfach unterbrochen und erstreckt sich bezogen auf das dargestellte kartesische Koordinatensystem in z-Richtung und ragt somit außerhalb des Elektronikgehäuses 2 über die Gehäuseöffnung 3 hinaus.
Die Gehäuseöffnung 3 ist vorliegend an einem Bereich des Elektronikgehäuses 2 vorgesehen, der zu einem ringförmigen Getrieberaum 8 des Elektronikgehäuses 2 beabstandet ist. In diesem ringförmigen Getrieberaum 8 lagert ein Schneckenrad (nicht dargestellt) auf einer Drehachse 9. Mit diesem Schneckenrad kämmt eine Schnecke, die an einer in x-Richtung verlaufenden Motorwelle des Elektromotors wellenendseitig vorgesehen ist und die über eine gehäuseinterne Durchtrittsöffnung 7 in dem Elektronikgehäuse 2 in den ringförmigen Getrieberaum 8 hineinragt. Über die Durchtrittsöffnung 7 kann somit die von der Motorwelle angetriebene Schnecke mit dem Schneckenrad an der Drehachse 9 kämmen, um dieses in Drehung zu versetzen. Über das Schneckenrad auf der Drehachse 9 wird wiederum eine hier nicht dargestellte Seiltrommel angetrieben, die ebenfalls an der Drehachse 9 drehbar gelagert ist und mittels der ein Zugmittel, zum Beispiel in Form eines Seilzugs angetrieben wird. Über das Auf- und Abwickeln des Zugmittels von der Seiltrommel wird dann beispielsweise mindestens ein entlang einer Führungsschiene geführter Mitnehmer verstellt, um eine damit verbundene Fensterscheibe des Fahrzeugs zu öffnen und zu schließen.
Die die Gehäuseöffnung 3 ringförmig umgebende Kragenkontur 5 weist eine unterbrochene Ringfläche 10 auf, die in z-Richtung zur Gehäuseöffnung 3 beabstandet ist. Die Ringfläche 10 liegt somit in einer Ebene, die sich außerhalb des Elektronikgehäuses 2 in z-Richtung oberhalb derjenigen Ebene befindet, in der die Gehäuseöffnung 3 liegt. Die nach Art einer Zackenkrone ausgebildete Kragenkontur 5 bildet mehrere Kragenzähne und dazwischen liegende Kragennuten 12 aus. Dabei ist zwischen der Gehäuseöffnung 3 und den Kragenzähnen 11 eine ringförmige Auflage oder Auflagefläche 3 definiert. Auf dieser Auflagefläche 3 liegt die Membran 6 auf und ist dort fixiert.
An ihrer inneren Wandlung verläuft die Kragenkontur 5 konisch, indem die Kragenzähne 11 auf der der Gehäuseöffnung 3 zugewandten Seite jeweils mit einer schräg verlaufenden Zahninnenwand 14 ausgebildet sind.
Über die aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung der Membran 6 ist zwar ein effektiver Druckausgleich gewährleistet und sowohl das Eindringen von Feuchtigkeit in das Innere des Elektronikgehäuses 2 als auch das Sammeln von Stauwasser im Bereich der Membran 6 verhindert. Bei der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung ist jedoch die Herstellung der Kragenkontur 5 vergleichsweise aufwendig. Zudem besteht hier das Problem, dass sich die separat hergestellte Membran 6 unter Umständen von der Kragenkontur 5 ablösen kann.
Insbesondere in dieser Hinsicht schafft die erfindungsgemäße Lösung Abhilfe, zu der mögliche Ausführungsvarianten in den Schnittdarstellungen der 3 und 4A bis 4B gezeigt sind.
Bei der Ausführungsvariante der 3 ist ein Druckausgleichselement in Form eines Stopfens 15 an der Gehäuseöffnung 3 vorgesehen. Der Stopfen 15 ist hierbei an die Gehäuseöffnung 3 angespritzt und aus einer Weichkomponente, zum Beispiel auf Silikonbasis oder auf Basis eines thermoplastischen Elastomers, hergestellt. Nach der Entformung umgreift der Stopfen 15 umfangsseitig den Rand der vorzugsweise ringförmigen Gehäuseöffnung 3 durchgehend, sodass ein Formschluss hergestellt ist und die Gehäuseöffnung 3 über den Stopfen 1 verschlossen ist. Um einen Druckausgleich zwischen einem Innenraum I des Elektronikgehäuses 2 und einem außen liegenden Außenraum A zu ermöglichen, insbesondere wenn die Temperatur im Innenraum I ansteigt, ist der Stopfen 15 mit einem (hier einzelnen) dünnen Druckausgleichskanal 150 versehen. Dieser dünne Druckausgleichskanal 150 ist in dem elastischen Material des Stopfens 1 mittels einer Nadel hergestellt. Mittels der (hier nicht dargestellten) Nadel, die beispielsweise einen Durchmesser von deutlich unter einem mm aufweist, ist der Stopfen 15 vorzugsweise zentral perforiert, um den Druckausgleichskanal 150 auszubilden.
Aufgrund der Elastizität des Materials des Stopfens 15 und dem geringen Durchmesser des Druckausgleichskanal 150 ist dieser elastisch verschlossen, sodass das Eindringen von Feuchtigkeit in den Innenraum I von außen hierüber nicht möglich ist. Aufgrund der Elastizität des Materials des Stopfens 15 kann sich der Druckausgleichskanal 150 jedoch aufweiten, um bei einem Druckanstieg innerhalb des Innenraums I Luft in den Außenraum A entweichen zu lassen. Über den Stopfen 15 mit seinem Druckausgleichskanal 150 ist somit das Entweichen von Luft aus dem Innenraum I ermöglicht, gleichzeitig aber Flüssigkeit am Eindringen in den Innenraum I gehindert.
Während bei der Ausführungsvariante der 3 der angespritzte Stopfen 15 mit dem durch Perforation gebildeten Druckausgleichskanal 150 eine Wandstärke d1 einer den Rand der Gehäuseöffnung 3 bildenden Gehäusewandung 20 des Elektronikgehäuses 2 übersteigt, ist bei der Ausführungsvariante der 4A und 4B ein Druckausgleichselement in Form einer dünnen Ausgleichshaut 16 vorgesehen. Diese Ausgleichshaut 16 weist hierbei eine Wandstärke d2 auf, die deutlich kleiner ist als die Wandstärke d1 der Gehäusewandung 20. Beispielsweise ist die Wandstärke d2 der Ausgleichshaut 16 weniger als 1/4 der Wandstärke d1 der Gehäusewandung 20.
Die Ausgleichshaut 16 ist vorliegend ebenfalls durch eine Weichkomponente, zum Beispiel auf Silikonbasis oder auf Basis eines thermoplastischen Elastomers, hergestellt und an die Gehäuseöffnung 3 angespritzt, sodass über die Ausgleichshaut 16 die Gehäuseöffnung 3 verschlossen ist. Grundsätzlich kann auch die Ausgleichshaut 16 mit mindestens einem elastisch verschließbaren Druckausgleichskanal mittels einer Perforation versehen sein. In der dargestellten Variante verschließt die Außenhaut 16 die Gehäuseöffnung 3 jedoch dichtend. Hierbei ist die Ausgleichshaut 16 an der Gehäusewandlung 20 umlaufend fixiert und in ihrem mittigen Bereich, der die Gehäuseöffnung 3 verschließt, elastisch verformbar, sodass sich die Ausgleichshaut 16 bei einem Druckanstieg im Innenraum I des Elektronikgehäuses 2 infolge der anliegenden Druckkraft F nach außen konvex wölben kann. Über die dünnwandige Ausgleichshaut 16 ist damit lokal eine zumindest geringfügige Volumenvergrößerung ermöglicht, sodass Druck über die Verformung der Ausgleichshaut 16 abgebaut werden kann. Gerade bei kleinen Luftvolumina, die im Inneren des Elektronikgehäuses 2 vorhanden sind, kann dies ausreichend sein, um unter Betriebsbedingungen (z.B. in einem Temperaturbereich von –40°C bis +145°C) ein druckbedingtes Versagen des Elektronikgehäuses 2 zu verhindern.
Die Außenhaut 16 kann stoffschlüssig an der Gehäusewandung 20 fixiert sein. Alternativ oder ergänzend ist ein Formschluss zwischen den unterschiedlichen Materialien, der Hartkomponente der Gehäusewandung 20 einerseits und der Weichkomponente der Außenhaut 16 andererseits, vorgesehen, z.B. über einen Hinterschnitt und/oder eine (wenigstens im Bereich der Gehäuseöffnung 3) raue Oberfläche der Gehäusewandung 20.
Vorzugsweise ist das Elektronikgehäuse 2 mittels Zweikomponentespritzguss hergestellt und der Stopfen 15 oder die Ausgleichshaut 16 mit einer Weichkomponente aus Kunststoffmaterial an die Gehäuseöffnung 3 angespritzt.
Zur Herstellung eines Druckausgleichskanals 150 ist die Weichkomponente mittels einer Nadel durchstoßen, um eine elastisch verschließende Verbindung zwischen Innenraum I und Außenraum A herzustellen. Der hierbei einen sehr kleinen Innendurchmesser aufweisende und damit beispielsweise in einer Ausführungsvariante kapillare Druckausgleichskanal 150 verhindert dabei das Eindringen von Flüssigkeit in den Innenraum I, gestattet aber, dass bei einem Druckanstieg Luft aus dem Innenraum I in den Außenraum A entweichen kann
Bezugszeichenliste

1: Antriebseinrichtung
10: Ringfläche
11: Kragenzahn
12: Kragennut
13: Auflagefläche
14: Zahninnenwand
15: Stopfen (Druckausgleichselement)
150: Druckausgleichskanal
16: Ausgleichshaut (Druckausgleichselement)
2: Elektronikgehäuse
20: Gehäusewandung
3: Gehäuseöffnung
4: Verbindungsstelle
5: Kragenkontur
6: Membran
7: Durchtrittsöffnung
8: Getrieberaum
9: Drehachse
A: Außenraum
d1, d2: Wandstärke
F: Druckkraft
I: Innenraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3716912 A1 [0004]
DE 102011121716 B3 [0005]

Claims

Elektronikgehäuse für die Unterbringung mindestens einer elektronischen Komponente in einem durch das Elektronikgehäuse (2) definierten Innenraum (I), mit mindestens einer Gehäuseöffnung (3), die durch ein Druckausgleichselement (15) verschlossen ist, welches das Eindringen von Flüssigkeit in den Innenraum (I) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichselement (15, 16) zumindest teilweise aus einem elastischen Material hergestellt ist und (a) das Druckausgleichselement (15) mindestens einen Druckausgleichskanal (150) in dem elastischen Material aufweist, über den das Druckausgleichselement (15) für einen Ausgleich von Druckunterschieden zwischen einem das Elektronikgehäuse (2) umgebenden Außenraum (A) und dem Innenraum (I) gasdurchlässig ist, wobei aber Flüssigkeit aufgrund des den Druckausgleichskanal (150) elastisch verschließenden Materials an einem Eindringen in den Innenraum (I) über den Druckausgleichskanal (150) gehindert ist, und/oder (b) das Druckausgleichselement (16) an einem Rand der Gehäuseöffnung (3) derart fixiert und über das elastische Material zumindest in einem Abschnitt derart elastisch ausgebildet ist, dass sich das Druckausgleichselement (16) bei einem Druckanstieg in dem Innenraum (I) oder einem das Elektronikgehäuse (2) umgebenden Außenraum (A) elastisch verformt.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Druckausgleichselement (15) mit mindestens einem Druckausgleichskanal (150) der Druckausgleichskanal (150) durch eine Perforation gebildet ist.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichselement mit dem mindestens einen Druckausgleichskanal (150) als Stopfen (15) ausgebildet ist.
Elektronikgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein elastisch verformbarer Abschnitt des Druckausgleichselements (15) im Vergleich mit einem den Rand der Gehäuseöffnung (3) dünnwandig ausgebildet ist.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandstärke (d2) des elastischen Abschnitts weniger als ein 1/2, insbesondere weniger als ein 1/4 der Wandstärke (d1) des Randes der Gehäuseöffnung (3) ist.
Elektronikgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Material ein Elastomer oder ein thermoplastisches Elastomer ist.
Elektronikgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Material Silikon aufweist.
Elektronikgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichselement (15, 16) an die Gehäuseöffnung (3) gespritzt ist.
Elektronikgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (2) Teil einer Antriebseinrichtung (1) ist, insbesondere einer Antriebseinrichtung (1) für einen Fensterheberantrieb.
Verfahren zur Herstellung eines Elektronikgehäuses (2) mit mindestens einer durch ein Druckausgleichselement (15, 16) verschlossenen Gehäuseöffnung (3), wobei das Druckausgleichselement (15, 16) das Eindringen von Flüssigkeit in einen Innenraum (I) des Elektronikgehäuses (2) über die Gehäuseöffnung (3) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichselement (15, 16) zumindest teilweise aus einem elastischen Material hergestellt wird und (a) in dem elastischen Material des Druckausgleichselements (15) mindestens ein Druckausgleichskanal (150) gebildet wird, über den das Druckausgleichselement (15) für einen Ausgleich von Druckunterschieden zwischen einem das Elektronikgehäuse (2) umgebenden Außenraum (A) und dem Innenraum (I) gasdurchlässig ist, wobei aber Flüssigkeit aufgrund des den Druckausgleichskanal (150) elastisch verschließenden Materials an einem Eindringen in den Innenraum (I) über den Druckausgleichskanal (150) gehindert ist, und/oder (b) das Druckausgleichselement (16) derart an einem Rand der Gehäuseöffnung (3) fixiert und über das elastische Material zumindest ein Abschnitt des Druckausgleichselements (16) derart elastisch ausgebildet wird, dass sich das Druckausgleichselement (16) bei einem Druckanstieg in dem Innenraum (I) oder einem das Elektronikgehäuse (2) umgebenden Außenraum (A) elastisch verformt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichselement (15, 16) an die Gehäuseöffnung (3) gespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (2) mehrteilig ausgebildet ist und ein Dichtelement zum dichtenden Verbinden zweier Gehäuseteile des Elektronikgehäuses (2) in einem Spritzgießprozess erfolgt, in dem auch das Druckausgleichselement (15, 16) an die Gehäuseöffnung (3) angespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (2) mit dem Druckausgleichselement (15, 16) in einem 2K- oder 3K-Spritzgießprozess hergestellt wird, wobei zunächst das Elektronikgehäuse (2) mit der Gehäuseöffnung (3) gespritzt und anschließend das Druckausgleichselement (15, 16) hieran angespritzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eines Druckausgleichselements (15) mit mindestens einem Druckausgleichskanal (15) das elastische Material perforiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 13 und dem Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das angespritzte elastische Material mittels einer Nadel perforiert wird.