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Hintergrund
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Dichtungselement für ein, elektrische Bauteile
enthaltendes Gehäuse mit
mindestens zwei Gehäuseteilen,
zwischen denen das Dichtungselement angeordnet ist. Ferner betrifft die
Erfindung eine Heizgerät-Steuereinrichtung
mit einem derartigen Dichtungselement.
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Bei
Steuereinrichtungen für
Heizgeräte,
wie sie als Luft- oder Wasserheizgerät bei Kraftfahrzeugen eingesetzt
werden, besteht allgemein die Anforderung, dass die in der Steuereinrichtung
angeordneten elektrischen und elektronischen Bauteile dauerhaft
vor einem Kontakt mit Wasser oder Schadstoffen geschützt sind.
Weil die Steuereinrichtungen teilweise mit Spritzwasser oder Streusalz
in Kontakt kommen, werden an Abdichtungen von Heizgerät-Steuereinrichtungen
besonders hohe Ansprüche gestellt.
Um diesen Ansprüchen
gerecht zu werden, sind die Gehäuse
von Heizgerät-Steuereinrichtungen besonders
gut abgedichtet und gegen ein Eindringen von Wasser oder Schadstoffen
gesichert.
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Neben
einer sicheren und dauerhaften Abdichtung des Gehäuses einer
Heizgerät-Steuereinrichtung,
muss zwischen dem Inneren des Gehäuses und dessen Umgebung ein
Druckausgleich möglich sein.
Der Druckausgleich ist umso wichtiger, je größer die Temperaturunterschiede
und -gradienten sind, denen die Heizgerät-Steuereinrichtung ausgesetzt
ist. Ein ordnungsgemäßer Druckausgleich an einem
Gehäuse
einer Heizgerät-Steuereinrichtung ist
auch eine wesentliche Voraussetzung, damit an den teilweise zahlreichen
Steckverbindungen der Steuereinrichtung nicht aufgrund eines Druckgefälles zwischen
der Umgebung des Gehäuses
und dessen Inneren Wasser bzw. Feuchtigkeit in das Gehäuse eingesogen
wird.
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Die
Einbauorte heutiger Heizgeräte,
beispielsweise heutiger Standheizungen, werden aufgrund des steigenden
Platzmangels an Kraftfahrzeugen immer „unwirtlicher". Daher ist insgesamt
das Bewerkstelligen des Druckausgleichs, derart, dass keine Feuchtigkeit
oder Wasser oder andere Flüssigkeiten
und damit auch Schadstoffe in eine Steuereinrichtung eindringen
können,
eine Herausforderung, der oft mit sehr großem Aufwand begegnet wird. Wenn
eine Steuereinrichtung viele Steckverbindungen aufweist und in einer
sehr feuchten Umgebung ihre Funktion erfüllen soll, kann es unter Umständen vorkommen,
dass elektrische Bauteile der Steuereinrichtung wegen eines Eindringens
von Feuchte bzw. Wasser oder einer Salzlösung ausfallen.
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Dazu
kommt die Problematik, dass an Heizgeräten große Temperaturgradienten, beispielsweise zwischen
dem durch eine Flamme aufgeheizten Brenner und einem von außen angespritzten
winterlichen Schmelzwasser mit Salz und Temperaturen weit unter – 5° C auftreten.
In einem solchen Fall können
unter Umständen
auch sogenannte wasserdichte Steckverbindungen dem Druckunterschied
zwischen dem Inneren und der Umgebung einer Heizgerät-Steuereinrichtung
nicht standhalten.
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Bei
Heizgeräten
für Kraftfahrzeuge
wird aus diesen Gründen
ein vergleichsweise hoher Aufwand betrieben, um mittels verschiedener
Belüftungssysteme
einerseits eine gute Abdichtung und andererseits den gewünschten
Druckausgleich sicherzustellen. Die Belüftung einer Heizgerät-Steuereinrichtung
hat sowohl konstruktiv als auch materialseitig einen vergleichsweise
hohen Anteil an den Gesamtkosten der Steuereinrichtung.
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Bekannte
labyrinthartige Belüftungssysteme für Heizgerät-Steuereinrichtungen
sind vergleichsweise aufwendig und können oft bei bestimmten Einbaulagen
eines Heizgerätes
ein Eindringen von schädlichen
Reagenzien nicht völlig
verhindern. Im Extremfall kann es bei einer Ansammlung einer Salzlösung in
einem Heizgerät
bzw. in dessen Steuereinrichtung auch zu einem Brand kommen.
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Aus
DE 93 03 501 U1 ist
ein Dichtungselement für
ein, elektrische Bauteile enthaltendes Gehäuse mit zwei Gehäuseteilen
bekannt, zwischen denen das Dichtungselement anzuordnen ist. Das
Gehäuse
umfasst eine Druckausgleichseinrichtung, die über einen Kanal verfügt, nämlich eine
Druckausgleichsöffnung,
der zur Umgebung des Gehäuses
offen ist. Ferner umfasst die Druckausgleichseinrichtung eine Blase,
die aus einem elastischen Material hergestellt ist, nämlich einen
elastischen Luftsack, und sich in das Innere des Gehäuses erstreckt.
Die Druckausgleichseinrichtung ist mittels der Blase dicht verschlossen.
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Zugrundeliegende
Aufgabe
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein eingangs genanntes Dichtungselement für ein elektronische Bauteile
und/oder andere zu schützende
Bauteile enthaltendes Gehäuse,
insbesondere für
eine Heizgerät-Steuereinrichtung
bereitzustellen, bei dem die oben genannten Probleme überwunden
und eine dauerhafte und zugleich kostengünstige Abdichtung des Gehäuses bei
einem gleichzeitigen ausreichenden Druckausgleich zwischen der Umgebung
und dem Inneren des Gehäuses
geschaffen sind.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Die
Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Dichtungselement
für ein,
elektrische Bauteile enthaltendes Gehäuse der eingangs genannten
Art gelöst,
bei dem das Dichtungselement mit einem zwischen den beiden Gehäuseteilen
anzuordnenden Dichtring versehen ist, indem ein Kanal ausgebildet ist,
der zu der Umgebung des Gehäuses
hin offen ist, und mit einer Blase, die sich im Inneren des Gehäuses erstreckt,
flutdicht an den Kanal des Dichtrings angeschlossen und aus einem
elastischen Material hergestellt ist.
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Erfindungsgemäß ist durch
eine speziell abgestimmte Kombination eines Dichtungselements bzw.
einer Dichtung und eines besonders einfachen Druckausgleichssystems
in Gestalt einer Blase die oben genannte Aufgabe auf kostengünstige Weise gelöst. Dabei
ist die erfindungsgemäße Lösung speziell
auf die hohen Anforderungen bei einer Heizgerät-Steuereinrichtung angepasst.
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Die
Erfindung geht bei ihrer Lösung
einen für Heizgeräte-Steuereinrichtungen
bisher nicht gekannten Weg, indem auf die bei Heizgeräten üblichen
Belüftungssysteme
verzichtet und eine Druckausgleichseinrichtung in Gestalt einer
Blase eingesetzt wird. Mit einer erfindungsgemäß verwendeten Blase wird das
zugehörige
Gehäuse
nicht im klassischen Sinne „entlüftet" sondern es wird
bewusst eine flutdichte Grenze zwischen der Umgebung des Gehäuses und dessen
Inneren geschaffen, die zwar einen Austausch von Feuchtigkeit oder
Schadstoffen verhindert, zugleich aber einen Druckausgleich ermöglicht.
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Die
erfindungsgemäße Heizgerät-Steuereinrichtung
ist so ausgebildet, dass ein Luftvolumen in Gestalt einer Blase
unmittelbar an einem Dichtring eines Dichtungselements ausgebildet
ist, wobei der Dichtring des Dichtungselements eine direkte Verbindung
zur Umgebung bzw. Außenwelt
des zugehörigen
Gehäuses
schafft. Die Blase füllt
einen Teil des nicht mit elektrischen bzw. anderen Bauteilen belegten
Freiraums im Inneren des Gehäuses
und kann wegen der „Belüftungsöffnung" in dem Dichtring
richtiggehend „atmen".
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An
der erfindungsgemäßen Heizgerät-Steuereinrichtung
sind Steckverbindungen und deren Dichtflächen von jeglicher Druckbelastung
befreit und zugleich ist auf kostengünstige Weise das Innere der
Steuereinrichtung hermetisch von der Umgebung getrennt.
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Erfindungsgemäß entfallen
damit vergleichsweise kompliziert herzustellende Labyrinth-Belüftungssysteme,
wie sie bisher aus Kunststoff oder Aluminium-Druckguss hergestellt werden mussten.
Die erfindungsgemäß vorgesehene
Blase ist unmittelbar an einem Dichtring eines Dichtungselements
angeordnet und kann daher ohne Zusatzaufwand in einem Arbeitsschritt
zusammen mit dem Dichtring montiert werden. Darüber hinaus ist bei dem erfindungsgemäßen Dichtungselement
eine hermetisch dichte und für
Feuchtigkeit oder Spritzwasser nicht zu durchdringende Grenze zwischen
den elektrischen Bauteilen im Innern des Gehäuses und dessen Umgebung geschaffen.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind der Dichtring
des Dichtungselements und dessen Blase einstückig ausgebildet. Die einstückige Ausgestaltung
von Dichtring und Blase kann besonders einfach und kostengünstig in
einem einzelnen Spritzguss-Vorgang hergestellt werden. Für die erfindungsgemäß vorgesehene
Blase ist bei einer derartigen Weiterbildung daher nahezu kein Zusatzaufwand
notwendig. Mit dem erfindungsgemäßen Dichtungselement
wird sozusagen „gratis" ein Druckausgleichs-
bzw. Belüftungssystem
für die Heizgeräte-Steuereinrichtung
mitgeliefert.
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Der
oben genannte Spritzguss-Vorgang kann besonders kostengünstig gestaltet
werden, indem für
den Dichtring und die Blase dasselbe Material verwendet wird. Bei
dem erfindungsgemäßen Dichtungselement
kann trotz der unterschiedlichen Funktionen von Dichtring und Blase
für diese
beiden Teile dasselbe Material verwendet werden, weil sowohl beim
Dichtring als auch der Blase ein gewisse Elastizität zum Abdichten
bzw. Ausgleichen eines Druckunterschieds von Vorteil ist.
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Bei
der Materialauswahl und der Konstruktion des erfindungsgemäßen Dichtungselements
sollte ferner beachtet werden, dass die Größe der Blase und die Elastizität des Materials
der Blase derart gewählt
sind, dass die Blase, bei einem maximal zu erwartenden Unterdruck
in dem Gehäuse,
die elektrischen Bauteile in dem Gehäuse nicht beschädigen kann.
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Darüber hinaus
sollten die Größe der Blase und
die Elastizität
des Materials der Blase derart gewählt sein, dass die Blase, bei
einem maximal zu erwartenden Unterdruck in dem Gehäuse ein
vorbestimmtes Restvolumen aufweist. Mit dem Restvolumen der Blase
wird sichergestellt, dass einzelne Wandabschnitte der Blase nicht
miteinander verkleben können
und sich die Blase bei einem Druckanstieg in der Umgebung des Gehäuses unter
allen Umständen
wieder vergrößert.
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Wie
bereits oben erwähnt
wird das erfindungsgemäße Dichtungselement
besonders vorteilhaft und gewinnbringend bei einer Heizgerät-Steuereinrichtung
eingesetzt.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Dichtungselements
an einer Heizgerät-Steuereinrichtung
anhand der beigefügten
schematischen Zeichnungen näher
erläutert. Es
zeigt:
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1 einen
Schnitt eines Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Dichtungselements und
einer zugehörigen
Heizgerät-Steuereinrichtung.
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In 1 ist
eine Heizgerät-Steuereinrichtung 10 veranschaulicht,
die ein Gehäuse 12 mit
einem ersten Gehäuseteil 14 und
einem zweiten Gehäuseteil 16 sowie
einem Dichtungselement 18 umfasst.
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Detaillierte Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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Die
beiden Gehäuseteile 14 und 16 bilden
jeweils zwei schalenförmige
Gehäusehälften, zwischen
denen das Dichtungselement 18 angeordnet und damit eine
flutdichte Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen 14 und 16 geschaffen
ist, sodass ein Inneres 20 des Gehäuses 12 im Wesentlichen
hermetisch abgeschlossen ist.
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In
dem Inneren 20 des Gehäuses 12 befindet sich
eine Leiterplatte 22, auf der mehrere elektrische Bauteile 24 und
eine Steckverbindung 26 angeordnet sind. Die elektrischen
Bauteile 24 und die Steckverbindung 26 sind in
herkömmlicher
Weise durch nicht dargestellt elektrische Leiter verbunden. Die
Leiterplatte 22 ist auf Lagern 28 an dem zweiten
Gehäuseteil 16 abgestützt und
auf diese Weise bezogen auf das Gehäuse 12 ortsfest gelagert.
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Die
Steckverbindung 26 ist durch das zweite Gehäuseteil 16 hindurchgeführt und
kann von außen von
einem nicht dargestellten Stecker kontaktiert werden. Die Steckverbindung 26 ist
ferner mit einer nicht dargestellten Dichtung versehen, mittels
der sichergestellt ist, dass zwischen dem zweiten Gehäuseteil 16 und
der Steckverbindung 26 eine flutdichte Verbindung geschaffen
ist.
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Das
Dichtungselement 18 ist mit einem Dichtring 30 gestaltet,
der sich zwischen den beiden Gehäuseteilen 14 und 16 befindet
und an dessen bezogen auf 1 Ober-
und Unterseite jeweils ein Steg 32 im Wesentlichen rechtwinklig
absteht. Die Stege 32 sind in jeweils eine Nut 34 eingeschoben,
die an einer zum Dichtring 30 gewandten Stirnfläche des ersten
Gehäuseteils 14 bzw.
des zweiten Gehäuseteils 16 ausgebildet
ist.
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Der
Dichtring 30 ist ferner von einem Kanal 36 durchsetzt,
der mit einer Öffnung 38 in
die Umgebung 40 des Gehäuses 12 mündet. An
dem zum Inneren 20 des Gehäuses 12 gerichteten
Ende des Kanals 36 ist eine Blase 42 flutdicht
angeschlossen, in der sich ein Luftvolumen 44 befindet.
Das Luftvolumen 44 ist damit durch den Kanal 36 hindurch
in flutleitender Verbindung mit der Umgebung 40 des Gehäuses 12.
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Die
Blase 42 weist eine vergleichsweise dünne Wand 46 auf, die
in einem Spritzguss-Arbeitsgang zusammen mit dem Dichtring 30 ausgebildet
worden ist. Die Wand 46 und der Dichtring 30 sind
beide aus ein und demselben elastischen Material hergestellt.
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Die
Größe der Blase 42 und
die Elastizität des
Materials der Blase 42 sind derart gewählt, dass die Blase 42 bei
einem maximal zu erwartenden Unterdruck in dem Gehäuse 12 die
elektrischen Bauteile 24 auf der Leiterplatte 22 nicht
beschädigen
kann. Ferner ist die Größe der Blase 42 und
die Elastizität des
zugehörigen
Materials so gewählt,
dass die Blase 42 bei einem maximal zu erwartenden Überdruck im
Innern 20 des Gehäuses 12 mindestens
ein vorbestimmtes Restvolumen aufweist.
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Mit
der in das Dichtungselement 18 integrierten Blase 42 wird
sichergestellt, dass zwischen dem Innern 20 des Gehäuses 12 und
dessen Umgebung 40 zwar eine für Flüssigkeiten und Schadstoffe
undurchdringbare Barriere geschaffen ist, dass zugleich aber für einen
Druckausgleich zwischen diesen beiden Räumen gesorgt ist. Durch den
mit der Blase 42 auf kostengünstige Weise geschaffenen Druckausgleich
ist insbesondere ein „Einsaugen" von Flüssigkeit
oder Schadstoffen im Bereich der Steckverbindung 26 sicher
verhindert.
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- 10
- Heizgerät-Steuereinrichtung
- 12
- Gehäuse
- 14
- erstes
Gehäuseteil
- 16
- zweites
Gehäuseteil
- 18
- Dichtungselement
- 20
- Innere
des Gehäuses
- 22
- Leiterplatte
- 24
- elektrisches
Bauteil
- 26
- Steckverbindung
- 28
- Lager
- 30
- Dichtring
- 32
- Steg
- 34
- Nut
- 36
- Kanal
- 38
- Öffnung
- 40
- Umgebung
des Gehäuses
- 42
- Blase
- 44
- Luftvolumen
- 46
- Wand