DE68909195T2

DE68909195T2 - Elektrische Verbindungsanordnung und Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung.

Info

Publication number: DE68909195T2
Application number: DE89313060T
Authority: DE
Inventors: Robert Brian Seaman
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPH02264133A; GB8830057D0; ES2043042T3; EP0375271A2; DE68909195D1; EP0375271B1; BR8906429A; US5061193A; EP0375271A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse, das mit einer elektrischen Verbindungsanordnung versehen ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung, und die Erfindung betrifft insbesondere ein Gehäuse, das mit einer Anordnung und einem Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer ersten Anschlußstelle innerhalb des Gehäuses und einer zweiten Anschlußstelle außerhalb des Gehäuses versehen ist. Die Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich auf Fahrzeugmotorgehäuse anwendbar, die Fluide wie Dieselbrennstoff oder Öl enthalten.
Mit steigender Verwendung in Fahrzeugen von Motorbetriebssystemen ist es üblich geworden, elektrische und elektronische Einrichtungen in der Fluidumgebung innerhalb des Motorgehäuses anzuordnen.
Es ist üblicherweise erforderlich, eine oder mehrere dieser Einrichtungen mit Anschlüssen außerhalb des Gehäuses zu verbinden, und bisher wurde dies unter Verwendung von einem oder mehreren Leitungsdrähten oder Kabeln bewerkstelligt, die durch eine Öffnung in der Gehäusewand geführt werden. Diese Lösung hat sich als unzufriedenstellend erwiesen, da es schwierig ist, eine wirksame fluiddichte Abdichtung an den austretenden Drähten oder Kabeln auszubilden, wobei das Fluid dazu neigt, entlang der Fläche der Drähte oder Kabel durch Kapillarwirkung auszutreten. Diese Wirkung wird noch erhöht, wenn der Fluiddruck innerhalb des Motorgehäuses selbst nur ein bißchen höher ist als der äußere Umgebungsdruck, und dieses Problem ist insbesondere dann akut, wenn das Fluid innerhalb des Gehäuses Dieselbrennstoff ist.
Die FR-A-2,552,822 beschreibt eine Brennstoffpumpenvorrichtung mit einer Brennstoffpumpe, einem Solenoid zum Steuern der Abgabe der Pumpe und einem elektronischen Schaltkreis zum Steuern des elektrischen Stromes zu dem Solenoid. Der elektronische Steuerschaltkreis befindet sich innerhalb eines Gehäuses, welches an dem Körper der Brennstoffpumpe angebracht ist, und der Schaltkreis ist auf einer gedruckten Schaltplatte befestigt. Eine elektrisch isolierende Platte ist an dem Gehäuse dicht angebracht und trennt das innere des Gehäuses von dem Pumpenkörper. Elektrische Verbindungen zu dem elektronischen Schaltkreis werden unter anderem mittels Kabel hergestellt, die in Nuten angeordnet sind, die in der Oberfläche der Platte ausgebildet sind.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Verbindungsanordnung anzugeben, die das oben erwähnte Problem wenigstens lindert.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Gehäuse mit einer elektrischen Verbindungsanordnung vorgesehen, die eine elektrische Verbindung zwischen einer ersten Verbindungsseite innerhalb des Gehäuses und einer zweiten Verbindungsseite außerhalb des Gehäuses schafft, und die ein elektrisch isolierendes Substrat enthält, welches an einer Dichtungszone gegen das Gehäuse abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende Substrat eine elektrisch leitende Bahn bzw. Schiene trägt, daß das Substrat und die Schiene an der Dichtungszone auf Fluiddichte Weise gegenüber dem Gehäuse abgedichtet sind, so daß die elektrisch leitende Schiene die Dichtungszone durchquert, um eine Fluid-dichte Abdichtung zwischen einem Teil der Schiene, der sich innerhalb des Gehäuses befindet und direkt mit der ersten Verbindungsstelle verbunden ist, und einem anderen Teil der Schiene zu bilden, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und direkt mit der zweiten Verbindungsstelle verbunden ist.
Es versteht sich, daß das Wort Fluid in dieser gesamten Beschreibung sowohl Flüssigkeiten als auch Gase einschließt.
Die Erfindung ist auf ein Kraftfahrzeugmotorgehäuse anwendbar, welches ein Fluid wie einen Dieselbrennstoff oder Öl enthält, und die Verbindungsstelle innerhalb des Gehäuses kann einen Anschluß einer elektrischen oder elektronischen Einrichtung aufweisen, die sich innerhalb des Gehäuses befindet.
Das elektrisch isolierende Substrat kann auf Fluid-dichte Weise gegen eine Randfläche des Gehäuses um eine darin befindliche Öffnung abdichten, und das elektrisch isolierende Substrat kann mehr als eine elektrisch leitende Schiene oder Bahn tragen, wobei jede Schiene auf Fluid-dichte Weise gegenüber dem Gehäsue abgedichtet ist und einen Teil einer elektrischen Verbindung zwischen der ersten Verbindungsstelle innerhalb des Gehäuses und einer zweiten Verbindungsstelle außerhalb des Gehäuses bilden.
Insbesondere dann, wenn das Gehäuse ein Kraftfahrzeugmotorgehäuse ist, kann dieses Gehäuse einen ersten Teil und einen zweiten Teil enthalten, wobei jede Seite des Substrats auf Fluid-dichte Weise gegen den zugehörigen Teil des Gehäuses abgedichtet ist. Einer der Teile des Gehäuses kann einen Deckel für den anderen Teil enthalten.
Eine oder beide Seiten des Substrats können eine oder mehrere elektrisch leitende Schienen tragen, und jede Schiene ist elektrisch mit der ersten Verbindungsstelle innerhalb des Gehäuses verbunden.
Das Substrat ist vorzugsweise mittels einer Dichtungseinrichtung in der Form einer Dichtungsscheibe oder Dichtungsscheiben gegenüber dem Gehäuse abgedichtet.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindng zwischen einer ersten Verbindungsstelle innerhalb eines Gehäuses und einer zweiten Verbindungsstelle außerhalb des Gehäuses vorgesehen, welches die Schritte des Anordnens eines elektrisch isolierenden Substrats und des Abdichtens des Substrats gegenüber dem Gehäuse an einer Dichtungszone enthält und dadurch gekennzeichnet ist, daß das elektrisch isolierende Substrat eine elektrisch leitende Schiene bzw. Spur oder Gleis trägt, sowie durch die Schritte des Abdichtens des Substrats und der Schiene gegenüber dem Gehäuse an der Abdichtungszone auf Fluid-dichte Weise, so daß die elektrisch leitende Schiene die Dichtungszone durchsetzt, um eine Fluid-dichte Abdichtung zwischen einem Teil der Schiene, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und einem anderen Teil der Schiene zu schaffen, die außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und durch das Verbinden der ersten und zweiten Verbindungsstellen mit dem einen und dem anderen Teil der Schiene.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun lediglich als Beispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine longitudinale Querschnittsansicht eines Teils eines Fahrzeugmotorgehäuses, welches eine elektrische Verbindungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, und
Fig. 2 eine Stirnansicht der Verbindungsanordnung entlang der Linie I-I in Fig. 1.
Mit Bezug auf Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen enthält das Motorgehäuse 10 einen Hauptteil 11 und einen Deckel 12, der an dem Hauptteil 11 auf eine Weise befestigt ist, die in näheren Einzelheiten nachfolgend beschrieben wird.
Bei diesem Beispiel ist das Innere des Gehäuses mit Dieselbrennstoff gefüllt (in der Zeichnung mit 13 bezeichnet), und es sind elektrische und/oder elektronische Einrichtungen zu Steuerings- und Überwachungsfunktionen des Motorbetriebs innerhalb des Maschinengehäuses angeordnet und in den Brennstoff eingetaucht, wie dies bei Motorkonstruktionen zunehmend der Fall ist. Zur Klarheit der Darstellung sind diese elektrischen und/oder elektronischen Einrichtungen schematisch in Fig. 1 als Block 14 dargestellt.
Es kann erforderlich sein, elektrische Verbindungen zwischen einer oder mehreren der Einrichtungen innerhalb des Motorgehäuses und einer oder mehreren elektrischen Anschlußstellen außerhalb des Gehäuses herzustellen. Diese äußeren Verbindungsstellen können die Anschlüsse anderer außen angeordneter Schaltkreise sein oder sie können, wie in diesem Beispiel, elektrische Anschlüsse haben, die in der Zeichnung mit 15 bezeichnet sind. Es ist wünschenswert, daß diese elektrischen Anschlüsse so einfach wie möglich ausgeführt sind. Es ist jedoch auch wichtig, daß die Anschlüsse im wesentlichen ohne Fluidleckage aus dem Gehäuse hergestellt werden. Im Hinblick auf diese zwei Gesichtspunkte ist das Gehäuse mit einer elektrischen Verbindungsanordnung versehen, die allgemein mit 20 bezeichnet bezeichnet ist.
Die elektrische Verbindungsanordnung 20 enthält eine gedruckte Schaltplatte bzw. Platine (PCB) 21 und, wie dies deutlicher in Fig. 2 der Zeichnungen dargestellt ist, trägt die PCB mehrere (drei in diesem Beispiel) elektrisch leitende Schienen (22, 23, 24). Diese Schienen können auf der PCB in einer gewünschten Konfiguration unter Verwendung herkömmlicher photolithographischer und Ablagerungstechniken ausgebildet werden. In diesem Beispiel ist die PCB gegenüber einer Randfläche 25 des Gehäuses um eine darin befindliche Öffnung 26 herum abgedichtet, und jede der Schienen erstreckt sich von einem Bereich innerhalb des Gehäuss zu einem Bereich außerhalb des Gehäuses, wobei die PCB in eine Draht-aufnehmende Ausnehmung 16 vorsteht, die in der Gehäusewand ausgebildet ist.
Teile 22a, 23a, 24a der Schienen befinden sich innerhalb des Gehäuses, und jeder dieser Teile ist elektrisch mit einer elektrischen Einrichtung 14 mittels eines flexiblen Kabels oder Drahtes 27 verbunden. Auf ähnliche Weise befinden sich Teile 22b, 23b, 24b der Schienen außerhalb des Gehäuses, und jeder dieser Teile ist elektrisch mit einem zugehörigen Anschluß 15 mittels geeigneter flexibler Kabel oder Geräte 28 verbunden. Auf diese Weise bildet die elektrische Verbindungsanordnung 20 3 elektrische Verbindungen zwischen Verbindungsstellen innerhalb des Gehäuses und Verbindungsstellen außerhalb des Gehäuses. Es ist natürlich möglich, soviel oder wenig elektrische Verbindungen wie gewünscht durch Anordnung einer entsprechenden Anzahl von Schienen auf der PCB auszubilden.
Die PCB ist gegenüber dem Gehäuse mittels eines Dichtungsrings 29 abgedichtet, der aus einem geeigneten Material mit der gewünschten Kompressibilität und Dicke besteht, und der Dichtungsbereich um die Öffnung 26 in dem Gehäuse ist durch die schraffierte Zone S in Fig. 2 dargestellt.
Wie Fig. 1 zeigt, ist ein getrennter Dichtungsring 29 vorgesehen, um jeden Teil 11, 12 des Gehäuses gegenüber der zugehörigen Seite der PCB abzudichten, und geeignete Befestigungsteile 30, beispielsweise Bolzen oder Schrauben, werden verwendet, um die Dichtungsringe und die PCB zwischen diesen Teilen anzuklemmen, wodurch eine wirkungsvolle und zuverlässige Abdichtung hervorgerufen wird. Aus Fig. 2 ist klar zu ersehen, daß jede elektrisch leitende Schiene die Dichtungszone S durchsetzt, und weil jede Schiene bzw. Bahn nur eine relativ flache Stufe auf der Oberfläche der PCB bildet, sind die Schienen ausreichend gegenüber der Randfläche 25 auf Fluid-dichte Weise abgedichtet, wodurch viele der Leckageprobleme beseitigt sind, die mit Abdichtungen verbunden sind, die um Drähte und Kabel ausgebildet sind.
Eine oder mehrere elektrisch leitende Schienen können an jeder Seite der PCB vorgesehen sein, wodurch elektrische Verbindungen zu Verbindungsstellen nahe beider Seiten hergestellt werden können.
Alternativ könnte der Deckelteil des Gehäuses insgesamt weggelassen sein und die PCB könnte durch ein hinreichend robustes, elektrisch isolierendes Substrat ersetzt werden, welches gegenüber dem Gehäuse abdichtet, um die Öffnung 26 zu verschließen, wobei dieses Substrat eine oder mehrere elektrisch leitende Schienen an der nach innen weisenden Fläche trägt. In solchen Fällen könnte eine flache Gegenplatte verwendet werden, um das elektrisch isolierende Substrat abzustützen.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf ein Fahrzeugmotorgehäuse beschrieben ist, insbesondere ein Gehäuse für einen Dieselmotor, ist offensichtlich, daß die Erfindung auch zu anderen Zwecken anwendbar ist, bei denen es wünschenswert ist, eine oder mehrere elektrische Verbindungen auf Fluid-dichte Weise zwischen Stellen innerhalb und außerhalb eines Gehäuses herzustellen.

Claims

1. Gehäuse mit einer elektrischen Verbindungsanordnung zur elektrischen Verbindung zwischen einer ersten Verbindungsstelle innerhalb des Gehäuses und einer zweiten Verbindungsstelle außerhalb des Gehäuses, wobei die elektrische Verbindungsanordnung ein elektrisch isolierendes Substrat (21) enthält, welches gegenüber dem Gehäuse an einer Abdichtungszone (S) abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende Substrat (21) eine elektrisch leitende Schiene (22) trägt, daß das Substrat (21) und die Schiene (22) an der Dichtungszone (S) auf Fluid-dichte Weise gegenüber dem Gehäuse abgedichtet sind, so daß die elektrisch leitende Schiene (22) die Dichtungszone (S) durchsetzt, um eine Fluid-dichte Abdichtung zwischen einem Teil (22a) der Schiene, der innerhalb des Gehäuses angeodnet und direkt mit der ersten Verbindungsstelle verbunden ist, und einem weiteren Teil (22b) der Schiene herzustellen, der außerhalb des Gehäuses angeordnet und direkt mit der zweiten Verbindungsstelle verbunden ist.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende Substrat (21) auf Fluid-dichte Weise gegen eine Randfläche des Gehäuses um eine darin befindliche Öffnung abdichtet.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende Substrat (21) mehr als eine elektrisch leitende Schiene (22, 23, 24) trägt, wobei jede Schiene auf Fluid-dichte Weise gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist und eine elektrische Verbindung zwischen einer zugehörigen ersten Verbindungsstelle und einer zugehörigen zweiten Verbindungsstelle schafft.

4. Gehäuse nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen ersten Teil (11) und einen zweiten Teil (12) aufweist, und daß jede Seite des Substrats auf Fluid-dichte Weise gegen den zugehörigen Teil (11, 12) des Gehäuses abgedichtet ist.

5. Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil (12) eine Abdeckung des ersten Teils (11) ist.

6. Gehäuse nach jedem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich an jeder Seite des Substrats (21) wenigstens eine Schiene (22) befindet.

7. Gehäuse nach jedem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (20) durch einen oder mehrere Dichtungsringe (29) gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist.

8. Gehäuse nach jedem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Fahrzeugmotorgehäuse ist.

9. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer ersten Verbindungsstelle innerhalb eines Gehäuses und einer zweiten Verbindungsstelle außerhalb des Gehäuses, wobei das Verfahren die Schritte der Anordnung eines elektrisch isolierenden Substrats (21) und des Abdichtens des Substrats (21) gegenüber dem Gehäuse an einer Dichtungszone (S) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende Substrat (21) eine elektrisch leitende Schiene (22) trägt und daß folgende Schritte vorgesehen sind: Abdichten des Substrats (21) und der Schiene (22) auf Fluid-dichte Weise an der Dichtungszone (S) gegenüber dem Gehäuse, so daß die elektrisch leitende Schiene (22) die Dichtungszone (S) durchsetzt, um eine Fluid-dichte Abdichtung zwischen einem Teil (22a) der Schiene, der sich innerhalb des Gehäuses befindet, und dem anderen Teil (22b) der Schiene zu schaffen, der sich außerhalb des Gehäuses befindet, und Verbinden der ersten und zweiten Verbindungsstelle mit dem einen und dem anderen Teil (22a, 22b) der Schiene (22).