DE4236320A1 - Housing for vehicle oil-level sensor - has walls made of thermoplastic material with wire connectors passing through wall, sealed by own thermoplastic layer - Google Patents
Housing for vehicle oil-level sensor - has walls made of thermoplastic material with wire connectors passing through wall, sealed by own thermoplastic layerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein elektrisches Gerät, insbesondere für eine elektronische Schaltung eines Füllstandsgebers in Kraftfahrzeugen, mit einer Gehäusewand aus thermoplastischem Kunststoff und mit elektrischen Anschlußteilen aus Metall, wobei die Anschlußteile abgedichtet durch die Gehäusewand hindurchgeführt sind.The invention relates to a housing for an electrical Device, in particular for an electronic circuit of a Level sensor in motor vehicles, with a housing wall made of thermoplastic and with electrical Metal connectors, the connectors are sealed through the housing wall.
Derartige Gehäuse werden häufig zum Schutz der im Inneren des Gehäuses angeordneten elektrischen Geräte gegen Umgebungseinflüsse verwendet. Insbesondere sind derartige Gehäuse erforderlich, um empfindliche elektronische Schaltungen von Ölfüllstandsgebern in Kraftfahrzeugen einerseits gegen die außerhalb einer Ölwanne des Kraftfahrzeugmotors herrschenden Umwelteinflüsse, wie Staub, Schmutz und Feuchtigkeit, und andererseits gegen Beschädigung durch die Korrosionswirkung des in der Motorölwanne befindlichen Motoröles zu schützen.Such housings are often used to protect the inside the housing arranged against electrical devices Environmental influences used. Such are in particular Housing required to sensitive electronic Circuits of oil level sensors in motor vehicles on the one hand against the outside of an oil pan of the Motor vehicle engine prevailing environmental influences, such as Dust, dirt and moisture, and on the other hand against Damage caused by the corrosion effect in the To protect engine oil sump located engine oil.
Um diesen Schutz zu gewährleisten, sind die elektrischen Anschlußteile, die die elektrische Schaltung mit außerhalb der Gehäusewand befindlichen Einrichtungen verbinden, abgedichtet durch die Gehäusewand hindurchgeführt. Als Dichtmittel kommen hier separate Kunststoff- oder Gummidichtungen in Frage, die zwischen den Anschlußteilen und der Gehäusewand angeordnet sind. Derartige separat erforderliche und als separate Teile in der Fertigung und Montage zu handhabende Teile erhöhen jedoch den Kostenaufwand für den Gehäuseaufbau und den Fertigungs- und Kostenaufwand bei der Montage des elektrischen Gerätes im Gehäuse.To ensure this protection, the electrical Connection parts that connect the electrical circuit with outside connect devices located on the housing wall, sealed through the housing wall. When Separate plastic or sealants come here Rubber seals in question between the connectors and the housing wall are arranged. Such separately required and as separate parts in manufacturing and Assembly parts to be handled increase the Cost of housing construction and manufacturing and Cost of installing the electrical device in the Casing.
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Gehäuse für ein elektrisches Gerät zu schaffen, bei dem mit einfachen und kostengünstigen Mitteln eine sehr gute Abdichtung zwischen den Anschlußteilen und der Gehäusewand im Bereich der Gehäusewanddurchführung gewährleistet ist.The invention has the task of a housing for a to create electrical device with simple and inexpensive means a very good seal between the connecting parts and the housing wall in the area of Housing wall bushing is guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrischen Anschlußteile im Bereich der Gehäusewanddurchführung eine Deckschicht aus thermoplastischem Kunststoff aufweisen und daß die Anschlußteile mit dem Kunststoffmaterial der Gehäusewand umspritzt sind.This object is achieved in that the electrical connectors in the area of Housing wall bushing a cover layer have thermoplastic and that Connection parts with the plastic material of the housing wall are encapsulated.
Dadurch, daß die elektrischen Anschlußteile im Bereich der Gehäusewanddurchführung eine Deckschicht aus thermoplastischem Kunststoff aufweist, die als Dichtmittel wirkt, ist das elektrische Anschlußteil vor der Endmontage bzw. der Weiterverarbeitung des Gehäuses mit dem Dichtmittel verbunden, so daß eine separate Handhabung von Dichtmitteln und elektrischen Anschlußteilen in der Montage entfällt. Weiterhin kann unabhängig von der übrigen Montage des Gehäuses das jeweilige elektrische Anschlußteil mit der Deckschicht versehen werden oder es können von Zulieferern bereits Anschlußteile mit einer derartigen Deckschicht bezogen werden.The fact that the electrical connection parts in the area of Housing wall bushing a cover layer thermoplastic has as a sealant acts, is the electrical connector before final assembly or the further processing of the housing with the Sealant connected so that a separate handling of Sealants and electrical connection parts in assembly not applicable. Furthermore, regardless of the rest of the assembly of the housing, the respective electrical connection part with the Cover layer can be provided or it can be from suppliers already connecting parts with such a cover layer related.
Durch das erfindungsgemäße Umspritzen der solchermaßen mit einer Deckschicht versehenen Anschlußteile mit dem Kunststoffmaterial der Gehäusewand wird beim Spritzvorgang der thermoplastische Kunststoff der Deckschicht auf eine Temperatur oberhalb der Einfriertemperatur des thermoplastischen Kunststoffmaterials erwärmt, was zu einem Anlösen des Kunststoffmateriales der Deckschicht führt. Das angelöste Kunststoffmaterial der Deckschicht geht dann beim Spritzvorgang und bei dem sich an den Spritzvorgang anschließenden Abkühlvorgang eine innige formschlüssige Verbindung mit dem thermoplastischen Kunststoffmaterial der Gehäusewand ein. Es ergibt sich eine Übergangsschicht zwischen dem thermoplastischen Kunststoff der Deckschicht und dem thermoplastischen Kunststoff der Gehäusewand, die genauso feuchtigkeits- und schmutzundurchlässig ist, wie das Kunststoffmaterial der Deckschicht und der Gehäusewand selbst.By overmolding in accordance with the invention a cover layer provided with the connection parts Plastic material of the housing wall is used during the spraying process the thermoplastic plastic of the cover layer on one Temperature above the freezing temperature of the thermoplastic material heated, resulting in a Dissolving of the plastic material of the top layer leads. The dissolved plastic material of the top layer then goes to Spraying process and in the process of spraying subsequent cooling process an intimate positive Connection with the thermoplastic material of the Housing wall. There is a transition layer between the thermoplastic plastic of the top layer and the thermoplastic plastic of the housing wall, the is just as impermeable to moisture and dirt as the plastic material of the cover layer and the housing wall self.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird also eine Abdichtung zwischen den elektrischen Anschlußteilen und der Gehäusewand geschaffen, die hinsichtlich ihrer Dichtwirkung mit den Anschlußteilen und der Gehäusewand selbst absolut vergleichbar ist, so daß die erfindungsgemäße Lösung gegenüber dem Vorbekannten eine wesentlich bessere Dichtwirkung aufweist. Darüber hinaus sind für die Realisierung der erfindungsgemäßen Maßnahme in der Fertigung und Montage des erfindungsgemäßen Gehäuses kaum zusätzliche Arbeitsgänge erforderlich, so daß die gewünschte Abdichtung zwischen den Anschlußteilen und der Gehäusewand mit einfachen und kostengünstigen Mitteln realisiert wird.The measures according to the invention therefore result in a Sealing between the electrical connectors and the Housing wall created in terms of their sealing effect with the connecting parts and the housing wall itself absolutely is comparable, so that the solution according to the invention a much better one than the previous one Has sealing effect. In addition, for Realization of the measure according to the invention in the Manufacturing and assembly of the housing according to the invention hardly additional operations required so that the desired sealing between the connecting parts and the Housing wall with simple and inexpensive means is realized.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gehäuses gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous refinements and developments of the Housing according to the invention go from the dependent claims forth.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die elektrischen Anschlußteile Drahtabschnitte sind. Derartige Drahtabschnitte können einfach und kostengünstig von großen Drahtrollen abgelängt werden. Die für die erfindungsgemäße Lösung erforderlichen Drähte mit einer Deckschicht aus thermoplastischem Kunststoff sind auf dem Markt frei verfügbar. Diese Drähte mit einer Deckschicht aus thermoplastischem Kunststoffmaterial werden angeboten für den Aufbau sogenannter freitragender Spulen, wobei für den Aufbau zum Verbacken der Drahtteile der freitragenden Spulen Heißluft, Stromstöße oder Lösungsmittel verwendet werden sollen. It is particularly advantageous if the electrical Connection parts are wire sections. Such Wire sections can be easily and inexpensively sized Wire rolls are cut to length. The for the invention Solution required wires with a top layer thermoplastic is free on the market available. These wires with a top layer thermoplastic material are offered for the construction of so-called self-supporting coils, whereby for the Structure for baking the wire parts of the self-supporting Coils of hot air, electric shocks or solvents are used should be.
Die elektrischen Anschlußteile können über den Bereich der Gehäusewanddurchführung hinaus auf ihrer gesamten Oberfläche eine Deckschicht aus thermoplastischem Kunststoff aufweisen. Der elektrische Anschluß an andere Teile des elektrischen Gerätes wird durch ein mechanisches Abisolieren der Drahtenden und anschließendes Verzinnen ermöglicht.The electrical connection parts can over the range of Housing wall bushing on all of them Surface of a top layer made of thermoplastic Have plastic. The electrical connection to others Parts of the electrical device are replaced by a mechanical Stripping the wire ends and then tinning enables.
Die Deckschicht kann besonders vorteilhaft aus Polyamid bestehen, weil derartige mit Polyamid beschichtete elektrische Anschlußteile zumindest in Drahtform frei auf dem Markt verfügbar sind.The cover layer can be particularly advantageously made of polyamide exist because such coated with polyamide electrical connection parts freely at least in wire form are available on the market.
Als Kunststoffmaterial der Gehäusewand kann vorteilhaft ebenfalls Polyamid-Werkstoff gewählt werden. Derartige Polyamid-Werkstoffe sind kostengünstig zu beschaffen und einfach für Kunststoffteile zu verspritzen.The housing wall can be advantageous as the plastic material polyamide material can also be selected. Such Polyamide materials are inexpensive to procure and easy to spray for plastic parts.
Das Material der Deckschicht und der Gehäusewand kann vorteilhaft im wesentlichen gleich sein, weil dann die beschriebene Ausbildung eines Übergangsbereichs mit einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Kunststoffmaterial der Deckschicht und dem Kunststoffmaterial der Gehäusewand besonders gut und vollständig gelingt.The material of the cover layer and the housing wall can advantageously be substantially the same because then the described formation of a transition area with a positive connection between the plastic material the cover layer and the plastic material of the housing wall succeeds particularly well and completely.
Für hoch belastete Gehäuse, wie z. B. die Gehäuse von Ölfüllstandsgebern in Kraftfahrzeugen, kann das Kunststoffmaterial der Gehäusewand besonders vorteilhaft aus Polymeren von Hexamethylendiamid und Adipinsäure (PA66) bestehen. Das Material PA66 weist die erforderliche, mechanische Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und Beständigkeit gegen aggressive Flüssigkeiten, wie z. B. Motoröl, auf.For heavily loaded housings such as B. the housing of Oil level sensors in motor vehicles can do that Plastic material of the housing wall is particularly advantageous from polymers of hexamethylenediamide and adipic acid (PA66) consist. The material PA66 has the required mechanical strength, temperature resistance and Resistance to aggressive liquids, such as B. Engine oil, on.
Zwischen der Deckschicht und den elektrischen Anschlußteilen kann vorteilhaft eine Zwischenschicht angeordnet sein, die als Haftvermittler zwischen der Deckschicht und den elektrischen Anschlußteilen wirkt. Um ein Erwärmen oberhalb der Einfriertemperatur der Zwischenschicht bzw. der Schmelztemperatur der Zwischenschicht bei dem Umspritzen der Anschlußteile mit dem Kunststoffmaterial der Gehäusewand zu vermeiden, ist es besonders vorteilhaft, wenn in diesem Zusammenhang die Zwischenschicht aus duroplastischem Kunststoff besteht, der ein Aufschmelzverhalten wie thermoplastische Kunststoffe und häufig eine höhere Temperaturbeständigkeit als Thermoplaste aufweist. Es kann jedoch auch eine Zwischenschicht aus thermoplastischem Kunststoff mit einer höheren Einfriertemperatur als der Kunststoff der Deckenschicht benutzt werden, der dann ebenfalls nicht zu einem Anlösen der Zwischenschicht beim Umspritzen mit dem Kunststoffmaterial der Gehäusewand führt.Between the top layer and the electrical Connection parts can advantageously have an intermediate layer be arranged as an adhesion promoter between the Cover layer and the electrical connection parts acts. Around heating above the freezing temperature of the Intermediate layer or the melting temperature of the Intermediate layer when molding the connector parts with it is to avoid the plastic material of the housing wall particularly advantageous if in this context Intermediate layer made of thermosetting plastic, the melting behavior like thermoplastic materials and often a higher temperature resistance than Has thermoplastics. However, it can also be a Interlayer made of thermoplastic with a higher freezing temperature than the plastic of the Ceiling layer are used, which then also not to a loosening of the intermediate layer when encapsulated with the Plastic material of the housing wall leads.
Da die Zwischenschicht allein als Haftvermittler zwischen der Deckschicht und den elektrischen Anschlußteilen dient, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dicke der Zwischenschicht größer ist als die Dicke der Deckschicht.Since the intermediate layer alone acts as an adhesion promoter between serves the top layer and the electrical connection parts, it is particularly advantageous if the thickness of the Intermediate layer is larger than the thickness of the cover layer.
Versuche haben ergeben, daß eine Dicke der Deckschicht von etwa 5 bis 20 µm vollkommen ausreichend ist, um die beschriebene Übergangsschicht einerseits bilden zu können und um andererseits ein vollständiges Aufschmelzen der Deckschicht bis hin zur Zwischenschicht bzw. zur Oberfläche der elektrischen Anschlußteile zu vermeiden.Tests have shown that the thickness of the cover layer is about 5 to 20 µm is completely sufficient to achieve the to be able to form the described transition layer on the one hand and on the other hand a complete melting of the Cover layer to the intermediate layer or to the surface to avoid the electrical connection parts.
Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.Embodiment of the invention are in the drawings are shown and are based on the drawing explained in more detail.
Es zeigt It shows
Fig. 1 einen Ölfüllstandsgeber für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse gemäß der Erfindung, teilweise geschnitten, Fig. 1 is partially cut an oil level sensor for motor vehicles, with a housing according to the invention,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Gehäusewand und durch ein Anschlußteil des Füllstandsgebers gemäß der Fig. 1 und Fig. 2 shows a longitudinal section through the housing wall and through a connecting part of the level sensor according to FIGS. 1 and
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Gehäusewand und das Anschlußteil gemäß der Schnittlinie (A-A) in Fig. 2. Fig. 3 shows a cross section through the housing wall and the connecting part according to the line (AA) in FIG. 2.
In der Fig. 1 weist der Ölfüllstandsgeber für Kraftfahrzeuge einen Dämpfungsbecher (1) auf, der aus Kunststoff gespritzt ist. Der Dämpfungsbecher (1) ist mittels einer Rast- oder Klemmverbindung mit einem Befestigungsflansch (2) verbunden, der die Gehäusewand gemäß der Erfindung darstellt. Die Gehäusewand ist als Kunststoffspritzteil ausgebildet. Innerhalb des Befestigungsflansches (2), auf der vom Dämpfungsbecher (1) abgewandten Seite ist eine elektronische Verarbeitungsschaltung (3) angeordnet. Der Bereich der elektronischen Verarbeitungsschaltung (3) des Befestigungsflansches (2) ist durch einen Deckel (4) abgedeckt, der mittels angeformter Distanzbuchsen mit dem Befestigungsflansch (2) verbunden ist.In Fig. 1, the oil level sensor for motor vehicles has a damping cup ( 1 ) which is injection molded from plastic. The damping cup ( 1 ) is connected by means of a latching or clamping connection to a fastening flange ( 2 ) which represents the housing wall according to the invention. The housing wall is designed as a molded plastic part. An electronic processing circuit ( 3 ) is arranged inside the mounting flange ( 2 ) on the side facing away from the damping cup ( 1 ). The area of the electronic processing circuit ( 3 ) of the mounting flange ( 2 ) is covered by a cover ( 4 ) which is connected to the mounting flange ( 2 ) by means of molded spacers.
Über eine Anschlußleitung (5) können die von der elektronischen Verarbeitungsschaltung (3) erzeugten elektrischen Signale z. B. an eine Anzeigeeinrichtung übermittelt werden.Via a connecting line ( 5 ), the electrical signals generated by the electronic processing circuit ( 3 ) z. B. be transmitted to a display device.
In der Fig. 1 unten ist zwischen dem Befestigungsflansch (2) und dem Dämpfungsbecher (1) ein Flutungskanal (7) gebildet, durch den die Flüssigkeit, deren Füllstand gemessen werden soll, in den Dämpfungsbecher (1) einströmen kann. Derartige Ölfüllstandsgeber, wie der in der Fig. 1 abgebildete, sind üblicherweise von unten her in die Ölwanne des Kraftfahrzeuges, die in der Fig. 1 nicht dargestellt ist, eingesetzt. Dadurch befindet sich das Öl, dessen Füllstand gemessen werden soll, im unteren Bereich des Dämpfungsbechers (1). Innerhalb des Dämpfungsbechers (1) ist ein Träger (6) angeordnet, der temperaturabhängige Widerstände aufweist. Der Träger (6) ist mittels einer Aufnahme (8) im Dämpfungsbecher (1) fixiert. Andererseits ist der Träger (6) gemäß der Fig. 1 in das Kunststoffmaterial des Befestigungsflansches (2) eingespritzt.In Fig. 1 below, a flood channel ( 7 ) is formed between the mounting flange ( 2 ) and the damping cup ( 1 ) through which the liquid, the level of which is to be measured, can flow into the damping cup ( 1 ). Such oil level sensors, such as the one shown in FIG. 1, are usually inserted from below into the oil pan of the motor vehicle, which is not shown in FIG. 1. As a result, the oil whose level is to be measured is in the lower area of the damping cup ( 1 ). A carrier ( 6 ), which has temperature-dependent resistances, is arranged inside the damping cup ( 1 ). The carrier ( 6 ) is fixed in the damping cup ( 1 ) by means of a receptacle ( 8 ). On the other hand, the carrier ( 6 ) according to FIG. 1 is injected into the plastic material of the mounting flange ( 2 ).
Der Träger (6) ist mittels elektrischer Anschlußteile (9), die als Anschlußdrähte ausgebildet sind, mit der elektronischen Verarbeitungsschaltung (3) elektrisch leitend verbunden. Um ein Herauslaufen des Motoröles aus der Motorölwanne im Bereich des Befestigungsflansches (2) zu vermeiden, muß der Befestigungsflansch (2) einerseits abgedichtet mit der Motorölwanne verbunden werden. Andererseits muß die Durchführung der elektrischen Anschlußdrähte (9) durch die Gehäusewand des Befestigungsflansches (2) abgedichtet erfolgen.The carrier ( 6 ) is electrically conductively connected to the electronic processing circuit ( 3 ) by means of electrical connecting parts ( 9 ) which are designed as connecting wires. A run-out of the engine oil to avoid from the engine oil pan in the region of the mounting flange (2), the mounting flange (2) has to be sealed on the one hand connected to the engine oil sump. On the other hand, the electrical connection wires ( 9 ) must be sealed through the housing wall of the fastening flange ( 2 ).
Dies ist auch aus der Fig. 2 erkennbar, in der nur der Befestigungsflansch (2) bzw. die Gehäusewand aus Kunststoffmaterial und die elektrischen Anschlußteile (9), die als Anschlußdrähte ausgebildet sind, dargestellt sind. Wäre diese Durchführung der elektrischen Anschlußdrähte (9) durch die Gehäusewand (2) nicht dicht, so könnte das Motoröl in den Bereich der elektronischen Schaltung durch die entstandenen Trennfugen gelangen. Dies ist zu vermeiden.This can also be seen from FIG. 2, in which only the fastening flange ( 2 ) or the housing wall made of plastic material and the electrical connecting parts ( 9 ), which are designed as connecting wires, are shown. If this passage of the electrical connecting wires ( 9 ) through the housing wall ( 2 ) were not tight, the motor oil could get into the area of the electronic circuit through the separating joints formed. Avoid this.
Um dies zu vermeiden, weist jedes elektrische Anschlußteil (9), wie in der Fig. 3 dargestellt, eine Deckschicht (10) aus thermoplastischem Kunststoffmaterial auf. Zwischen dieser Deckschicht (10) aus thermoplastischem Kunststoff und dem elektrischen Anschlußteil (9) ist eine Zwischenschicht (11) aus duroplastischem Kunststoffmaterial angeordnet, das als Haftvermittler zwischen den elektrischen Anschlußteilen (9) und der Deckschicht (10) dient. Beim erfindungsgemäßen Umspritzen des mit der Deckschicht (10) versehenen Anschlußteiles (9) mit dem thermoplastischen Kunststoffmaterial der Gehäusewand (2) wird das thermoplastische Kunststoffmaterial der Deckschicht (10) auf eine Temperatur oberhalb der Einfriertemperatur des Kunststoffmateriales der Deckschicht (10) erwärmt, was zu einem Anlösen des Kunststoffmaterials der Deckschicht (10) im Bereich der Grenze zu dem Kunststoffmaterial der Gehäusewand (2) führt. Dadurch bildet sich zwischen dem Kunststoffmaterial und der Deckschicht (10) eine Übergangsschicht (12) gemäß Fig. 3, in der die Kunststoffmaterialien der Gehäusewand (2) und der Deckschicht (10) eine formschlüssige Verbindung eingehen. Das heißt, in der Übergangsschicht (12) herrscht eine genauso große Dichtigkeit gegenüber Flüssigkeiten oder Schmutz, wie in dem Kunststoffmaterial der Gehäusewand (2) oder der Deckschicht (10), so daß die oben genannte Bildung von Trennfugen zum Heraussickern von Motoröl aus der Motorölwanne in dem Bereich der elektronischen Schaltung sicher vermieden wird.To avoid this, each electrical connection part ( 9 ), as shown in FIG. 3, has a cover layer ( 10 ) made of thermoplastic material. Between this cover layer ( 10 ) made of thermoplastic and the electrical connection part ( 9 ) an intermediate layer ( 11 ) made of thermosetting plastic material is arranged, which serves as an adhesion promoter between the electrical connection parts ( 9 ) and the cover layer ( 10 ). The inventive extrusion coating of the bearing the outer layer (10) connecting part (9) with the thermoplastic plastic material of the housing wall (2), the thermoplastic plastic material of the cover layer (10) is heated to a temperature above the glass transition temperature of the plastic material of the cover layer (10), resulting in dissolving of the plastic material of the cover layer ( 10 ) in the area of the border to the plastic material of the housing wall ( 2 ). This forms a transition layer ( 12 ) according to FIG. 3 between the plastic material and the cover layer ( 10 ), in which the plastic materials of the housing wall ( 2 ) and the cover layer ( 10 ) form a positive connection. That is, in the transition layer ( 12 ) there is just as great a seal against liquids or dirt as in the plastic material of the housing wall ( 2 ) or the cover layer ( 10 ), so that the above-mentioned formation of parting lines for seeping out of engine oil from the engine oil pan is surely avoided in the field of electronic circuitry.
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