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Die Erfindung betrifft einen Stecker für eine elektronische Komponente. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Gehäuse, welches die elektronische Komponente mit dem Stecker aufnimmt.
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In der Kraftfahrzeugtechnik werden Komponenten wie Getriebe, Motoren oder Bremssysteme zunehmend elektronisch gesteuert. Entsprechende elektronische Komponenten werden dabei immer häufiger direkt in die Getriebe, Motoren oder Bremssysteme integriert. Dies hat zur Folge, dass die elektronischen Komponenten nicht in einem separaten geschützten Elektronikraum außerhalb des Getriebes, Motors oder Bremssystems untergebracht sind, sondern insbesondere hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt und zumindest zum Teil von aggressiven Medien wie Öl, z.B. Getriebeöl, und einem Öl-Gas-Gemisch (im Folgenden als „Öl-Gas“ bezeichnet) umgeben sind.
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Es ist bekannt, eine elektronische Komponente, z.B. eine Platine oder ein Board mit Komponenten, innerhalb eines Innenraums eines Gehäuses unterzubringen, wobei die elektronische Komponente einen Stecker aufweist, welcher die elektronische Komponente mit Komponenten außerhalb des Gehäuses verbinden kann. Das Gehäuse selbst ist unmittelbar in einem Öl einer entsprechenden Komponente eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Motors, eines Getriebe oder eines Bremssystems des Kraftfahrzeugs verbaut. Zusammen bilden das Gehäuse und die elektronische Komponente ein elektronisches Steuergerät.
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Obwohl das Gehäuse eigentlich gegenüber Öl und Öl-Gas zumindest nahezu abgedichtet ist, kann es vorkommen, dass insbesondere Öl-Gas in den Innenraum des Gehäuses gelangt und sich innerhalb des Innenraums verteilt. Das Öl-Gas kann die in dem Innenraum untergebrachte elektronische Komponente angreifen, d.h. das Öl-Gas verhält sich aggressiv gegenüber der elektronischen Komponente.
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Es besteht daher das Bedürfnis, die elektronische Komponente resistent gegenüber Öl und Öl-Gas auszuführen, um ein elektronisches Innenleben des elektronischen Steuergeräts zu schützen, insbesondere vor einer Bildung von Kupfer (II) -sulfid CuS und Silbersulfid AgS. CuS und AgS können Kurzschlüsse bzw. Leitungsunterbrechungen zur Folge haben und dadurch entstehen, dass sich Schwefel aus dem Öl-Gas auf der elektronischen Komponente anlagert.
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Typischerweise sind Bereiche, in welchen der Stecker durch das Gehäuse geführt ist, besonders anfällig dafür, Öl-Gas aus der äußeren Umgebung des Gehäuses in den Innenraum des Gehäuses zu leiten, in welchem sich die zu schützende elektronische Komponente befindet. Es sind daher Stecker entwickelt worden, welche an ihren Stanzgittern mit einem Dichtungsverguss versehen sind. Entsprechende Dichtungsmaterialien sind zumeist entweder ölbeständig oder wenig gasdurchlässig und dies bleibt auch über viele Temperaturzyklen so. Vergussmaterialien, welche über viele Temperaturzyklen hinweg sowohl ölbeständig als auch wenig gasdurchlässig sind, sind entweder sehr selten oder sehr teuer.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stecker für eine elektronische Komponente bereitzustellen, welcher über viele Temperaturzyklen hinweg sowohl ölbeständig als auch wenig gasdurchlässig ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Stecker für eine elektronische Komponente bereitgestellt. Die elektrische Komponente ist innerhalb eines Gehäuses angeordnet. Das Gehäuse ist in einem Öl einer Fahrzeugkomponente verbaut. Der Stecker verbindet die elektronische Komponente mit einer äußeren Umgebung des Gehäuses.
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Der Stecker umfasst mehrere Stanzgitter, ein ölbeständiges erstes Vergussmaterial und ein gasundurchlässiges zweites Vergussmaterial, wobei das erste Vergussmaterial die Stanzgitter in einem Ölbereich dichtend umgibt, welcher dazu bestimmt ist, dem Öl zugewandt zu sein, und wobei das zweite Vergussmaterial die Stanzgitter in einem Gehäusebereich dichtend umgibt, welcher dazu bestimmt ist, dem Gehäuse zugewandt zu sein.
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Mit anderen Worten erhält der Stecker gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung einen ersten Vergussbereich und einen zweiten Vergussbereich. Sofern der Stecker an der elektronischen Komponente verbaut ist, welche innerhalb des Innenraums des im Öl der Fahrzeugkomponente verbauten Gehäuses aufgenommen ist, befindet sich der erste Vergussbereich (Ölbereich) auf einer dem Öl zugewandten Seite und der zweite Vergussbereich (Gehäusebereich) befindet sich auf einer dem Innenraum des Gehäuses zugewandten Seite. Das erste Vergussmaterial befindet sich also, sofern der Stecker an der elektronischen Komponente verbaut ist, auf einen Innenraum des Gehäuses bezogen weiter außen als das zweite Vergussmaterial. Mit nochmals anderen Worten kann, sofern der Stecker an der elektronischen Komponente verbaut ist, das erste Vergussmaterial dichter einer Außenwand zugeordnet sein, und das zweite Vergussmaterial kann dichter einer Innenwand des Gehäuses zugeordnet sein. Dies ist auch dann der Fall, wenn der Stecker beispielsweise ein Kunststoffteil aufweist, innerhalb welchem die Stanzgitter geführt sein können. innerhalb solcher Kunststoffteile kann wenigstens eine (Luft-)Kammer bzw. eine Vergusskammer angeordnet sein. Die vorstehend beschriebene Reihenfolge (weiter außen: erstes Vergussmaterial; weiter innen: zweites Vergussmaterial) ist auch dann einzuhalten, wenn zumindest eines der Vergussmaterialien innerhalb einer solchen Luftkammer bzw. Vergusskammer angeordnet ist.
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Somit ist das ölbeständige erste Vergussmaterial nach außen orientiert, und kann zumindest eine Reduzierung einer Ölmenge bewirken, welche über den Stecker in das Gehäuse eindringt. Das ölbeständige Vergussmaterial zersetzt sich nicht bei einem Kontakt mit Öl oder Öl-Gas. Dahingegen ist das gasdurchlässige zweite Vergussmaterial nach innen orientiert, haftet besonders gut an den Stanzgittern und an einer Innenseite einer Wand des Gehäuses an und kann zumindest eine Reduzierung einer Öl-Gasmenge bewirken, welche über mögliche Spalte zwischen der Wand des Gehäuses und dem Stecker in das Gehäuse eindringen kann.
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Unter dem Merkmal „gasundurchlässig“ kann in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das zweite Vergussmaterial eine lediglich geringe Gasdurchlässigkeit bietet oder aber vollständig gasundurchlässig ist. Ein Maß für die Gasdurchlässigkeit bietet insbesondere die sogenannte „Heliumdichtigkeit“, die in der Einheit mbar L / s angegeben wird. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann insbesondere dann von „gasundurchlässig“ gesprochen werden, sofern mit dem zweiten Vergussmaterial Heliumdichtigkeitswerte von 10-4 mbar L / s und weniger, insbesondere zwischen 10-5 und 10-7 mbar L / s erreicht werden. Das gasundurchlässige Vergussmaterial zeichnet sich weiterhin insbesondere dadurch aus, dass es besonders gut an den Stanzgittern des Steckers und an dem Gehäuse haftet. Seine Undurchlässigkeit für Gase und seine Haftungsfähigkeit behält es dabei auch über viele Temperaturzyklen hinweg.
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Bei dem ersten Vergussmaterial kann es sich beispielsweise um ein festes Material wie Epoxid oder Polyurethan handeln. Bei dem zweiten Material können weichere Materialien wie beispielsweise Silikon zum Einsatz kommen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Gehäuse zur Aufnahme einer elektronischen Komponente bereitgestellt. Das Gehäuse umfasst einen Innenraum und eine elektronische Komponente, welche einen Stecker gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist, wobei die elektronische Komponente innerhalb des Innenraums angeordnet ist und der Stecker die elektronische Komponente mit einer äußeren Umgebung des Gehäuses verbindet. Das erste Vergussmaterial des Steckers ist dabei derart auf einer Außenseite des Gehäuses aufgebracht ist, dass ein Eindringen von Öl aus der äußeren Umgebung des Gehäuses über den Stecker in das Gehäuse verhindert wird, und das zweite Vergussmaterial des Steckers ist derart auf einer Innenseite des Gehäuses aufgebracht ist, dass ein Eindringen von Öl-Gas aus der äußeren Umgebung des Gehäuses über den Stecker in das Gehäuse verhindert wird.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Motor, ein Getriebe oder ein Bremssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt. Der Motor, das Getriebe oder das Bremssystem umfasst dabei ein Gehäuse gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Neben den genannten Fahrzeugkomponenten Motor, Getriebe und Bremssystem kann das Gehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auch noch in anderen nichtgenannten Fahrzeugkomponenten verbaut werden, in welchen die elektronische Komponente innerhalb des Gehäuses vor äußeren Einflüssen geschützt werden soll, insbesondere vor Flüssigkeiten wie Öl oder vor Schadgasen wie Öl-Gas.
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Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches einen Motor, ein Getriebe oder ein Bremssystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst. Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus oder Lastkraftwagen.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt
- 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe, in welchem ein Gehäuse mit einer elektronischen Komponente angeordnet ist, und
- 2 eine Schnittdarstellung durch das Gehäuse aus 1.
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1 zeigt ein Fahrzeug in Form eines Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst unter anderem ein Getriebe 2, innerhalb welchem ein Gehäuse 3 angeordnet ist, welches näher im Zusammenhang mit 2 erläutert wird. Das Gehäuse 3 ist unmittelbar in einem Getriebeöl des Getriebes 2 verbaut und nimmt in seinem Innenraum 4 eine elektronische Komponente 5 mit einem Stecker 6 auf (2). Neben dem Getriebe 2 umfasst das Kraftfahrzeug 1 weiterhin auch insbesondere einen Motor und ein Bremssystem (beide nicht gezeigt), welche beide ebenfalls ein Gehäuse 3 aufweisen können, wie dies durch 2 offenbart ist.
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2 zeigt Einzelheiten des Gehäuses 3 und der elektronischen Komponente 5 mit seinem Stecker 6 aus 1. Der Stecker 6 verbindet die elektronische Komponente 5 mit der äußeren Umgebung 7 des Gehäuses 3 und erstreckt sich in einem äußeren Anschlussbereich teilweise außerhalb des Gehäuses 3. Der Stecker 6 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein erstes Stanzgitter 8, ein zweites Stanzgitter 9 sowie ein drittes Stanzgitter 10. Davon abweichend können auch mehr oder weniger Stanzgitter vorgesehen sein.
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Die Stanzgitter 8 bis 10 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel parallel zueinander und mit Abstand zueinander angeordnet. Die Stanzgitter 8 bis 10 sind durch eine entsprechende Anzahl Öffnungen 11 einer Außenwand 12 des Gehäuses 3 geführt. Aus Gründen der besseren Übersicht ist lediglich eine der drei Öffnungen 11 mit einem Bezugszeichen versehen. Die inneren Maße der drei Öffnungen 11 sind dabei derart auf die Außenmaße der Stanzgitter 8 bis 10 des Steckers 6 abgestimmt, dass der Innenraum 4 nahezu dicht gegenüber Öl und Öl-Gas aus der äußeren Umgebung 7 des Gehäuses 3 ausgeführt ist.
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Ein ölbeständiges erstes Vergussmaterial 13 ist auf einer Außenseite 14 der Außenwand 12 des Gehäuses 3 aufgebracht. Das ölbeständige erste Vergussmaterial 13 umgibt die Stanzgitter 8 bis 10 des Steckers 6 in einem Ölbereich 15 derart, dass mögliche Spalte zwischen den Stanzgittern 8 bis 10 und den Öffnungen 11 von der Außenseite des Gehäuses 3 aus gegenüber Öl abgedichtet werden. Der Ölbereich 15 befindet sich dabei dort in der äußeren Umgebung 7 des Gehäuses 3, wo die Stanzgitter 8 bis 10 des Steckers 6 aus der Außenwand 12 des Gehäuses 3 austreten. Das ölbeständige erste Vergussmaterial 13 ist dabei derart gewählt, dass es sich nicht zersetzt, wenn es in Kontakt mit dem Öl und Öl-Gas kommt und des Weiteren kein Öl aus der äußeren Umgebung 7 des Gehäuses 3 über die möglichen Spalte zwischen den Stanzgittern 8 bis 10 des Steckers 6 und den Öffnungen 11 innerhalb der Außenwand 12 in den Innenraum 4 des Gehäuses 3 gelangen lässt.
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Ein zweites Vergussmaterial 16 ist auf einer Innenseite 17 der Außenwand 12 des Gehäuses 3 aufgebracht. Das zweite Vergussmaterial 13 weist eine geringe Gasdurchlässigkeit auf, z.B. eine Heliumdichtigkeit zwischen 10-5 mbar L/s und 10-7 mbar L/s. Das zweite Vergussmaterial 16 umgibt die Stanzgitter 8 bis 10 des Steckers 6 in einem Gehäusebereich 18 derart, derart, dass mögliche Spalte zwischen den Stanzgittern 8 bis 10 und den Öffnungen 11 von der Innenseite 17 des Gehäuses 3 aus gegenüber Öl-Gas abgedichtet werden. Der Gehäusebereich 18 befindet sich dabei dort innerhalb des Innenraums 4 des Gehäuses 3, wo die Stanzgitter 8 bis 10 des Steckers 6 in die Außenwand 12 des Gehäuses 3 eintreten.
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Das zweite Vergussmaterial 16 ist dabei derart gewählt, dass es gut an den Stanzgittern 8 bis 10 und an der Innenseite 17 der Außenwand 12 des Gehäuses 3 anhaftet. Diese Haftfähigkeit und seine Gasundurchlässigkeit behält das zweite Vergussmaterial 16 auch über viele Temperaturzyklen hinweg. Das zweite Vergussmaterial 16 ermöglicht somit, dass kein Öl-Gas aus der äußeren Umgebung 7 des Gehäuses 3 über die möglichen Spalte zwischen den Stanzgittern 8 bis 10 des Steckers 3 und den Öffnungen 11 innerhalb der Außenwand 12 in den Innenraum 4 des Gehäuses 3 gelangen kann.
