WO2016005172A1 - Gehäuse für ein steuergerät - Google Patents

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WO2016005172A1
WO2016005172A1 PCT/EP2015/063899 EP2015063899W WO2016005172A1 WO 2016005172 A1 WO2016005172 A1 WO 2016005172A1 EP 2015063899 W EP2015063899 W EP 2015063899W WO 2016005172 A1 WO2016005172 A1 WO 2016005172A1
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housing
protective layer
base body
metal
further element
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PCT/EP2015/063899
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Hermann HÄMMERL
Gregory Drew
Thomas Riepl
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Continental Automotive Gmbh
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    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/04—Metal casings

Definitions

  • Housing for a control unit The invention relates to a housing for a control unit. Ins ⁇ particular, the invention relates to a housing for a control unit of a motor vehicle.
  • a control device on board a motor vehicle has electronic components, which are arranged in a housing to protect them from harmful environmental influences.
  • elevated temperatures, vibrations, moisture, dust or aggressive media can be present on board the motor vehicle.
  • Lubricants for hydraulic fluids or even a
  • Salt fog belong, for example, when the vehicle is traveling on a scattered road in winter road conditions.
  • the housing may be made of a light metal die-cast. It has been found that such a housing can corrode during prolonged operation on board a motor vehicle so far that it may no longer be able to ensure the protection of the control unit. In particular, in the region of a joint of the housing corrosion may occur, which infiltrates the joint area and thus ultimately penetrates to an inner side of the housing.
  • the invention has for its object to provide an improved housing with a joint, which is less susceptible to corrosion in particular.
  • Another object of the invention ⁇ is to provide a suitable manufacturing ⁇ procedure for the housing.
  • the invention solves these objects by means of a housing and a manufacturing method with the features of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments again.
  • An inventive housing for a control unit on board a motor vehicle comprises a housing member and a housing member attached to the - ie in particular at the Genosu ⁇ soul ment fixed - another element.
  • the further element is attached to the housing element by means of joining technology, that is to say fastened in particular to the housing element, in particular without bonding or by means of a joining layer.
  • the housing element has a base body of a light metal, in particular of a light metal die-cast.
  • a protective layer which is arranged between the main body and the attached further element.
  • the protective layer preferably directly adjoins the light metal base body.
  • the protective layer is different in the case of attachment of the further element by means of a bonding layer-for example by means of an adhesive layer-in particular to the bonding layer, i. in particular, it is formed separately from the bonding layer.
  • the further element is adjacent in the case of a yogge für sou attachment in particular directly to the protective layer.
  • the joining layer is directly adjacent to the protective layer.
  • the housing can thus be less susceptible to corrosion in the area of the joint. In particular, infiltration of the joint by corrosion can be avoided.
  • the joining of the further element to the housing element can comprise, in a known manner, assembly, filling, pressing on or pressing in, primary forming, forming, welding, brazing, textile joining or preferably gluing. These compounds are described in more detail in the currently valid DIN 8593, for example.
  • the protective layer is applied at least in places to a surface of the base body facing the further element. In other words, the surface facing the further element is completely separated from the surface
  • the housing can be produced cost-saving.
  • the protective layer preferably protrudes laterally beyond the further element, in particular in a plan view of the surface facing the further element.
  • the protective layer preferably also protrudes laterally beyond the joining layer.
  • ⁇ particular is a partial area which faces the other element surface of the protective layer from the other element and, if not covered by the bonding layer and is located at a further training freely. In this way, a particularly good protection of the joint against corrosion infiltration can be achieved.
  • the base body has a recess
  • the protective layer is formed circumferentially around the recess and the further element covers the recess.
  • the protective layer extends annularly around the recess.
  • the further element for fluid-tight - ie liquid and / or gas- Dense - Cover the recess is provided, in this way a particularly good fluid-tightness of the joint can be achieved.
  • the protective layer comprises or consists of a metal or an alloy. The metal or alloy is preferably one to form the protective layer
  • the contact between the metal of the further element and the metal of the housing element may be decisive for a resistance to corrosion.
  • two different metals may form a contact element which, when exposed to an electrolyte such as salt water, exhibits a known corrosion behavior.
  • the housing may be designed such that the corrosion proceeds in a manner that makes it unlikely that the corrosion will reduce or destroy the protective effect of the housing.
  • the metal or the alloy of the protective layer is chemically nobler than the light metal of the base body ⁇ .
  • the chemically less noble material tends to corrode more than the other material.
  • the protective layer can be substantially thinner than a wall thickness of the base body, since the base body corrodes before the protective layer. The protective layer can be applied quickly ⁇ saving and cost.
  • Basic body chemically nobler than the metal or the alloy of the protective layer.
  • the protective layer can thereby act as a sacrificial anode. The corrosion of the body can be effectively prevented until the protective layer is completely corroded.
  • the metal of the protective layer corresponds to the predominant element of the light metal of the basic body in a pure form.
  • the metal of the protective layer is so pure that it virtually no longer contains contaminants by other substances.
  • the protective layer can thereby be relatively easily attached to the surface of the housing member. A connection between the protective layer and the further element may be facilitated by the purity of the metal.
  • the housing can be produced particularly inexpensively.
  • the protective layer does not extend beyond a predetermined area beyond a contact surface for the further element.
  • the base body is not completely, but only in a predetermined area around the joint with the protective layer is provided.
  • the surface area enclosed by the outer contour of the protective layer is at most twice as large as the surface area enclosed by the outer contour of the contact surface, in particular in plan view of the contact surface.
  • the further element has a cover for closing the housing element.
  • the protective layer can be applied in a larger contiguous subregion.
  • the cover is a Ge ⁇ housing cover
  • the main body has at a connection region to the housing cover a sealing groove and is in the field of Seal groove provided with the protective layer.
  • the sealing groove may be lined with the protective layer.
  • the further element has
  • the protective layer may be attached before ⁇ zugtamba in a relatively small area of the component on the surface of the housing member.
  • the radio ⁇ tion component may, for example, an electrical component such as an electric power element, in particular a power semiconductor such as a power transistor included.
  • the functional component may also be mechanical in nature.
  • a fastening element or a pressure compensation element for balancing an internal pressure of the housing to an external pressure can be realized by the functional component.
  • the further element before ⁇ preferably also a cover for closing the housing element - and preferably for closing the recess or one of the recesses of the body - on.
  • the cover may be formed integrally with the functional component.
  • the cover is designed as a fluid-repellent and gas-permeable membrane for pressure equalization.
  • a method for producing a housing for a control device is specified.
  • a main body of a housing element made of a light metal is provided, in particular ⁇ a housing element according to one of the embodiments described above.
  • the method comprises a preceding step, in which the
  • Basic body is produced by die casting.
  • a protective ⁇ layer is applied to the base body.
  • a further element is attached to the housing element in the region of the protective layer by means of a joining technique.
  • the method includes making a weld between the another element and the protective layer or the application e Füge Anlagen, in particular an adhesive layer, on the protective layer.
  • a controller is specified with the housing.
  • the control unit expediently has a
  • Electronic circuit board which is received in the housing and arranged in particular in the housing element.
  • Fig. 1 shows a housing for a control unit with a base body
  • Fig. 2 is a sectional view of a portion of the housing of
  • FIG. 1 shows a housing 100 for a control unit, in particular on board a motor vehicle in an exploded view.
  • the housing 100 has a housing element 105 with a base body 107 made of a light metal die-cast. Without limitation of generality, aluminum diecasting in particular can be used.
  • the housing 100 in the present case has two further elements 110, which are designed for connection to the housing element 105 by means of joining technology, in particular by gluing or welding, and in the finished state of the Housing with the housing element 105 by means of joining technology, in particular by gluing or welding, are connected.
  • the one further element 110 here has a cover 115 for closing the housing element 105. More specifically, the cover 115 is a housing cover that closes the open top surface for insertion of an electronic board during assembly of the controller.
  • the other further element 110 has a functional component 120.
  • the functional member 120 includes a pressure equalization element (DAE), which may have the special ⁇ a membrane. The membrane covers a recess 215 of the main body 107 of the housing element 105 in the assembled state.
  • DAE pressure equalization element
  • a poly-tetra-fluoro-ethylene (PTFE) membrane may be provided which may be bonded to the housing member 105.
  • PTFE poly-tetra-fluoro-ethylene
  • the attachment of the functional element 120 on an outer surface - ie on a side facing away from the interior of the body 107 surface - the housing member 105 is provided (in the illustration of FIG. 1 hidden).
  • the functional element 120 can also be attached to an inner surface, for example, if it is an electronic element or a fastening ⁇ element.
  • a joint 125 is formed.
  • the element 110 is held on the housing element 105 by means of joining technology, in particular by means of an adhesive bond.
  • a bonding layer 130 made of an adhesive is arranged.
  • DAE functional component 120
  • a silicone adhesive may, in particular, for example, a moisture-Si ⁇ likonklebstoff be.
  • a protective layer 135 of the housing element 105 is attached to the main body 107.
  • the protective layer 135 a particularly good joining connection between the further element 110 and the housing element 105 can be achieved.
  • the protective layer 135 may provide for improved adhesion of the adhesive 130.
  • the protective layer is adapted to be ⁇ vorzugtate 135 to counteract corrosion in the region of the joint 125, in particular an infiltration of the joint 125 due to corrosion. As a result, the corrosion can be prevented from reaching an inner area of the housing 100.
  • the protective layer 135 is made of aluminum and the base 107 is made of an aluminum alloy. Examples of further possible embodiments of the protective layer 135 and the main body 107 are described above.
  • the joint 125 on which the housing cover (i.e., the cover 115) is attached to the housing member 105 to close the open top of the housing member 105 is shown in highly schematic form in FIG.
  • FIG. 2 shows a sectional view of a section of the housing 100 of FIG. 1 in the region of the joint 125 of the further element 110, which contains the functional component 120 with the membrane. Illustrated by way of example is the functional component 120 in the form of a pressure compensation element, which is already attached to the housing element 105 by means of gluing.
  • the protective layer 135 is attached in the area of the joint 125.
  • the protective layer 135 preferably extends beyond a predetermined area 205 via a contact surface 210, on which the further element 110 is attached to the housing element 105.
  • the further element 110 covers a recess 215 in one of the side walls of the base body 107, so that the contact surface 210 and the protective layer 135 extend annularly around the recess 215 around and which nenkonturen in plan view of the recess 215, in ⁇ the contact surface 210, the protective layer 135 and the recess 215 are at least substantially congruent.
  • an adhesive bond is applied to the protective layer 135 of the joining layer 130 forming adhesive.
  • the adhesive or the bonding layer 130 may be provided only in the region of the contact surface 210.
  • the adhesive can also be applied in the region 205 beyond, which is uncovered by the further element 110, in which the protective layer 135 is exposed in the present exemplary embodiment.
  • the adhesive may extend beyond the outer contour of the protective layer 135.
  • FIG. 1 shows a flowchart of a method 300 for producing the housing 100 of FIG. 1.
  • a first step 305 the main body 107 is provided.
  • the base body is cleaned.
  • the main body 107 is masked to define where in the subsequent step 320 the protective layer 135 is applied to the surface of the main body 107.
  • the application of the protective layer 135 in step 320 can take place, for example, galvanically, by welding, sputtering or by a metallurgical connection.
  • the protective layer is applied by a powder-metallurgical Ver ⁇ bond.
  • the alloying element of the protective layer 135 can be applied by means of a special method in which the powder is locally melted on the housing 100 by means of a plasma jet in order subsequently to wet the surface.
  • the joining follows in step 325 possible un ⁇ indirectly to the application of the protective layer 135 in step 320th Thereby, it can be avoided that the surface of the protective layer 135 is subjected to contamination before the further element 110 is attached to it.
  • the joining 325 may include the application of a joining layer 130, in particular an adhesive layer.
  • the joint between the further element 110 and the housing element 105 can set or harden.
  • the curing can for example be excited by means of pressure, ultravio ⁇ lettem light or heat. Step 330 may occur at the same time as further processing steps on the housing 100.

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Abstract

Es wird ein Gehäuse (100) für ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs angegeben, das ein Gehäuseelement (105) und ein mittels Fügetechnik fügeschichtlos oder mittels einer Fügeschicht (130) am Gehäuseelement (105) angebrachtes weiteres Element (110) aufweist. Das Gehäuseelement (105) weist einen Grundkörper (107) aus einem Leichtmetall und eine auf den Grundkörper (107) aufgebrachte Schutzschicht (135) auf. Die Schutzschicht (135) ist zwischen dem Grundkörper (107) und dem angefügten weiteren Element (110) angeordnet. Zudem werden ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses (100) und ein Steuergerät angegeben.

Description

Beschreibung
Gehäuse für ein Steuergerät Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Steuergerät. Ins¬ besondere betrifft die Erfindung ein Gehäuse für ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs.
Ein Steuergerät an Bord eines Kraftfahrzeugs hat elekronische Bauteile, die in einem Gehäuse angeordnet werden, um sie vor schädlichen Umwelteinflüssen zu schützen. Insbesondere können an Bord des Kraftfahrzeugs erhöhte Temperaturen, Vibrationen, Feuchtigkeit, Staub oder aggressive Medien vorliegen. Zu den aggressiven Medien können beispielsweise Kraftstoffe,
Schmierstoffe, hydraulische Flüssigkeiten oder auch ein
Salznebel gehören, beispielsweise wenn das Kraftfahrzeug bei winterlichen Straßenverhältnissen auf einem gestreuten Weg unterwegs ist. Das Gehäuse kann aus einem Leichtmetall-Druckguss hergestellt sein. Es hat sich gezeigt, dass ein solches Gehäuse bei längerem Betrieb an Bord eines Kraftfahrzeugs so weit korrodieren kann, dass es den Schutz des Steuergeräts unter Umständen nicht mehr gewährleisten kann. Insbesondere im Bereich einer Fügestelle des Gehäuses kann eine Korrosion eintreten, die den Fügebereich unterwandert und so letztlich zu einer Innenseite des Gehäuses vordringt .
Es ist bekannt, zur Vermeidung dieses Problems eine höherwertige Leichtmetalllegierung zu verwenden, beispielsweise eine Aluminiumlegierung mit reduziertem Kupferanteil. Dadurch können jedoch Materialkosten für das Gehäuse ansteigen. In einem anderen Ansatz wird eine Stelle des Gehäuseelements, an dem eine Fügung erfolgen soll, mittels eines optimierten Waschprozesses ge- reinigt, um optimale Adhäsionseigenschaften bereitzustellen. Ein solcher Waschprozess ist jedoch aufwändig und kann Her¬ stellungskosten des Gehäuses erhöhen. Außerdem durch einen Waschprozess keine vollständige Neutralisierung aller Verun- reinigungen auf der Oberfläche des Gehäuseelements sicherge¬ stellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Gehäuse mit einer Fügestelle anzugeben, die insbesondere gegen Korrosion weniger anfällig ist. Eine weitere Aufgabe der Er¬ findung besteht in der Angabe eines passenden Herstellungs¬ verfahrens für das Gehäuse. Die Erfindung löst diese Aufgaben mittels eines Gehäuses und eines Herstellungsverfahrens mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Ein erfindungsgemäßes Gehäuse für ein Steuergerät an Bord eines Kraftfahrzeugs weist ein Gehäuseelement und ein an dem Ge- häuseelement angebrachtes - d.h. insbesondere an dem Gehäu¬ seelement fixiertes - weiteres Element auf. Das weitere Element ist an dem Gehäuseelement mittels Fügetechnik angebracht, d.h. insbesondere fügeschichtlos oder mittels einer Fügeschicht an dem Gehäuseelement befestigt.
Das Gehäuseelement hat einen Grundkörper aus einem Leichtmetall, insbesondere aus einem Leichtmetall-Druckguss . Zusätzlich weist es eine Schutzschicht auf, die zwischen dem Grundkörper und dem angefügten weiteren Element angeordnet ist. Die Schutzschicht grenzt vorzugsweise direkt an den Leichtmetall-Grundkörper an. Die Schutzschicht ist im Fall einer Befestigung des weiteren Elements mittels einer Fügeschicht -beispielsweise mittels einer Klebstoffschicht - insbesondere von der Fügeschicht verschieden, d.h. sie ist insbesondere von der Fügeschicht getrennt aus- gebildet.
Das weitere Element grenzt im Fall einer fügeschichtlosen Befestigung insbesondere direkt an die Schutzschicht an. Im Fall einer Befestigung mittels einer Fügeschicht grenzt insbesondere die Fügeschicht direkt an die Schutzschicht an.
Durch die Schutzschicht ist eine besonders gute Verbindung des weiteren Elements am Gehäuseelement erzielbar. Das Gehäuse kann somit im Bereich der Fügestelle in verringertem Maß anfällig gegenüber Korrosion sein. Insbesondere kann ein Unterwandern der Fügestelle durch Korrosion vermieden werden. Die Fügung des weiteren Elements am Gehäuseelement kann in bekannter Weise ein Zusammensetzen, ein Füllen, ein An- oder Einpressen, ein Urformen, ein Umformen, ein Schweißen, ein Löten, ein textiles Fügen oder bevorzugterweise ein Kleben umfassen. Diese Fügungen sind beispielsweise in der derzeit gültigen DIN 8593 genauer beschrieben.
Bei einer Ausgestaltung ist die Schutzschicht zumindest stellenweise auf eine dem weiteren Element zugewandte Fläche des Grundkörpers aufgebracht. Anders ausgedrückt ist die dem weiteren Element zugewandte Fläche vollständig von der
Schutzschicht bedeckt oder stellenweise von der Schutzschicht bedeckt und stellenweise von der Schutzschicht unbedeckt.
Vorzugsweise ist ein Teil der Oberfläche des Grundkörpers von der Schutzschicht unbedeckt. So ist das Gehäuse kostensparend herstellbar.
Die Schutzschicht ragt vorzugsweise, insbesondere in Draufsicht auf die dem weiteren Element zugewandte Fläche, seitlich über das weitere Element hinaus. Im Fall einer Befestigung des weiteren Elements mittels einer Fügeschicht ragt die Schutzschicht vorzugsweise auch seitlich über die Fügeschicht hinaus. Ins¬ besondere ist ein Teilbereich der dem weiteren Element zugewandten Oberfläche der Schutzschicht von dem weiteren Element und ggf. von der Fügeschicht unbedeckt und liegt bei einer Wei- terbildung frei. Auf diese Weise ist ein besonders guter Schutz der Fügestelle vor Korrosions-Unterwanderung erzielbar.
Bei einer Ausgestaltung hat der Grundkörper eine Aussparung, die Schutzschicht ist um die Aussparung umlaufend ausgebildet und das weitere Element überdeckt die Aussparung. Beispielsweise verläuft die Schutzschicht ringförmig um die Aussparung herum. Beispielsweise bei einer Ausgestaltung bei der das weitere Element zur fluiddichten - d.h. flüssigkeits- und/oder gas- dichten - Abdeckung der Aussparung vorgesehen ist, ist auf diese Weise eine besonders gute Fluid-Dichtigkeit der Fügestelle erzielbar . Bevorzugterweise weist die Schutzschicht ein Metall oder eine Legierung auf oder besteht daraus. Das Metall bzw. die Legierung ist vorzugsweise zur Bildung der Schutzschicht auf eine
Oberfläche des Grundkörpers aufgebracht. Weist das weitere Element ein Metall auf, kann der Kontakt zwischen dem Metall des weiteren Elements und dem Metall des Gehäuseelements für eine Resistenz gegenüber Korrosion entscheidend sein. Beispielsweise kann durch zwei unterschiedliche Metalle ein Kontaktelement gebildet sein, das, wenn es einem Elektrolyt wie beispielsweise Salzwasser ausgesetzt ist, ein bekanntes Korrosionsverhalten zeigt. Das Gehäuse kann konstruktiv so ausgebildet sein, dass die Korrosion auf eine Weise verläuft, die es unwahrscheinlich macht, dass die Korrosion die Schutzwirkung des Gehäuses herabsetzt oder zerstört.
In einer Ausführungsform ist das Metall bzw. die Legierung der Schutzschicht chemisch edler als das Leichtmetall des Grund¬ körpers. Insbesondere neigt das chemisch unedlere Material dazu, stärker zu korrodieren als das andere Material. Im vorliegenden Fall kann die Schutzschicht wesentlich dünner als eine Wandstärke des Grundkörpers sein, da der Grundkörper vor der Schutzschicht korrodiert. Die Schutzschicht kann dadurch rasch und kosten¬ sparend aufgebracht sein. In einer anderen Ausführungsform ist das Leichtmetall des
Grundkörpers chemisch edler als das Metall bzw. die Legierung der Schutzschicht. Die Schutzschicht kann dadurch als Opferanode wirken. Die Korrosion des Grundkörpers kann so wirksam unterbunden werden bis die Schutzschicht vollständig korrodiert ist.
Wie edel ein Metall im chemischen Sinn ist, richtet sich üb¬ licherweise nach dem Normalpotenzial des Metalls gegenüber einer Wasserstoffelektrode in wässriger Lösung bei einem pH-Wert von 7.
In noch einer weiteren Ausführungsform entspricht das Metall der Schutzschicht dem vorherrschenden Element des Leichtmetalls des Grundkörpers in reiner Form. Bevorzugterweise ist das Metall der Schutzschicht so rein, dass es praktisch keine Verunreinigungen durch andere Substanzen mehr umfasst. Die Schutzschicht kann dadurch relativ leicht an der Oberfläche des Gehäuseelements angebracht werden. Eine Verbindung zwischen der Schutzschicht und dem weiteren Element kann durch die Reinheit des Metalls erleichtert sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das
Leichtmetall, insbesondere der Leichtmetall-Druckguss , eine Aluminiumlegierung und das Metall reines Aluminium. Dadurch kann das Gehäuse besonders kostengünstig hergestellt werden.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform geht die Schutzschicht um nicht mehr als einen vorbestimmten Bereich über eine Anlagefläche für das weitere Element hinaus. Anders ausgedrückt ist bevorzugt, dass der Grundkörper nicht vollständig, sondern nur in einem vorbestimmten Bereich um die Fügestelle mit der Schutzschicht versehen wird. Beispielsweise ist der von der Außenkontur der Schutzschicht umschlossene Flächeninhalt höchstens doppelt so groß wie der von der Außenkontur der Anlagefläche umschlossene Flächeninhalt, insbesondere in Draufsicht auf die Anlagefläche. Der Aufwand zur Bereitstellung der Schutzschicht am Gehäuseelement kann dadurch verringert sein. Herstellungskosten für das Gehäuse können dadurch gesenkt sein .
In einer Variante weist das weitere Element eine Abdeckung zum Verschließen des Gehäuseelements auf. In diesem Fall kann die Schutzschicht in einem größeren zusammenhängenden Teilbereich aufgebracht werden. Beispielsweise ist die Abdeckung ein Ge¬ häusedeckel, der Grundkörper weist an einem Verbindungsbereich zum Gehäusedeckel eine Dichtungsnut auf und ist im Bereich der Dichtungsnut mit der Schutzschicht versehen. Insbesondere kann die Dichtungsnut mit der Schutzschicht ausgekleidet sein.
In einer anderen Variante weist das weitere Element ein
Funktionsbauteil auf. Hierbei kann die Schutzschicht bevor¬ zugterweise in einem relativ kleinen Bauteilbereich an der Oberfläche des Gehäuseelements angebracht werden. Das Funk¬ tionsbauteil kann beispielsweise ein elektrisches Bauteil wie etwa ein elektrisches Leistungselement, insbesondere einen Leistungshalbleiter wie einen Leistungstransistor, enthalten. Das Funktionsbauteil kann jedoch auch mechanischer Natur sein. Beispielsweise kann ein Befestigungselement oder ein Druck¬ ausgleichselement zum Ausgleichen eines Innendrucks des Gehäuses an einen Außendruck durch das Funktionsbauteil realisiert sein. Insbesondere in diesem Fall weist das weitere Element vor¬ zugsweise auch eine Abdeckung zum Verschließen des Gehäuseelements - und zwar vorzugsweise zum Verschließen der Aussparung bzw. einer der Aussparungen des Grundkörpers - auf. Die Abdeckung kann mit dem Funktionsbauteil integriert ausgebildet sein. Beispielsweise ist die Abdeckung als flüssigkeitsabweisende und gasdurchlässige Membran zum Druckausgleich ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für ein Steuergerät angegeben.
Gemäß einem Schritt des Verfahrens wird ein Grundkörper eines Gehäuseelements aus einem Leichtmetall bereitgestellt, ins¬ besondere eines Gehäuseelements gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen. Bei einer Weiterbildung umfasst das Verfahren einen vorangehenden Schritt, bei dem der
Grundkörper mittels Druckgießen hergestellt wird.
Bei einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird eine Schutz¬ schicht auf den Grundkörper aufgebracht. Bei einem dem Aufbringen der Schutzschicht nachfolgenden Verfahrensschritt wird ein weiteres Elements am Gehäuseelement im Bereich der Schutzschicht mittels einer Fügetechnik angebracht. Beispielsweise umfasst das Verfahren das Herstellen einer Schweißverbindung zwischen dem weiteren Element und der Schutzschicht oder das Aufbringen e Fügeschicht, insbesondere einer KlebstoffSchicht , auf die Schutzschicht . Durch das Verfahren kann das Gehäuse für das Steuergerät mit niedrigem Aufwand bereitgestellt werden. So können die oben beschriebenen Vorteile des Gehäuses kostengünstig realisiert werden. Das Herstellungsverfahren kann leicht in einen bekannten Herstellungsprozess integrierbar sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Steuergerät mit dem Gehäuse angegeben. Das Steuergerät weist zweckmäßigerweise eine
Elektronikplatine auf, die in dem Gehäuse aufgenommen und insbesondere in dem Gehäuseelement angeordnet ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Wei¬ terbildungen des Gehäuses und des Steuergeräts sowie des Verfahrens ergeben sich aus den folgenden, in Zusammenhang mit den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Gehäuse für ein Steuergerät mit einem Grundkörper aus
Leichtmetall ;
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Abschnitts des Gehäuses von
Fig. 1 und
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung des
Gehäuses von Fig. 1 Fig. 1 zeigt ein Gehäuse 100 für ein Steuergerät, insbesondere an Bord eines Kraftfahrzeugs in einer Explosionsdarstellung. Das Gehäuse 100 weist ein Gehäuseelement 105 mit einem Grundkörper 107 aus einem Leichtmetall-Druckguss auf. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann insbesondere ein Aluminium-Druckguss ver- wendet sein. Ferner weist das Gehäuse 100 vorliegend zwei weitere Elemente 110 auf, die zur Verbindung mit dem Gehäuseelement 105 mittels Fügetechnik, insbesondere durch Kleben oder Verschweißen, eingerichtet sind und im fertiggestellten Zustand des Gehäuses mit dem Gehäuseelement 105 mittels Fügetechnik, insbesondere durch Kleben oder Verschweißen, verbunden sind.
Das eine weitere Element 110 weist vorliegend eine Abdeckung 115 zum Verschließen des Gehäuseelements 105 auf. Genauer ist die Abdeckung 115 ein Gehäusedeckel, der die - zum Einsetzen einer Elektronikplatine während der Montage des Steuergeräts - offene Oberseite verschließt. Das andere weitere Element 110 weist ein Funktionsbauteil 120 auf. In der dargestellten Ausführungsform enthält das Funktionsbauteil 120 ein Druckausgleichselement (DAE) , das ins¬ besondere eine Membran aufweisen kann. Die Membran deckt im montierten Zustand eine Aussparung 215 des Grundkörpers 107 des Gehäuseelements 105 ab. Sie kann zweckmäßigerweise flüssig¬ keitsdicht und gasdurchlässig sein, so dass sie einen Druck¬ ausgleich zwischen dem Gehäuseinneren und der Umgebung ermöglicht und das Eindringen von Feuchtigkeit durch die Aussparung 215 verhindert. Beispielsweise kann eine Poly-Tetra-Fluor- Ethylen- (PTFE-) Membran vorgesehen sein, die mit dem Gehäuseelement 105 verklebt sein kann. In der dargestellten Ausführungsform ist die Anbringung des Funktionselements 120 an einer äußeren Oberfläche - d.h. an einer vom Innenraum des Grundkörpers 107 abgewandten Oberfläche - des Gehäuseelements 105 vorgesehen (in der Darstellung der Fig. 1 verdeckt) . In anderen Ausführungsformen kann das Funktionselement 120 auch an einer inneren Oberfläche angebracht werden, beispielsweise wenn es sich um ein elektronisches Element oder ein Befestigungs¬ element handelt.
Wo das jeweilige weitere Element 110 mit dem Gehäuseelement 105 verbunden ist, ist eine Fügestelle 125 ausgebildet. An der Fügestelle 125 wird das Element 110 am Gehäuseelement 105 mittels Fügetechnik, insbesondere mittels einer Klebeverbindung ge- halten. Dazu ist insbesondere im Bereich der Fügestelle 125 zwischen dem weiteren Element 110 und dem Gehäuseelement 105 eine Fügeschicht 130 aus einem Klebstoff angeordnet. Zur Befestigung eines Funktionsbauteiles 120 (DAE) kann der Klebstoff 130 „
insbesondere ein Acrylat Klebstoff sein, der insbesondere druckempfindlich ist, d.h. der unter mechanischem Druck die Adhäsion zum Fügepartner aufbaut. Zur Befestigung einer Abdeckung 115 kann der Klebstoff 130 insbesondere ein Silikon- klebstoff, beispielsweise ein feuchtigkeitsvernetzender Si¬ likonklebstoff, sein.
Erfindungsgemäß ist am Grundkörper 107 eine Schutzschicht 135 des Gehäuseelements 105 angebracht. Mittels der Schutzschicht 135 ist eine besonders gute Füge-Verbindung zwischen dem weiteren Element 110 und dem Gehäuseelement 105 erzielbar. Insbesondere kann die Schutzschicht 135 für ein verbessertes Anhaften des Klebstoffs 130 sorgen. Ferner ist die Schutzschicht 135 be¬ vorzugterweise dazu ausgebildet, einer Korrosion im Bereich der Fügestelle 125, insbesondere einer Unterwanderung der Fügestelle 125 durch Korrosion, entgegenzuwirken. Dadurch kann verhindert werden, dass die Korrosion einen Innenbereich des Gehäuses 100 erreicht. Insbesondere elektronische Komponenten eines Steu¬ ergeräts, die innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, können so auf lange Zeit wirksam gegenüber schädlichen Umwelteinflüssen geschützt werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen die Schutzschicht 135 aus Aluminium und der Grundkörper 107 aus einer Aluminium-Legierung. Beispiele weiterer möglicher Ausgestaltungen der Schutzschicht 135 und des Grundkörpers 107 sind weiter oben beschrieben.
Die Fügestelle 125 an welcher der Gehäusedeckel (d.h. die Abdeckung 115) an dem Gehäuseelement 105 befestigt ist um die offene Oberseite des Gehäuseelements 105 zu verschließen, ist in Figur 1 stark schematisiert angedeutet. Beispielsweise kann der obere Rand der Seitenwände des Grundkörpers 107 mit der
Schutzschicht 135 versehen sein und die Fügeschicht 130 kann auf den mit der Schutzschicht 135 versehenen oberen Rand aufgebracht sein, zum Beispiel in Gestalt einer Klebstoffraupe, insbesondere einem Strang elastischen Dichtmaterials. Die Fügeschicht 130 kann bei einer Ausgestaltung zumindest teilweise in einer Nut des oberen Rands (in Fig. 1 nicht dargestellt) angeordnet sein. Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht eines Abschnitts des Gehäuses 100 von Fig. 1 im Bereich der Fügestelle 125 des weiteren Elements 110, welches das Funktionsbauteil 120 mit der Membran enthält. Exemplarisch dargestellt ist das Funktionsbauteil 120 in Form eines Druckausgleichselements, das bereits am Gehäuseelement 105 mittels Verkleben angebracht ist.
An einer Oberfläche des Grundkörpers 107 des Gehäuseelements 105 ist im Bereich der Fügestelle 125 die Schutzschicht 135 an- gebracht. Dabei geht die Schutzschicht 135 bevorzugterweise um einen vorbestimmten Bereich 205 über eine Anlagefläche 210, an der das weitere Element 110 am Gehäuseelement 105 angebracht ist, hinaus. In der dargestellten Ausführungsform deckt das weitere Element 110 eine Aussparung 215 in einer der Seitenwände des Grundkörpers 107 ab, so dass die Anlagefläche 210 und die Schutzschicht 135 ringförmig um die Aussparung 215 herum verlaufen und, in Draufsicht auf die Aussparung 215, die In¬ nenkonturen der Anlagefläche 210, der Schutzschicht 135 und der Aussparung 215 zumindest im Wesentlichen deckungsgleich sind.
Beim dargestellten Beispiel einer Klebeverbindung ist auf die Schutzschicht 135 der die Fügeschicht 130 bildende Klebstoff aufgebracht. In anderen Ausführungsformen kann der Klebstoff bzw. die Fügeschicht 130 nur im Bereich der Anlagefläche 210 vorgesehen sein. Optional kann der Klebstoff auch im darüber hinausgehenden, vom weiteren Element 110 unbedeckten Bereich 205 aufgebracht sein, in welchem im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schutzschicht 135 frei liegt. In noch einer weiteren Ausführungsform kann sich der Klebstoff über die Außenkontur der Schutzschicht 135 hinaus erstrecken.
Auf dem der Fügeschicht 130 anliegend ist das weitere Element 110 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform wird bevorzugterweise eine dichte Verbindung zwischen dem weiteren Element 110 und dem Gehäuseelement 105 erreicht, indem die Fügeschicht 130 vollständig um die Aussparung 215 umlaufend ausgebildet ist. Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zur Herstellung des Gehäuses 100 von Fig. 1. In einem ersten Schritt 305 wird der Grundkörper 107 bereitgestellt. Optional wird in einem anschließenden Schritt 310 der Grundkörper gereinigt. In einem weiteren optionalen Schritt 315 wird der Grundkörper 107 maskiert, um zu definieren, wo im darauf folgenden Schritt 320 die Schutzschicht 135 auf die Oberfläche des Grundkörpers 107 aufgebracht wird. Das Aufbringen der Schutzschicht 135 im Schritt 320 kann beispielsweise galvanisch, durch Schweißen, Sputtern oder durch eine metallurgische Verbindung erfolgen. In bevorzugter Weise wird die Schutzschicht durch eine pulver-metallurgische Ver¬ bindung aufgetragen. Dabei kann beispielsweise das Legie- rungselement der Schutzschicht 135 über ein spezielles Verfahren aufgetragen werden, bei dem am Gehäuse 100 das Pulver mittels Plasmastrahl lokal aufgeschmolzen wird um anschließend die Oberfläche zu benetzen. Danach wird in einem Schritt 325 das weitere Element 110 am
Gehäuseelement 105 im Bereich der Schutzschicht 320 gefügt . Dabei ist bevorzugt, dass das Fügen im Schritt 325 möglichst un¬ mittelbar auf das Aufbringen der Schutzschicht 135 im Schritt 320 folgt. Dadurch kann vermieden werden, dass die Oberfläche der Schutzschicht 135 einer Verunreinigung unterworfen wird, bevor das weitere Element 110 an ihr angebracht wird. Das Fügen 325 kann das Aufbringen einer Fügeschicht 130, insbesondere einer Klebstoffschicht , umfassen. In einem optionalen Schritt 330 kann die Fügung zwischen dem weiteren Element 110 und dem Gehäuseelement 105 abbinden oder aushärten. Dazu kann beispielsweise mittels Druck, ultravio¬ lettem Licht oder Wärme das Aushärten angeregt werden. Der Schritt 330 kann zeitgleich mit weiteren Verarbeitungsschritten am Gehäuse 100 erfolgen.

Claims

Patentansprüche
1. Gehäuse (100) für ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuseelement (105) und einem mittels Fügetechnik fü- geschichtlos oder mittels einer Fügeschicht (130) am Gehäu¬ seelement (105) angebrachten weiteren Element (110),
dadurch gekennzeichnet dass,
- das Gehäuseelement (105) einen Grundkörper (107) aus einem Leichtmetall und eine auf den Grundkörper (107) aufgebrachte Schutzschicht (135) aufweist, wobei die Schutzschicht (135) zwischen dem Grundkörper (107) und dem angefügten weiteren Element (110) angeordnet ist.
2. Gehäuse (100) nach Anspruch 1 , wobei die Schutzschicht (135) stellenweise auf eine dem weiteren Element (110) zugewandte
Fläche des Grundkörpers (107) aufgebracht ist und seitlich über das weitere Element (110) und ggf. die Fügeschicht (130) hinaus ragt .
3. Gehäuse (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper eine Aussparung (215) aufweist, die Schutzschicht (135) um die Aussparung (215) umlaufend ausge¬ bildet ist und das weitere Element (110) die Aussparung (215) überdeckt .
4. Gehäuse (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzschicht (135) ein Metall oder eine Legierung aufweist oder daraus besteht, das/die auf eine Oberfläche des Grundkörpers (107) aufgebracht ist.
5. Gehäuse (100) nach Anspruch 4, wobei das Metall bzw. die Legierung chemisch edler als das Leichtmetall des Grundkörpers (107) ist.
6. Gehäuse (100) nach Anspruch 4, wobei das Leichtmetall des Grundkörpers (107) chemisch edler als das Metall bzw. die Legierung ist.
7. Gehäuse (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schutzschicht (135) aus einem Metall besteht, das auf eine Oberfläche des Grundkörpers (107) aufgebracht ist und wobei das Metall dem vorherrschenden Element (110) des Leichtmetalls in reiner Form entspricht.
8. Gehäuse (100) nach Anspruch 7, wobei das Leichtmetall eine Aluminiumlegierung und das Metall reines Aluminium ist.
9. Gehäuse (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schutzschicht (135) um nicht mehr als einen vorbestimmten Bereich (205) über eine Anlagefläche (210) für das weitere Element (110) hinausgeht.
10. Gehäuse (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das weitere Element (110) eine Abdeckung (115) zum Verschließen des Gehäuseelements (105) aufweist.
11. Gehäuse (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das weitere Element (110) ein Funktionsbauteil (120) umfasst.
12. Verfahren (300) zum Herstellen eines Gehäuses (100) für ein Steuergerät, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- Bereitstellen (305) eines Grundkörpers (107) eines Gehäu- seelements (105) aus einem Leichtmetall;
- Aufbringen (320) einer Schutzschicht (135) an dem Grundkörper;
- Nachfolgendes Anbringen (325) eines weiteren Elements (110) am Gehäuseelement (105) im Bereich der Schutzschicht (135) mittels einer Fügetechnik.
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