DE102017200306A1

DE102017200306A1 - Elektronikbaugruppe mit einem Gehäuse und einem Druckausgleichskanal

Info

Publication number: DE102017200306A1
Application number: DE102017200306.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Götz; Tobias Tyroller
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-01-10
Publication date: 2018-07-12

Abstract

Es wird eine Elektronikbaugruppe einem Gehäuse (1) und einem zumindest abschnittsweise im Inneren (1.3) des Gehäuses angeordneten elektronischen Schaltung vorgestellt. Es ist ein Druckausgleichskanal (1.1,1.2) durch das Gehäuse zum Druckausgleich zwischen dem Inneren (1.3) des Gehäuses und der Umgebung sowie ein Druckausgleichselement (3) aus einer luftdurchlässigen, aber wasserdichten Membran vorgesehen. Dabei ist zumindest ein Abschnitt (1.1) des Druckausgleichskanals zur Umgebung hin vor dem Druckausgleichselement (3) mit einem luftdurchlässigen Körper (2) gefüllt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektronikbaugruppe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Gerade im Bereich der Automobilelektronik werden heutzutage eine Vielzahl von Elektronikbaugruppen eingesetzt, welche erheblichen Temperaturänderungen als auch einer feuchtigkeitshaltigen und mit Schmutz und aggressiven chemischen Stoffen versetzten Umgebung ausgesetzt sind.
Im Inneren des Gehäuses ist die elektronische Schaltung mit Leiterbahnen und empfindlichen elektronischen Komponenten, beispielsweise auch Sensoren und Mikroprozessoren angeordnet. Die Schaltung kann vollständig vom Gehäuse umschlossen sein, aber evtl. auch nur abschnittsweise, bspw. entsprechende Anschlussbereiche für die Kontaktierung aus dem Gehäuse herausragen, wobei dann eine entsprechende druck- und feuchtigkeitsundurchlässige Versiegelung dieses Gehäusedurchgangs üblich ist.
Die elektrische Schaltung und deren Komponenten im Innenraum des Gehäuses müssen vor Partikeln und insbesondere Feuchtigkeit aus der Umgebung geschützt werden, um eine Beschädigung, beispielsweise durch Korrosion oder einen Kurzschluss, zu verhindern. Dazu sollen das Gehäuse und der Steckverbinder im angekoppelten Zustand dicht gegenüber Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen aus dem Motorraum, typischerweise mittels Dichtungen, ausgebildet sein. Eine solche Dichtigkeit kann jedoch nur bis zu einer vorbestimmten Druckdifferenz aus einem Innendruck in der Elektronikbaugruppe und einem Außendruck gewährleistet werden. Übersteigt die Druckdifferenz, beispielsweise auf Grund einer Erwärmung von Luft in dem Inneren des Gehäuses oder aber im Außenraum, den vorbestimmten Wert, so verformen sich die Dichtungen derart, dass ein Stoffaustausch zwischen dem Steuergerätmodul und der Umgebung stattfindet. Diesen Stoffaustausch gilt es jedoch zu vermeiden.
Ein erster bspw. aus der DE 19946825 C1 bekannter Ansatz sieht eine Entlüftung des Steuergerätes und des Steckverbinders über den angekoppelten Kabelbaum vor. Dabei besitzt der Kabelbaum gasleitende Litzen, die auf der einen Seite an ein Luftvolumen außerhalb des Motorraums angeschlossen sind und auf der anderen Seite an den Steckverbinder des Steuergerätmoduls angeschlossen sind. Der Steckverbinder selbst wiederum ist mittels eines Kanals mit dem Innenraum des Steuergeräts verbunden. Zieht sich beispielsweise Luft im Innenraum des Steuergeräts auf Grund einer Abkühlung zusammen, so kann von außerhalb des Motorraums durch die Litze im Kabelbaum, durch den Steckverbinder und durch den Kanal Luft in das Innere des Steuergeräts nachgeführt werden, solange bis der Innendruck im Gehäuse wieder im Wesentlichen dem Außendruck im Motorraum entspricht.
Bei einem zweiten bspw. aus der EP 862354 A2 bekannten Ansatz, der sich mit der oben aufgezeigten Problematik befasst, ist eine spezielle Druckausgleichseinrichtung zur Entlüftung des Steuergerätes in dem Steuergerätmodul vorgesehen. Dazu ist der Innenraum des Gehäuses des Steuergeräts durch einen druckleitenden Kanal mit dem sogenannten Druckausgleichselement verbunden. Das Druckausgleichelement ist dabei typischerweise als gasleitende Membran, die undurchlässig für Feststoffe oder Flüssigkeiten ist, ausgebildet und sind beispielsweise unter dem Markennamen GoreTex o.dgl. bekannt. Derartige Membrane sind jedoch teuer, müssen aufwendig verklebt werden und kann sich die doch recht begrenzte Oberfläche der Membran durch Schmutz aus der Umgebung so zusetzen, dass der erforderliche Druckausgleich nicht mehr hinreichend gut möglich ist. So auch bei der WO2014/090235 mit einem ins Gehäuseinnere zurückversetzten membranförmigen Druckausgleichselement, wobei die Druckausgleichskanäle das geklebte Membranelement vor direktem Spritzwasser schützen sollen.
Ein 3. Lösungsansatz basiert auf einer elastischen, aber gasundurchlässigen Ballonhaut, welche durch Volumenänderung innerhalb des Ballons einen Druckausgleich ermöglicht. Diese Lösung benötigt jedoch einen erheblichen Bauraum und die Kunststoffzusammensetzung der Ballonhaut oft leider für die erforderliche Lebensdauer in einer Anwendung in der Automobilelektronik nicht sicher genug, da verwendete Weichmacher über die Jahre hinweg und die doch recht großen Temperaturschwankungen hinweg entweichen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen weiteren geeigneten Lösungsansatz vorzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass zumindest ein Abschnitt des Druckausgleichskanals vor der Membran mit einem geeigneten luftdurchlässigen Körper gefüllt wird. Durch diesen Körper hindurch ist weiterhin ein hinreichender Druckausgleich möglich, ohne jedoch das sich in kritischem Maße Feuchtigkeit vor dem Druckausgleichselement ansammeln und dieses beispielsweise beim Gefrieren zerstören könnte. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Die 1A zeigt einen Schnitt in in X-Y-Ebene und 1B einen Schnitt in X-Z-Ebene durch eine bevorzugte Ausgestaltung einer solchen Baugruppe mit einem Gehäuse 1 mit einem Inneren 1.3, in welchem eine hier nicht näher dargestellte elektronische Schaltung angeordnet sein kann. Zudem ist ein Druckausgleichskanal mit in diesem Beispiel zwei Abschnitten 1.1 und 1.2 durch das Gehäuse zum Druckausgleich zwischen dem Inneren 1.3 des Gehäuses und der Umgebung vorgesehen. Zudem ist ein Druckausgleichselement 3 aus einer luftdurchlässigen, aber wasserdichten Membran, vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist also zumindest ein Abschnitt 1.1 des Druckausgleichskanals zur Umgebung hin vor dem Druckausgleichselement 3, vorzugsweise auch nur dieser Abschnitt 1.1 mit einem luftdurchlässigen Körper 2 gefüllt. In der bevorzugten Ausgestaltung gemäß der 1A und 1B weist der Druckausgleichskanal einen ersten geraden Abschnitt 1.1 mit zwei einander gegenüberliegenden Öffnungen zur Umgebung hin auf. Diese Öffnungen sind vorzugsweise im Fahrzeug nach oben und unten ausgerichtet, der Abschnitt 1.1 also in Hochachse des Fahrzeugs verlaufend, wie dies in 1B auch dargestellt ist.
Beabstandet von beiden Öffnungen weist der Druckausgleichskanal einen winklig abzweigenden zweiten Abschnitt 1.2 zum Gehäuseinneren 1.3 hin auf. Die wasserdichte Membran 3 kann vor, in oder hinter diesem zweiten Abschnitt 1.2 angeordnet sein, ist hier in den 1A und 1B aber in der wohl häufigsten Ausgestaltung hinter dem 2. Abschnitt 1.2 und damit im Inneren 1.3 des Gehäuses angeordnet. Der erste Abschnitt 1.1 ist zumindest in dem Bereich vor dem Abzweig mit dem luftdurchlässigen Körper 2 gefüllt.
Die 2A bis 2D sollen nun noch unterschiedliche Ausgestaltungen dieses Volumenkörpers 2 skizzieren. So ist denkbar, dass der Körper 2 aus einem faserartigen Material (2a) oder offenporigen Schaumstoff (2b) besteht. Insbesondere in diesen Fällen ist das Material vorzugsweise selbst wasserabweisend, vorzugsweise wasserdicht bzw. auch insgesamt feuchtigkeitsundurchlässig, insbesondere auch oleophob, oder zumindest die Oberfläche entsprechend beschichtet ist.
Die 2C und 2D zeigen einen Körper 2 aus einem geschlossen-porigen Schaumstoffmaterial besteht, dessen Oberfläche mit Ausformungen versehen ist, zwischen welchen sich Kanäle 2.1 zum Druckausgleich befinden.
Durch die Elastizität des Materials kann zudem sichergestellt werden, dass sich keine größeren mechanischen Spannungen auf das Druckausgleichselement 3 aufbauen können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19946825 C1 [0005]
EP 862354 A2 [0006]
WO 2014/090235 [0006]

Claims

Elektronikbaugruppe mit einem Gehäuse (1) und einem zumindest abschnittsweise im Inneren (1.3) des Gehäuses angeordneten elektronischen Schaltung sowie einem Druckausgleichskanal (1.1,1.2) durch das Gehäuse zum Druckausgleich zwischen dem Inneren (1.3) des Gehäuses und der Umgebung sowie einem Druckausgleichselement (3) aus einer luftdurchlässigen, aber wasserdichten Membran, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt (1.1) des Druckausgleichskanals zur Umgebung hin vor dem Druckausgleichselement (3) mit einem luftdurchlässigen Körper (2) gefüllt ist.
Elektronikbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichskanal einen ersten geraden Abschnitt (1.1) mit zwei einander gegenüberliegenden Öffnungen zur Umgebung hin aufweist sowie beabstandet von beiden Öffnungen einen winklig abzweigenden zweiten Abschnitt (1.2) zum Gehäuseinneren (1.3) hin aufweist, die wasserdichte Membran (3) vor, in oder hinter diesem zweiten Abschnitt (1.2) angeordnet ist und der erste Abschnitt (1.1) zumindest in dem Bereich vor dem Abzweig mit dem luftdurchlässigen Körper (2) gefüllt ist.
Elektronikbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2) aus einem faserartigen Material oder offenporigen Schaumstoff besteht.
Elektronikbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material selbst wasserabweisend, vorzugsweise wasserdicht, oder wasserabweisend beschichtet ist.
Elektronikbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2) aus einem geschlossen-porigen Schaumstoffmaterial besteht, dessen Oberfläche mit Ausformungen versehen ist, zwischen welchen sich Kanäle (2.1) zum Druckausgleich befinden.