DE4447513C2 - Wasserdichtes Gehäuse zum Schutz von Elektronikschaltkreisen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein wasserdichtes Gehäuse zum Schutz von Elektronikschaltkreisen gemäß Oberbegriff von Patentan­ spruch 1.

Elektronikschaltkreise auf Leiterplatten, die in feuchten o­ der schmutzintensiven Umgebungen wie z. B. in einem Kraft­ fahrzeug eingesetzt werden, werden durch wasserdichte Gehäuse gegen diese Umwelteinflüsse geschützt. Wird jedoch ein elek­ tronisches Bauelement auf der Leiterplatte angeordnet, das auf Umgebungsgrößen reagieren soll - z. B. ein Drucksensor zur Messung des Umgebungsluftdrucks, muß das Bauelement die be­ treffende Umgebungsgröße aufnehmen können. Dabei ist oftmals ein Durchbruch in der Wandung des Gehäuses nötig, damit die Umgebungsgröße dem Bauelement zugänglich gemacht wird. Der Gehäuseinnenraum muß nun wasserdicht gegen diesen Durchbruch und das Bauelement abgedichtet werden.

Ein wasserdichtes Gehäuse zum Schutz von Elektronikschalt­ kreisen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist für einen Low-Noise-Converter bekannt (DE 41 06 077 A1). Es weist ein Oberteil, ein Unterteil und eine zwischen dem Oberteil und dem Unterteil angeordnete Dichtung auf. Die Leiterplatte ist zwischen zwei am Oberteil und am Unterteil angeordnete, in das Gehäuseinnere ragende Fixierungsstege festgeklemmt.

Aus der DE 37 16 379 C2 ist ein elektronisches Gerät mit Tas­ tatur und ein Verfahren zur Herstellung des dazugehörigen o­ beren Gehäuseteils bekannt. Das Gehäuseoberteil enthält eine Tafel mit Tastenelementen. Die Tafel ist an einigen Stellen integral mit einer unterliegenden Haltestruktur verbunden. Durch Öffnungen der Haltestruktur ragen wiederum Tastenele­ mente der vorgenannten Tafel.

Andererseits hält die Haltestruktur auch eine Leiterplatte dergestalt, daß Tastenelemente der oberen Tafel senkrecht zur Leiterplatte nachgiebig gelagert sind und bei Auslenkung in Richtung der Leiterplatte selbige kontaktieren. Das aus Tafel und Haltestruktur bestehende Gehäuseoberteil wird derart her­ gestellt, daß zunächst die Haltestruktur durch Gießen und Härten eines elastischen Materials in einer die Struktur be­ stimmende Form gebildet wird. Die gehärtete Haltestruktur wird im folgenden in eine weitere Form eingebracht, die ih­ rerseits weitere Hohlräume freigibt, in die die Schmelze ei­ nes weiteren, die Tafel bildenden elastischen Materials ein­ gebracht wird.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein wasserdichtes Gehäuse zu schaffen, das ein elektronisches Bauelement auf einer in einem Gehäuse angeordneten Leiterplatte und gegebe­ nenfalls einen Durchbruch in der Gehäusewandung wasserdicht gegen den Gehäuseinnenraum abdichtet und insbesondere die Ab­ dichtung bei zusammengebauten Gehäuseteilen trotz Bauteil­ tolenranzen gewährleistet.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst. Die Lösung hat den Vorteil, daß durch die Anordnung von Federbeinen am Gehäuseunterteil und die Anordnung von Plattenlagern am Gehäuseoberteil die Leiter­ platte mit einem auf ihr angeordneten Dichtkörper nicht starr in einer Position fixiert ist sondern vertikal verschieblich zwischen den Federbeinen und den Plattenlagern gelagert ist, sodaß der Dichtkörper in jedem Fall abdichtend zwischen Lei­ terplatte und Oberteil des Gehäuses eingespannt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Oberteils eines Gehäuses,

Fig. 2 einen Dichtkörper, und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Gehäuse.

Fig. 1 zeigt ein Oberteil 2 eines erfindungsgemäßen Gehäuses in perspektivischer Ansicht. Das Oberteil 2 weist biegsame Schnapper 22 mit einem Widerhaken mit angeschrägter Aufnahme­ fläche zur Aufnahme einer Leiterplatte auf. Die Schnapper 22 sind an der Innenseite der Wandung des Oberteils 2 angeordnet sind ragen mit ihren Widerhaken über den Rand der Wandung hinaus. An der Innenseite der Wandung des Oberteils 2 nahe am Rand der Wandung sind ferner Plattenlager 21 zur Lagerung einer Leiterplatte angeordnet, die eine Auflagefläche unterhalb des Randes der Wandung aufweisen. Die Plattenlager 21 und die Schnapper 22 sind vorzugsweise aus Kunststoff und werden im Spritzverfahren zusammen mit dem Oberteil 2 und dem Unterteil 3 des Gehäuses hergestellt. Das Oberteil 2 weist einen Durchbruch 7 auf, der zumindest eine Wirkverbindung zwischen einem elektronischen Bauteil auf der Leiterplatte mit der Umgebung des Gehäuses gewährleistet.

Fig. 2 zeigt einen Dichtkörper 6 wie er erfindungsgemäß zwi­ schen die Leiterplatte 1 und das Oberteil 2 des Gehäuses ein­ gespannt wird. Der Dichtkörper 6 ist vorzugsweise in einer hohlen prismaähnlichen oder in einer hohlen zylinderförmigen Form - insbesondere ringförmig - ausgebildet. Der Dichtkörper 6 umschließt im in das Gehäuse eingebauten Zustand ein elek­ tronisches Bauteil, z. B. einen Sensor oder einen Drucksensor 5, der auf der Leiterplatte 1 angeordnet ist. Ist eine Wirk­ verbindung zwischen dem elektronischen Bauteil auf der Lei­ terplatte 1 mit der Umgebung des Gehäuses erwünscht, ist der Dichtkörper 6 nach oben offen und umschließt im in das Ge­ häuse eingebauten Zustand vorzugsweise mit auf seiner Ober­ seite angeordneten Dichtlippen den Durchbruch 7 in der Wan­ dung des Oberteils 2. Vorzugsweise überspannt eine wasserun­ durchlässige Membran 8 den Hohlraum des Dichtkörpers 6 ab­ dichtend. Die Membran 8 kann dabei am Oberteil 2 selbst oder am Dichtkörper 6 angeordnet sein, bzw. einstückig mit dem Dichtkörper 6 ausgebildet sein.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein zusammengebautes Gehäuse. Das wasserdichte Gehäuse zum Schutz von Elektronik­ schaltkreisen weist ein Oberteil 2, ein Unterteil 3 und mit eine zwischen dem Oberteil 2 und dem Unterteil 3 angeordnete Dichtung 4 auf. Das Oberteil 2 enthält Plattenlager 21 und Schnapper 22, das Unterteil 3 Federbeine 31. Die Leiterplatte 1 ist zwischen den Plattenlagern 21 und den Federbeinen 31 eingespannt. Der Dichtkörper 6 ist zwischen der Leiterplatte 1 und dem Oberteil 2 unter dem Durchbruch 7 am Oberteil 2 eingespannt. Der Dichtkörper 6 umschließt einen Drucksensor 5 und weist ferner eine wasserdichte Membran 8 auf, die den Hohlraum des Dichtkörpers 6 bedeckt und den Drucksensor 5 vor durch den Durchbruch 7 des Oberteils 2 eindringendem Wasser und Schmutz schützt.

Die Federbeine 31 sind aus elastischem Material, beispiels­ weise aus Kunststoff hergestellt und können wie die Plattenlager 21, die Schnapper 22, das Oberteil 2 und das Unterteil 3 in einem Herstellungsschritt gespritzt werden. Die Feder­ beine 31 sind vorzugsweise schräg angestellt.

Ein erfindungsgemäßes Gehäuse, das keine Schnapper 22 am Oberteil 2 aufweist, wird folgendermaßen zusammengebaut: In einem ersten Schritt wird der Dichtkörper 6 auf der Leiter­ platte 1 befestigt, in einem zweiten Schritt wird die Leiter­ platte 1 mit dem Dichtkörper 6 in das Oberteil 2 des Gehäuses eingelegt, wobei die Leiterplatte 1 auf den Plattenlagern 21 aufliegt oder zumindest geringen Abstand zu den Plattenlagern 21 aufweist, und in einem dritten Schritt wird das Unterteil 3 mit dem Oberteil 2 verbunden, wobei die Leiterplatte 1 durch die Federbeine 31 hin zu den Plattenlagern 21 gedrückt wird.

Ein erfindungsgemäßes Gehäuse, das Schnapper 22 am Oberteil 2 aufweist, wird folgendermaßen zusammengebaut: In einem ersten Schritt wird der Dichtkörper 6 auf der Leiterplatte 1 befes­ tigt wird, in einem zweiten Schritt wird die Leiterplatte 1 mit dem Dichtkörper 6 auf die Aufnahmeflächen der Widerhaken der Schnapper 22 gelegt und hin zu den Plattenlagern 21 ge­ drückt bis die Widerhaken der Schnapper 22 überwunden sind, und in einem dritten Schritt wird das Unterteil 3 mit dem Oberteil 2 verbunden wird, wobei die Leiterplatte 1 durch die Federbeine 31 hin zu den Plattenlagern 21 gedrückt wird.

Bei beiden Ausführungsformen wird die Leiterplatte 1 mit dem Dichtkörper 6 zwischen den Plattenlagern 21 und den Federbei­ nen 31 bzw. zwischen den Plattenlagern 21 und den Widerhaken der Schnapper 22 und den Federbeinen 31 vertikal verschiebbar gelagert. Die Federbeine 31 pressen dabei im zusammengebauten Zustand des Gehäuses mittels Kraftausübung auf die Leiter­ platte 1 den Dichtkörper 6 gegen das Oberteil 2 des Gehäuses, wobei die Plattenlager 21 und die Federbeine 31 bzw. gegebe­ nenfalls die Widerhaken der Schnapper 22 den Spielraum für vertikale Verschiebungen der Leiterplatte 1 bestimmen.

Ist das von dem Dichtkörper 6 umfaßte elekronische Bauelement ein Drucksensor 5, so ist vorzugsweise in der Wandung des Gehäuses ein wasserdichtes, aber luftdurchlässiges Druckaus­ gleichselement angeordnet. Ein derart in einem Gehäuse ange­ ordneter Drucksensor 5 wird beispielsweise in einer Auslöse­ schaltung für einen Airbag als Crashsensor verwendet.

Claims (10)

1. Wasserdichtes Gehäuse zum Schutz von Elektronikschaltkrei­ sen, mit einem Oberteil (2), einem Unterteil (3) und mit ei­ ner zwischen dem Oberteil (2) und dem Unterteil (3) angeord­ neten Dichtung (4), sowie Fixierungsstegen (21, 31), dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (2) als Fixierungsstege Plattenlager (21) und das Unterteil (3) als Fixierungsstege Federbeine (31) aufweisen und dass bei zusammengebauten Gehäuseteilen eine Leiterplatte (1) zwischen den Plattenlagern (21) und den Federbeinen (31) und ein Dichtkörper (6) zwischen Leiterplatte (1) und dem Oberteil (2) eingespannt sind.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (2) biegsame Schnapper (22) mit einem Widerhaken mit angeschrägter Aufnahmefläche zur Aufnahme der Leiterplatte (1) aufweist.

3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenlager (21) an der Innenseite der Wandung des Oberteils (2) nahe am Rand der Wandung angeordnet sind und eine Aufla­ gefläche unterhalb des Randes der Wandung aufweisen.

4. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnapper (22) an der Innenseite der Wandung des Oberteils (2) angeordnet sind und zumindest mit ihren Widerhaken über den Rand der Wandung hinausragen.

5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Dichtkörper (6) eine hohle prismaähnliche Form oder eine hohle zylinderähnliche Form aufweist.

6. Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (6) einen Sensor umschließt.

7. Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (6) einen Drucksensor (5) und einen Durchbruch (7) im Oberteil (2) des Gehäuses umschließt, und dass eine wasserdichte Membran (8) den Hohlraum des Dichtkörpers (6) abdichtend überspannt.

8. Gehäuse nach Anspruch 7, dadurch dass in der Wandung des Gehäuses ein wasserdichtes, aber luftdurchlässiges Druckausgleichselement angeordnet ist.

9. Verfahren zum Zusammenbau des Gehäuses nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt der Dichtkörper (6) auf der Leiterplatte (1) befestigt wird, dass in einem zweiten Schritt die Leiterplatte (1) mit dem Dicht­ körper (6) in das Oberteil (2) des Gehäuses eingelegt wird, wobei die Leiterplatte (1) auf den Plattenlagern (21) auf­ liegt oder zumindest geringen Abstand zu den Plattenlagern (21) aufweist, und dass in einem dritten Schritt das Unter­ teil(3) mit dem Oberteil (2) verbunden wird, wobei die Lei­ terplatte (1) durch die Federbeine (31) hin zu den Plattenla­ gern (21) und der Dichtkörper (6) gegen die Wandung des Ober­ teils (2) gedrückt wird.

10. Verfahren zum Zusammenbau des Gehäuses nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt der Dichtkörper (6) auf der Leiterplatte (1) befestigt wird, dass in einem zweiten Schritt die Leiterplatte (1) mit dem Dicht­ körper (6) auf die Aufnahmeflächen der Widerhaken der Schnap­ per (22) gelegt und hin zu den Plattenlagern (21) gedrückt wird bis die Widerhaken der Schnapper (22) überwunden sind, und dass in einem dritten Schritt das Unterteil (3) mit dem Oberteil (2) verbunden wird, wobei die Leiterplatte (1) durch die Federbeine (31) hin zu den Plattenlagern (21) und der Dichtkörper (6) gegen die Wandung des Oberteils (2) gedrückt wird.