DE102016225148A1

DE102016225148A1 - Gehäusevorrichtung für einen elektronisch ansteuerbaren Motor sowie Verfahren dazu

Info

Publication number: DE102016225148A1
Application number: DE102016225148.1A
Authority: DE
Inventors: Uwe Stephan; Marcus Ulherr; Matthias Holweg; Markus Probst; Jan Zenichowski; Friedrich Gassner
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2036-12-16
Also published as: DE102016225148B4; WO2018108555A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gehäusevorrichtung für einen elektronisch ansteuerbaren Motor, umfassend ein Gehäuse mit einem Elektronikteil zur Aufnahme einer Steuereinheit und mit einem Motorteil zur Aufnahme eines Motors und mit einer Trennwand welche Elektronikteil und Motorteil im Wesentlichen voneinander trennt; eine Leitungsanordnung zur Übertragung von elektrischen Signalen oder von elektrischer Leistung zwischen Elektronikteil und Motorteil, wobei die Leitungsanordnung in einer Öffnung der Trennwand angeordnet ist; wobei ein erster Abschnitt der Leitungsanordnung durch eine Dichtung aus duroplastischem Material gegen eine Innenwand der Öffnung abgedichtet ist und ein zweiter Abschnitt der Leitungsanordnung durch eine Dichtung aus Silikon gegen die Innenwand der Öffnung abgedichtet ist. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfahren und Erzeugnis.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gehäusevorrichtung für einen elektronisch ansteuerbaren Motor, umfassend ein Gehäuse mit einem Elektronikteil zur Aufnahme einer Steuereinheit und mit einem Motorteil zur Aufnahme eines Motors und mit einer Trennwand welche Elektronikteil und Motorteil im Wesentlichen voneinander trennt; sowie eine Leitungsanordnung zur Übertragung von elektrischen Signalen oder von elektrischer Leistung zwischen Elektronikteil und Motorteil, wobei die Leitungsanordnung in einer Öffnung der Trennwand angeordnet ist.
Ein Gehäuse bezeichnet dabei eine Anordnung von Wände, während eine Gehäusevorrichtung ein Gehäuse mit darin angeordneten beispielsweise elektrischen Leitungen und Dichtungen bezeichnet. Die Leitungsanordnung ist beispielsweise ein Leadframe oder beispielsweise ein Leiterrahmen.
Hintergrund der Erfindung
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf motorbetriebene Anordnungen wie motorbetriebene Pumpen, die elektronisch angesteuert werden.
Aus dem Stand der Technik gehen Gehäuse hervor, bei denen in einem Teil eine Steuereinheit und in einem anderen Teil ein Motor angeordnet ist. Insbesondere wenn der Motor ölgeschmiert ist oder sogar in einem mit Öl gefluteten Gehäuseteil angeordnet ist, muss sichergestellt werden, dass kein Öl von dem Motorteil in das Elektronikteil übertreten, beispielsweise fließen oder diffundieren kann. Dabei werden zur Trennung von Motor und Elektronik Epoxidharz-Dichtungen verwendet, die allerdings gerade aufgrund der mechanischen Vibrationen des Motors brüchig und damit undicht werden können.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gehäusevorrichtung zu schaffen, die fertigungstechnisch wenig aufwändig herstellbar ist und dennoch ein Übertreten von Material aus dem Motorteil in den Elektronikteil zuverlässig verhindert.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Gehäusevorrichtung gemäß Anspruch 1 und einer Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 7, sowie einem Verfahren nach Anspruch 8 und Erzeugnissen nach Ansprüchen 9 und 10 gelöst. Die jeweils rückbezogenen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein erster Abschnitt der Leitungsanordnung durch eine Dichtung aus duroplastischem Material gegen eine Innenwand der Öffnung abgedichtet ist und ein zweiter Abschnitt der Leitungsanordnung durch eine Dichtung aus Silikon gegen die Innenwand der Öffnung abgedichtet ist.
Der Vorteil dieser Lehre kann darin gesehen werden, dass die Öffnung zweistufig gegen Diffusion von Öl aus dem Motorteil in den Elektronikteil abgedichtet ist. Dabei wirkt das Silikon gegenüber dem duroplastischen Material nicht lediglich als primitive Redundanz, also als zweite gleichartige Absicherung, sondern die beiden Stufen ergänzen sich funktionell zu einer weitgehend ausfallsicheren Abdichtung. Sollte das duroplastische Material, beispielsweise ein Epoxidharz, brüchig werden, so ist eine Dichtung durch das vorzugsweise elastische Silikon immer noch gewährleistet. Sollte hingegen das Silikon Leckage erlauben, so dichtet die durch das duroplastische Material gewährleistete Dichtung weiterhin sicher die Öffnung gegen Materialübergang ab.
Eine bevorzugte Ausbildungsform der Erfindung sieht vor, dass im Motorteil ein Motor angeordnet ist, wobei das duroplastische Material an den Motor grenzt. Die Berührungsfläche von duroplastischem Material und Motor ist dann beispielsweise im Bereich um die Leitungsanordnung.
Dadurch ist eine besonders sichere Abdichtung gewährleistet, da sich zwischen Motor und duroplastischem Material kein Öl ansammeln kann.
Gemäß einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung ist ein um die Öffnung umlaufender Dichtring zwischen Motor und Trennwand eingeklemmt.
Ein solcher Dichtring kann vorteilhafterweise bei der Herstellung der Gehäusevorrichtung das Wegfließen des duroplastischen Materials im flüssigen Zustand verhindern.
Gemäß einer weiteren Ausbildungsform ist die Öffnung im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei die Innenwand der Öffnung mindestens ein Rastelement in Form einer Ausnehmung oder Erhebung senkrecht zur Zylinderachse aufweist.
Zylindrisch bedeutet dabei beispielsweise kreiszylindrisch, die Grundfläche kann aber auch beispielsweise oval oder eckig sein. Der Vorteil ist darin zu sehen, dass dadurch die das duroplastische Material und das Silikon umfassende Dichtung durch das Rastelement eingerastet und stabil an einer Stelle gehalten wird. Im Falle einer Ausnehmung in der Innenwand fließt das duroplastische Material oder das Silikon dabei während der Herstellung in die Ausnehmung, im Falle einer Erhebung greift diese sozusagen in das jeweilige Dichtungsmaterial hinein.
Eine weitere Verbesserung der Erfindung sieht vor, dass das duroplastische Material und das Silikon aneinander angrenzen.
Dadurch wird nicht nur die Herstellung erleichtert, sondern eine im Wesentlichen einteilige Dichtung ohne Zwischenräume geschaffen. Es kann also kein Material in die - nicht vorhandenen - Zwischenräume eindringen und beispielsweise durch Ausübung von statischem Druck die Dichtungsanordnung aus duroplastischem Material und Silikon beschädigen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Motorteil mit Öl geflutet.
Gerade in einem solchen Fall ist eine sichere Abdichtung gegen hohen statischen Druck durch das typischerweise druckbeständige duroplastische Material vonnöten. Das Silikon kann dann, falls beispielsweise Mikrorisse oder andere Formen der Beschädigung im duroplastischen Material auftreten, ein Austreten von Öl, das beispielsweise unter geringerem Druck steht als das Öl im Motorteil, aus dem Motorteil in den Steuerteil verhindern.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Gehäusevorrichtung, umfassend Verfahrensschritte, bei denen ein oben beschriebenes Gehäuse bereitgestellt wird, wobei ein elektrisch ansteuerbarer Motor mit einer daraus ragenden Leitungsanordnung so in den Motorteil aufgenommen wird, dass die Leitungsanordnung durch die Öffnung in der Trennwand in den Elektronikteil ragt und ein um die Öffnung umlaufender Dichtring zwischen Motor und Trennwand eingeklemmt wird; und anschließend ein flüssiges duroplastisches Material in ein durch Motor, Dichtring und einen ersten Teil der Innenwand der Öffnung gebildetes Becken gefüllt wird, so dass ein erster Teil der Leitungsanordnung von dem duroplastischen Material umgeben ist; das duroplastische Material ausgehärtet wird; und danach ein Silikon in ein durch das ausgehärtete duroplastische Material und einen zweiten Teil der Innenwand der Öffnung gebildetes Becken gefüllt wird, so dass ein zweiter Teil der Leitungsanordnung von dem Silikon umgeben ist.
Auf diese Art und Weise ist es mit fertigungstechnisch überraschend geringem Aufwand möglich, eine Gehäusevorrichtung mit gegen Schäden abgesicherter Dichtung zwischen Motorteil und Elektronikteil herzustellen.
Figurenliste
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen, werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand von zwei Figuren näher dargestellt. Es zeigen

1 eine Motorsteuereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
2 einen Dichtungsbereich einer Motorsteuereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Gemäß 1 weist eine Motorsteuereinrichtung 1 eine Gehäusevorrichtung 2 mit einem elektronisch ansteuerbaren Motor 3 auf. Der Motor 3 ist in ein Ölbad - hier nicht weiter dargestellt - getaucht und betreibt eine Pumpe 4.
Die Gehäusevorrichtung 2 umfasst ein Gehäuse 5 mit einem Elektronikteil 6 zur Aufnahme einer Steuereinheit 7 und mit einem Motorteil 8 zur Aufnahme des Motors 3. Motorteil 8 und Elektronikteil 6 sind im Wesentlichen durch eine Trennwand 9 voneinander getrennt.
Zwischen Elektronikteil 6 und Motorteil 8 ist eine Leitungsanordnung 10 in Form eines Leadframes zur Übertragung von elektrischen Signalen oder von elektrischer Leistung zwischen Elektronikteil 6 und Motorteil 8 vorgesehen. Die Leitungsanordnung 10 ist dabei in einer Öffnung 11 der Trennwand 9 angeordnet.
In einem Dichtungsbereich 12 um die Öffnung 11 ist dabei ein erster unterer Abschnitt der Leitungsanordnung 10 durch ein duroplastisches Material 13 gegen eine Innenwand 14 der Öffnung 11 abgedichtet, und ein zweiter oberer Abschnitt der Leitungsanordnung 10 durch ein Silikon 15 gegen die Innenwand 14 der Öffnung 11 abgedichtet. Falls nun, beispielsweise aufgrund des hohen Drucks durch das Ölbad, das duroplastische Material 13 bröckelt oder bricht, so dichtet das Silikon 15 weiter sicher gegen ein Eindringen von Material aus dem Motorteil 8 in den Elektronikteil 6 ab.
Gemäß 2 weist eine Gehäusevorrichtung 2 einen Elektronikteil 6 und einen Motorteil 8 mit einem darin angeordneten elektronisch ansteuerbaren Motor 3 auf. Motorteil 8 und Elektronikteil 6 sind im Wesentlichen durch eine Trennwand 9 voneinander getrennt.
Zwischen Elektronikteil 6 und Motorteil 8 ist eine Leitungsanordnung 10 in Form eines Leadframes zur Übertragung von elektrischen Signalen oder von elektrischer Leistung zwischen Elektronikteil 6 und Motorteil 8 vorgesehen. Die Leitungsanordnung 10 ist dabei in einer Öffnung 11 der Trennwand 9 angeordnet.
In einem Dichtungsbereich 12 um die Öffnung 11 ist dabei ein erster unterer Abschnitt der Leitungsanordnung 10 durch ein duroplastisches Material 13 gegen eine Innenwand 14 der Öffnung 11 abgedichtet, und ein zweiter oberer Abschnitt der Leitungsanordnung 10 durch ein Silikon 15 gegen die Innenwand 14 der Öffnung 11 abgedichtet.
Insbesondere grenzt das duroplastische Material 13 unmittelbar an den Motor 3, wodurch eine besonders gute Dichtung gewährleistet wird. In diesem Zusammenhang ist ferner ein um die Öffnung 11 umlaufender Dichtring 16 zwischen Motor 3 und Trennwand 9 eingeklemmt, welcher beim Herstellungsverfahren ein Einfüllen des flüssigen duroplastischen Materials 13 in ein aus Motor 3, Dichtring 16 und Innenwand 14 gebildeten Becken ermöglicht, ohne dass flüssiges duroplastisches Material 13 seitlich in einen Spalt zwischen Motor 3 und Trennwand 9 auslaufen kann. Außerdem verhindert der Dichtring 16 zusätzlich ein Eindringen von Material, wie beispielsweise Öl, aus dem Motorteil 8 in den Steuerteil 6 oder umgekehrt.
Die Öffnung 11 mit der Innenwand 14 ist im Wesentlichen zylindrisch, nämlich kreiszylindrisch, ausgebildet, und weist ein Rastelement 17 in Form einer Erhebung senkrecht zur Zylinderachse - hier nicht weiter dargestellt - auf. Das auf der Innenfläche 14 angeformte Rastelement 17 ist als nach innen weisende dreieckige Nase ausgebildet und greift somit in das duroplastische Material 13 ein, welches dadurch zusätzlich räumlich eingerastet oder gesichert wird.
Weiterhin grenzen das duroplastische Material 13 und das Silikon 15 aneinander an. Dadurch wird insgesamt eine im Wesentlichen einteilige, lückenlose Dichtung geschaffen, die kein Verrutschen oder Eindringen von Material erlaubt. Außerdem wird somit die Herstellung erleichtert, da das Silikon 15 auf das ausgehärtete duroplastische Material 13 aufgetragen werden kann.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, dass noch weitere Schichten von duroplastischem Material oder von Silikon vorgesehen sind oder dass das Silikon an den Motorteil und das duroplastische Material an den Elektronikteil grenzen.

Claims

Gehäusevorrichtung (2) für einen elektronisch ansteuerbaren Motor (3), umfassend ein Gehäuse (5) mit einem Elektronikteil (6) zur Aufnahme einer Steuereinheit (7) und mit einem Motorteil (8) zur Aufnahme eines Motors (3) und mit einer Trennwand (9) welche Elektronikteil (6) und Motorteil (8) im Wesentlichen voneinander trennt; eine Leitungsanordnung (10) zur Übertragung von elektrischen Signalen oder von elektrischer Leistung zwischen Elektronikteil (6) und Motorteil (8), wobei die Leitungsanordnung (10) in einer Öffnung (11) der Trennwand (9) angeordnet ist; wobei ein erster Abschnitt der Leitungsanordnung (10) durch eine Dichtung aus duroplastischem Material (13) gegen eine Innenwand (14) der Öffnung (11) abgedichtet ist und wobei ein zweiter Abschnitt der Leitungsanordnung (10) durch eine Dichtung aus Silikon (15) gegen die Innenwand (14) der Öffnung (11) abgedichtet ist.
Gehäusevorrichtung (2) nach Anspruch 1, umfassend einen im Motorteil (8) angeordneten Motor (3), wobei die Dichtung aus duroplastischem Material (13) an den Motor (3) grenzt.
Gehäusevorrichtung (2) nach Anspruch 2, wobei ein um die Öffnung (11) umlaufender Dichtring (16) zwischen Motor (3) und Trennwand (9) eingeklemmt ist.
Gehäusevorrichtung (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Öffnung (11) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und mindestens ein Rastelement (17) in Form einer Ausnehmung oder Erhebung senkrecht zur Zylinderachse aufweist.
Gehäusevorrichtung (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Dichtung aus duroplastischem Material (13) und die Dichtung aus Silikon (15) aneinander angrenzen.
Gehäusevorrichtung (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Motorteil (8) mit Öl geflutet ist.
Motorsteuereinrichtung (1), aufweisend eine Gehäusevorrichtung (2) mit einem elektronisch ansteuerbaren Motor (3), umfassend ein Gehäuse (5) mit einem Elektronikteil (6) mit einer darin aufgenommenen Steuereinheit (7) und mit einem Motorteil (8) mit einem darin aufgenommenen Motor (3) und mit einer Trennwand (9) welche Elektronikteil (6) und Motorteil (8) im Wesentlichen voneinander trennt; eine Leitungsanordnung (10), die elektrische Signale oder elektrische Leistung zwischen Steuereinheit (7) und Motor (3) überträgt, wobei die Leitungsanordnung (10) in einer Öffnung (11) der Trennwand (9) angeordnet ist; wobei ein erster Abschnitt der Leitungsanordnung (10) durch eine Dichtung aus duroplastischem Material (13) gegen eine Innenwand (14) der Öffnung (11) abgedichtet ist und ein zweiter Abschnitt der Leitungsanordnung (10) durch eine Dichtung aus Silikon (15) gegen die Innenwand (14) der Öffnung (11) abgedichtet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Gehäusevorrichtung (2), umfassend Verfahrensschritte, bei denen ein Gehäuse (5) für einen elektronisch ansteuerbaren Motor (3) bereitgestellt wird, das Gehäuse (3) aufweisend einen Elektronikteil (6) zur Aufnahme einer Steuereinheit (7) und einen Motorteil (8) zur Aufnahme eines Motors (3) und mit einer Trennwand (9), welche Elektronikteil (6) und Motorteil (8) im Wesentlichen voneinander trennt; ein elektrisch ansteuerbarer Motor (3) mit Leitungsanordnung (10) zur Übertragung elektrischer Signale oder elektrischer Leistung so in den Motorteil (8) aufgenommen wird, dass die Leitungsanordnung (10) durch die Öffnung (11) in der Trennwand (9) in den Elektronikteil (6) ragt und ein um die Öffnung (11) umlaufender Dichtring (16) zwischen Motor (3) und Trennwand (9) eingeklemmt wird; ein flüssiges duroplastisches Material (13) in ein durch Motor (3), Dichtring (16) und einen ersten Teil der Innenwand (14) der Öffnung (11) gebildetes Becken gefüllt wird, so dass ein erster Teil der Leitungsanordnung (10) von dem duroplastischen Material (13) umgeben ist; das duroplastische Material (13) ausgehärtet wird; und ein Silikon (15) in ein durch das ausgehärtete duroplastische Material (13) und einen zweiten Teil der Innenwand (14) der Öffnung (11) gebildetes Becken gefüllt wird, so dass ein zweiter Teil der Leitungsanordnung (10) von dem Silikon (15) umgeben ist.
Gehäusevorrichtung (2), die durch ein Verfahren nach Anspruch 8 hergestellt wurde.
Motorsteuereinrichtung (1), umfassend eine Gehäusevorrichtung (2) nach Anspruch 9 und eine im Elektronikteil (6) der Gehäusevorrichtung (2) angeordnete und mit der Leitungsanordnung (10) verbundene Steuereinrichtung (7).