WO2020127761A1 - Gehäusebaugruppe und elektronische baugruppe mit gehäusebaugruppe - Google Patents

Gehäusebaugruppe und elektronische baugruppe mit gehäusebaugruppe Download PDF

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WO2020127761A1
WO2020127761A1 PCT/EP2019/086343 EP2019086343W WO2020127761A1 WO 2020127761 A1 WO2020127761 A1 WO 2020127761A1 EP 2019086343 W EP2019086343 W EP 2019086343W WO 2020127761 A1 WO2020127761 A1 WO 2020127761A1
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housing
connection
line
electronic component
receptacle
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PCT/EP2019/086343
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Martin Haverkamp
Manfred Goll
Robert Bodenheimer
Gerhard STICKSEL
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • B60R16/0239—Electronic boxes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/26—Casings; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/46—Boxes; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/48—Mounting of devices therein
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02G3/081—Bases, casings or covers
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    • H02G3/10—Distribution boxes; Connection or junction boxes for surface mounting on a wall
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/0026—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
    • H05K5/0047—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units having a two-part housing enclosing a PCB
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02—Details
    • H05K5/0209—Thermal insulation, e.g. for fire protection or for fire containment or for high temperature environments
    • H05K5/021—Thermal insulation, e.g. for fire protection or for fire containment or for high temperature environments specially adapted for data recorders, e.g. for flight recorders
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02—Details
    • H02G3/08—Distribution boxes; Connection or junction boxes
    • H02G3/088—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof casings or inlets

Definitions

  • the invention relates to a housing assembly for an electronic component in a vehicle with a housing for receiving the electronic component, which defines a receiving space, with an insulating element arranged in the housing, a receptacle for the electronic component being provided in the insulating element, and the insulating element receiving the receptacle essentially completely encloses, and with a connecting line which is guided through the insulation element and electrically contacts a connection provided in or on the receptacle and a line bushing provided on the housing.
  • the invention further relates to an electronic assembly for a vehicle, with such a housing assembly.
  • Data storage devices are often installed in vehicles, record the vehicle data and save it for later evaluation.
  • Such data memories are used, for example, as accident data memories in order to be able to evaluate the vehicle data after a defect or an accident.
  • the electronic components must be reliably protected against high temperatures, in particular in the event of a vehicle fire, since data loss or damage to the data memory can occur at high temperatures, as a result of which it is no longer possible to read out the vehicle data at a later time.
  • the object of the invention is to provide a housing assembly for an electronic component and an electronic assembly with such a housing assembly, which have reliable protection against high temperatures and whose dimensions and weight enable the housing assembly and the electronic component to be used in a vehicle.
  • a housing assembly for an electronic component in a vehicle with a housing for receiving the electronic component, which defines a receiving space, and with an insulation element arranged in the housing.
  • a receptacle for the electronic component is provided in the insulation element, the insulation element essentially completely enclosing the receptacle.
  • the housing assembly also has a connection line which is guided through the insulation element and makes electrical contact with one another in a connection provided in or on the receptacle and a line bushing provided on the housing.
  • the connection line has a temperature protection element between the connection and the line bushing, in particular within the insulation element, which prevents or at least reduces heat transfer between the line bushing and the connection.
  • the housing and the insulation element are dimensioned such that the housing assembly protects the electronic component from excessive heating for a defined period of time. Irrespective of the insulation element, however, there can be heat transfer via the connecting line, which can lead to excessive local heating of the electronic component even with sufficiently dimensioned insulation. For this reason, special measures are required to prevent heat transfer via the connection line to the electronic component. This is achieved in that the connection line has a temperature protection element.
  • the temperature protection element is dimensioned such that the heat transfer to the electronic component is prevented or at least slowed down, so that reliable protection of the electronic component is ensured in the event of a fire.
  • the temperature securing element can prevent or at least slow down heat transfer to the electronic component by various measures.
  • the temperature assurance element can have a line section whose length is greater than the direct connection between the connection and the line bushing.
  • the heating of the connection cable in the event of a fire decreases with increasing distance from the cable duct due to cable losses or heat emission. Due to the longer line section, the heating within the connecting line to the connection or to the electronic component decreases in such a way that the temperatures acting on the electronic component are below a defined limit value, ie damage to the electronic component can be reliably prevented.
  • the length of the cable section is preferably designed in such a way that a temperature input at the line leadthrough the connecting line is reduced in such a way that a defined temperature at the connection is not exceeded or is only exceeded after a defined time.
  • the line section is laid in a labyrinth-like and / or meandering manner in the insulation element, the length of the line section being dependent on the desired reduction in the temperature input or the desired insulation effect by the line section. It is only necessary to ensure that there is no mutual heating of pipe sections that are too close to another pipe section.
  • the line sections are preferably at a minimum distance from one another, which depends, for example, on the insulation effect of the insulation material or the desired duration of resistance in the event of a fire.
  • the cable section can, for example, be laid at least in sections around the receptacle with respect to a plane in order to achieve a sufficient length of the cable section.
  • the connection and the cable bushing can be arranged offset in the circumferential direction. Both the connection and the cable bushing require installation space within the insulation element, which could lead to a local reduction in the thickness of the insulation material and thus to a reduction in the insulation effect. In order to keep the insulation effect as high as possible, the connection and the cable duct are therefore offset so that a sufficient thickness of the insulation element is reliably ensured.
  • the temperature fuse element can have a temperature fuse which interrupts the connection between the connection and the line bushing when a defined temperature is exceeded. This completely prevents heat transfer via the connecting cable.
  • the electronic component may heat up. Because of the insulation effect of the insulation element, this heat can only be dissipated from the housing or the housing assembly with difficulty.
  • a temperature-guiding element can therefore be provided, which thermally connects the receptacle to the housing and or the outside of the housing in order to enable temperature to be dissipated from the housing.
  • the temperature control element has a second temperature fuse which interrupts the thermal connection between the receptacle and the housing when a defined temperature is exceeded. On the one hand, this ensures that heat is dissipated from the housing. On the other hand, heat input in the event of fire is reliably prevented.
  • the cable bushing preferably has a plug connection for contacting the connecting cable.
  • the plug connection can be arranged in the housing, for example, in order to enable simple installation and simple contacting of the electronic component.
  • the Plug connection formed by part of the housing, so that the housing can be made particularly tight and offers particularly good protection against external stress, for example water, dirt or fire.
  • the line bushing can also have, for example, a second line section protruding from the housing, on which the plug connection is arranged. This may make a more flexible contacting of the electronic component possible.
  • the housing has at least two housing components that completely enclose the receiving space.
  • the electronic component and the insulation element can be easily inserted into the receiving space.
  • the housing can then be closed in a simple manner in that the housing components are connected to one another in a sealed manner, for example in a form-fitting and / or material manner, for example by welding or gluing.
  • the shape and the dimensions as well as the material of the housing or the housing components can, for example, be selected depending on the desired duration of resistance to fire and the installation conditions in a vehicle.
  • the housing can be made at least in sections from a plastic or from metal.
  • the insulation element can have at least two molded parts which are assembled around the electronic component during assembly. This simplifies the assembly of an electronic assembly, since the molded parts can be manufactured separately.
  • the insulation element can also consist of a filler which is injected into the housing or the housing components.
  • an electronic assembly for a vehicle is also provided, with a housing assembly according to one of the preceding claims and with an electronic component which is arranged in the receptacle and is contacted with the connection of the connecting line.
  • the electronic component can have, for example, an additional housing made of metal or plastic.
  • the electronic component can also consist of several components, which are manufactured separately and contacted with one another during assembly of the electronic assembly.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of an electronic assembly according to the invention
  • FIG. 2 shows a top view of the electronic assembly from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows an exploded view of the electronic assembly from FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a sectional view through the electronic assembly from FIG. 1;
  • FIG. 5 shows a perspective illustration of the electronic component of the electronic assembly from FIG. 1;
  • FIG. 6 shows a detailed view of the connecting line of the electronic assembly from FIG. 1;
  • FIG. 7 shows an exploded view of a second embodiment of an electronic assembly according to the invention.
  • Figure 8 is a perspective view of the electronic assembly of Figure
  • FIG. 9 shows a top view of the electronic assembly from FIG. 7;
  • FIG. 10 shows an exploded view of a third embodiment of an electronic assembly according to the invention.
  • FIG. 11 shows a sectional view through the electronic assembly from FIG. 10;
  • FIG. 12 shows a detailed view of the electronic assembly from FIG. 10;
  • FIG. 13 shows an exploded view of a fourth embodiment of an electronic assembly according to the invention.
  • Figure 14 is a perspective view of the electronic assembly of Figure
  • FIG. 15 shows an exploded view of a fifth embodiment of an electronic assembly according to the invention.
  • Figure 16 is a perspective view of the electronic assembly of Figure
  • FIGS. 3 and 4 show an electronic assembly 10 with an electronic component 12 (see in particular FIGS. 3 and 4) and a housing assembly 11 consisting of a housing 14, an insulation element 16 and a connecting line 32.
  • the electronic component 12 is, for example, an ECU or a data memory, in particular an accident data memory for a vehicle.
  • the electronic component 12 can also consist of a plurality of electronic components which are contacted with one another before or during the assembly of the electronic assembly 10.
  • the electronic component 12 can have a housing, for example made of plastic and / or metals.
  • the housing 14 and the insulation element 16 are intended to reliably protect the electronic component 12 from external loads, in particular from moisture and dirt, and in the event of a fire from excessive heating, which could lead to damage to the electronic component 12.
  • the housing 14 has two housing components 18, 20, which together define a completely enclosed receiving space 22.
  • Fastening flange 23 for mounting the electronic assembly 10 are provided on one of the housing components 20.
  • the housing components 18, 20 are preferably connected to one another in a form-fitting and / or cohesive manner and are water- and dust-tight.
  • the insulation element 16 consists of material with a low thermal conductivity and / or a high resistance to fire or heating, for example PUR foam, vacuum insulation or gypsum-like mixtures.
  • the insulation element 16 has two molded parts 24, 26 which are inserted in the receiving space 22 in a form-fitting manner.
  • the insulation element 16 has a receptacle 28 for the electronic component 12 and a cutout 30 for the connecting line 32.
  • the connecting line 32 (see also FIG. 6) has a connection 34 for the electronic component 12, the connection 34 being designed as a plug which can be inserted into a plug receptacle 36 of the electronic component 12.
  • the second end of the connecting line 32 is formed by a line bushing 38 which is led out of the housing 16.
  • the electronic component 12 is accommodated in the receptacle 28 essentially in a form-fitting manner between the molded parts 24, 26.
  • connection line 32 is connected to the connection 34 with the electronic component 12. Furthermore, the connecting line 32 is inserted into the cutout 30 and led out of the housing 14 at an opening 40. As can be seen in particular in FIG. 3, the connecting line 32 has a temperature securing element designed as a line section 42.
  • the line section 42 extends with respect to a plane 44 (FIG. 4) in the circumferential direction essentially completely around the electronic component 12. As can be seen in particular in FIGS. 3 and 6, the line section 42 is considerably longer than a direct connection between the connection 34 and the line bushing 36 or the connecting line 32 is substantially longer than a direct connection between the connection 34 and the opening 40.
  • the housing 14 and the insulation element 16 provide protection against external loads.
  • the housing is at least essentially protected against water and dust, preferably according to the standards for tightness required in the automotive field.
  • the insulation element 16 also protects the electronic component from the effects of heat, for example in the event of a fire.
  • the connecting line 32 usually consists of a material that has good thermal conductivity properties. In the case of the housings known hitherto, there was therefore the risk that the connecting line 32 would be heated and thus a high heat transfer to the electronic component 12 or a strong heat input to the electronic component 12 would occur via the connecting line 32, which could damage it locally.
  • connection line 32 through the temperature securing element or the line section 32 is formed so long that the heating decreases over the length of the temperature securing element, so that no or only one at the connection 34 very little heating of the connecting line 32 takes place.
  • the electronic component 12 is thus reliably protected against heat input via the connecting line 32. Together with the insulation element 16 and the housing 14, reliable protection of the electronic component 12 is ensured.
  • the insulation element 16 and the temperature protection element are dimensioned in such a way that the electronic component 12 is protected against excessive heating for a defined period of time.
  • the shape of the housing 14 can be varied as desired, for example depending on the installation conditions and the shape and size of the electronic component 12.
  • the material of the housing 14 can also be dependent on the desired properties, in particular the desired resistance to Heating or fire can be selected.
  • plastic or metal can be used as the material.
  • Combinations of several materials are also possible.
  • the housing components 18, 20 can also consist of different materials, for example plastic and metal.
  • the temperature securing element has a line section 42, by means of which the length of the connecting line 32 is extended in such a way that heat application to the electronic component 12 via the connecting line 32 is reliably excluded.
  • the temperature fuse element can have a first temperature fuse that interrupts the connection line 32 at a defined temperature and thus prevents heat transfer via the connection line 32.
  • the temperature fuse can be provided in the area of the connection 34, so that in the event of excessive heating or a fire, heat on the electronic component 12 is initially prevented by the line section 42. This initially continues to ensure contacting and thus the function of the electronic component. If a high heat input leads to a high heat input via the connecting line 32, the connecting line 32 can be interrupted by the temperature fuse in order to prevent damage to the electronic component 12.
  • FIGS. 7 to 9 A second embodiment of an electronic assembly 10 is shown in FIGS. 7 to 9.
  • This electronic assembly 10 essentially corresponds to the electronic assembly 10 shown in FIGS. 1 to 6.
  • the first Housing component 18 is designed as a trough on which the bottle 23 is formed.
  • the second housing component 20 is designed as a plate which closes the housing component 18.
  • the molded parts 24, 26 of the insulation element 16 are correspondingly adapted to the shape of the housing 14.
  • the electronic assembly 10 shown in FIGS. 10 to 12 essentially corresponds to the electronic assembly 10 shown in FIGS. 1 to 6.
  • the electronic assembly 10 has a temperature-guiding element 46 that provides a thermally conductive connection between the electronic component 12 and the housing 14 forms (see in particular Figure 1 1). When the electronic component 12 is heated, heat can be dissipated from the electronic component 12 to the housing 14, so that strong internal heating of the electronic component 12 is prevented.
  • the temperature guide element 46 has a second temperature fuse 48 which interrupts the thermal connection between the electronic component 12 and the housing 14 when a defined temperature is reached or exceeded, so that heat transfer in the opposite direction , from the housing 14 to the electronic component 12 is prevented.
  • FIGS. 13 and 14 or FIGS. 15 and 16 essentially correspond to the electronic assembly 10 shown in FIGS. 7 to 9, wherein additionally a temperature control element 46 with a second temperature fuse 48 analogous to FIGS. 10 to 12 is provided. Furthermore, the flanges 23 are provided on the second housing component 20 designed as a housing cover.
  • the line bushing 36 is led out of the housing here, the opening 40 being sealed.
  • the cable bushing can also have a plug or plug contact provided in the housing.
  • the connecting line 32 has a temperature protection element which prevents or at least reduces heat transfer from the line bushing 36 to the receptacle 34, so that reliable protection of the electronic component 12 is ensured.
  • the line section 42 can be laid anywhere within the insulation element 16, for example in a labyrinthine, spiral or meandering manner. It is only necessary to ensure that the length of the line section 42 is significantly longer than the direct connection between the connection 34 and the line feedthrough 36, so that the decrease in heating along the line section 42 is so high that no or only a slight heating takes place at the connection 34 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gehäusebaugruppe (11) für ein elektronisches Bauteil (12) in einem Fahrzeug, mit einem Gehäuse (14) zur Aufnahme des elektronischen Bauteils (12), das einen Aufnahmeraum (22) definiert, einem im Gehäuse (14) angeordneten Isolationselement (16), wobei im Isolationselement (16) eine Aufnahme (28) für das elektronische Bauteil (12) vorgesehen ist und das Isolationselement (16) die Aufnahme (28) im Wesentlichen vollständig umschließt, und mit einer Anschlussleitung (32), die durch das Isolationselement (16) geführt ist und einen im oder an der Aufnahme (28) vorgesehenen Anschluss (34) und eine am Gehäuse (14) vorgesehene Leitungsdurchführung (36) elektrisch miteinander kontaktiert. Die Anschlussleitung (32) weist zwischen dem Anschluss (34) und der Leitungsdurchführung (30), insbesondere innerhalb des Isolationselements (16), ein Temperatursicherungselement auf, das eine Wärmeübertragung zwischen der Leitungsdurchführung (36) und dem Anschluss (34) verhindert oder zumindest reduziert.

Description

Beschreibung
Gehäusebaugruppe und elektronische Baugruppe mit Gehäusebaugruppe
Die Erfindung betrifft eine Gehäusebaugruppe für ein elektronisches Bauteil in einem Fahrzeug mit einem Gehäuse zur Aufnahme des elektronischen Bauteils, das einen Aufnahmeraum definiert, mit einem im Gehäuse angeordneten Isolationselement, wobei im Isolationselement eine Aufnahme für das elektronische Bauteil vorgesehen ist, und das Isolationselement die Aufnahme im Wesentlichen vollständig umschließt, und mit einer Anschlussleitung, die durch das Isolationselement geführt ist und einen im oder an der Aufnahme vorgesehenen Anschluss und eine am Gehäuse vorgesehene Leitungsdurchführung elektrisch miteinander kontaktiert. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine elektronische Baugruppe für ein Fahrzeug, mit einer solchen Gehäusebaugruppe.
In Fahrzeugen werden häufig Datenspeicher verbaut, die Fahrzeugdaten erfassen und zur späteren Auswertung speichern. Solche Datenspeicher werden beispielsweise als Unfalldatenspeicher eingesetzt, um nach einem Defekt oder einem Unfall die Fahrzeugdaten auswerten zu können. Die elektronischen Bauteile müssen zuverlässig vor hohen Temperaturen, insbesondere bei einem Fahrzeugbrand, geschützt werden, da es bei hohen Temperaturen zu einem Datenverlust oder einem Schaden des Datenspeichers kommen kann, wodurch ein späteres Auslesen der Fahrzeugdaten nicht mehr möglich ist.
Bisher werden solche Datenspeicher lediglich durch Bauraumvorgaben passiv geschützt. Das heißt, der Schutz des Datenspeichers erfolgt durch die Positionierung im Fahrzeug, beispielsweise in Bereichen, die eine geringere Brandlast haben, beispielsweise außerhalb des Motorraums.
Schutzvorkehrungen mit massiven Gehäusen oder Datenspeichern, die höheren Temperaturen standhalten, wie sie beispielsweise aus der Luftfahrt, dem Schienenverkehr oder der Schifffahrt bekannt sind, können aufgrund der Größe und des Gewichts dieser Baugruppen im Kraftfahrzeugbereich nicht verwendet werden. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gehäusebaugruppe für ein elektronisches Bauteil sowie eine elektronische Baugruppe mit einer solchen Gehäusebaugruppe bereitzustellen, die einen zuverlässigen Schutz vor hohen Temperaturen aufweisen und deren Abmessungen und Gewicht einen Einsatz der Gehäusebaugruppe sowie des elektronischen Bauteils in einem Fahrzeug ermöglicht.
Zur Lösung der Aufgabe ist eine Gehäusebaugruppe für ein elektronisches Bauteil in einem Fahrzeug vorgesehen, mit einem Gehäuse zur Aufnahme des elektronischen Bauteils, das einen Aufnahmeraum definiert sowie mit einem im Gehäuse angeordneten Isolationselement. Im Isolationselement ist eine Aufnahme für das elektronische Bauteil vorgesehen, wobei das Isolationselement die Aufnahme im Wesentlichen vollständig umschließt. Die Gehäusebaugruppe weist des Weiteren eine Anschlussleitung auf, die durch das Isolationselement geführt ist und einen im oder an der Aufnahme vorgesehenen Anschluss und eine am Gehäuse vorgesehene Leitungsdurchführung elektrisch miteinander kontaktiert. Die Anschlussleitung weist zwischen dem Anschluss und der Leitungsdurchführung, insbesondere innerhalb des Isolationselements, ein Temperatursicherungselement auf, das eine Wärmeübertragung zwischen der Leitungsdurchführung und dem Anschluss verhindert oder zumindest reduziert.
Das Gehäuse sowie das Isolationselement sind derart dimensioniert, dass die Gehäusebaugruppe das elektronische Bauteil für einen definierten Zeitraum vor einer zu hohen Erwärmung. Unabhängig vom Isolationselement kann es aber zu einer Wärmeübertragung über die Anschlussleitung kommen, die auch bei einer ausreichend dimensionierten Isolierung zu einer zu starken lokalen Erwärmung des elektronischen Bauteils führen kann. Aus diesem Grund sind besondere Maßnahmen erforderlich, um eine Wärmeübertragung über die Anschlussleitung auf das elektronische Bauteil zu verhindern. Dies wird dadurch erreicht, dass die Anschlussleitung ein Temperatursicherungselement aufweist. Das Temperatursicherungselement ist derart bemessen, dass die Wärmeübertragung auf das elektronische Bauteil verhindert oder zumindest verlangsamt wird, sodass ein zuverlässiger Schutz des elektronischen Bauteils im Brandfall sichergestellt ist. Das Temperatursicherungselement kann durch verschiedene Maßnahmen eine Wärmeübertragung auf das elektronische Bauteil verhindern oder zumindest verlangsamen. Beispielsweise kann das Temperatursicherungselement einen Leitungsabschnitt aufweisen, dessen Länge größer ist als die direkte Verbindung zwischen dem Anschluss und der Leitungsdurchführung. Die Erwärmung der Anschlussleitung im Brandfall nimmt mit zunehmendem Abstand von der Leitungsdurchführung aufgrund von Leitungsverlusten oder einer Wärmeabgabe ab. Durch den längeren Leitungsabschnitt nimmt die Erwärmung innerhalb der Anschlussleitung bis zum Anschluss bzw. bis zum elektronischen Bauteil derart ab, dass die auf das elektronische Bauteil wirkenden Temperaturen unterhalb eines definierten Grenzwertes liegen, also eine Beschädigung des elektronischen Bauteils zuverlässig verhindert werden kann. Vorzugsweise ist die Länge des Kabelabschnitts derart gestaltet, dass ein Temperatureintrag an der Leitungsdurchführung über die Anschlussleitung derart reduziert wird, dass am Anschluss eine definierte Temperatur nicht oder erst nach einer definierten Zeit überschritten wird.
Beispielsweise ist der Leitungsabschnitt im Isolationselement labyrinthartig und/oder mäanderförmig verlegt, wobei die Länge des Leitungsabschnitts von der gewünschten Reduzierung des Temperatureintrages bzw. der gewünschten Isolationswirkung durch den Leitungsabschnitt abhängig ist. Es ist lediglich sicherzustellen, dass keine gegenseitige Erwärmung von Leitungsabschnitten, die zu nah an einem anderen Leitungsabschnitt verlegt sind, erfolgt. Vorzugsweise weisen die leitungsabschnitte einen Mindestabstand voneinander auf, der beispielsweise von der Isolationswirkung des Isolationsmaterials oder der gewünschten Widerstandsdauer im Brandfall abhängig ist.
Der Kabelabschnitt kann beispielsweise bezüglich einer Ebene zumindest abschnittsweise um die Aufnahme herum verlegt sein, um eine ausreichende Länge des Kabelabschnitts zu erreichen. Beispielsweise können der Anschluss und die Leitungsdurchführung in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sein. Sowohl der Anschluss wie auch die Leitungsdurchführung benötigen Bauraum innerhalb des Isolationselements, die zu einer lokalen Reduzierung der Dicke des Isolationsmaterials und somit zu einer Verringerung der Isolationswirkung führen könnten. Um die Isolationswirkung möglichst hoch zu halten, sind daher der Anschluss und die Leitungsdurchführung daher so versetzt, dass eine ausreichende Dicke des Isolationselements zuverlässig sichergestellt ist.
Optional oder ergänzend kann das Temperatursicherungselement eine Temperatursicherung aufweisen, die bei Überschreiten einer definierten Temperatur die Verbindung zwischen dem Anschluss und der Leitungsdurchführung unterbricht. Dadurch wird eine Wärmeübertragung über die Anschlussleitung vollständig verhindert.
Im regulären Fahrzeugbetrieb kann es zu einer Erwärmung des elektronischen Bauteils kommen. Aufgrund der Isolationswirkung des Isolationselements kann diese Wärme nur schlecht aus dem Gehäuse bzw. der Gehäusebaugruppe abgeführt werden. Um eine Wärmeableitung aus dem Gehäuse zu ermöglichen, kann daher ein Temperaturleitelement vorgesehen sein, das die Aufnahme thermisch mit dem Gehäuse und oder der Gehäuseaußenseite verbindet, um eine Temperaturabführung aus dem Gehäuse zu ermöglichen. Um im Brandfall einen Wärmeeintrag auf das elektronische Bauteil durch das Temperaturleitelement zu verhindern, weist das Temperaturleitelement eine zweite Temperatursicherung auf, die bei Überschreiten einer definierten Temperatur die thermische Verbindung zwischen der Aufnahme und dem Gehäuse unterbricht. Dadurch ist zum einen die Ableitung von Wärme aus dem Gehäuse heraus sichergestellt. Zum anderen ist ein Wärmeeintrag im Brandfall zuverlässig verhindert.
Die Leitungsdurchführung weist vorzugsweise eine Steckverbindung zur Kontaktierung der Anschlussleitung auf. Die Steckverbindung kann beispielsweise im Gehäuse angeordnet sein, um einen einfachen Einbau sowie eine einfache Kontaktierung des elektronischen Bauteils zu ermöglichen. Beispielsweise ist die Steckverbindung durch einen Teil des Gehäuses gebildet, sodass das Gehäuse besonders dicht ausgebildet werden kann und einen besonders guten Schutz gegen äußere Beanspruchung, beispielsweise Wasser, Schmutz oder Feuer bietet. Die Leitungsdurchführung kann aber beispielsweise auch einen aus dem Gehäuse ragenden zweiten Leitungsabschnitt aufweisen, an dem die Steckverbindung angeordnet ist. Dadurch kann eine flexiblere Kontaktierung des elektronischen Bauteils möglich sein.
Beispielsweise weist das Gehäuse zumindest zwei Gehäusebauteile auf, die den Aufnahmeraum vollständig umschließen. Dadurch lassen sich das elektronische Bauteil sowie das Isolationselement einfach in den Aufnahmeraum einsetzen. Anschließend kann das Gehäuse auf einfache Weise verschlossen werden, indem die Gehäusebauteile dicht, beispielsweise form- und oder stoffschlüssig, miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen oder Kleben.
Die Form und die Dimensionierungen sowie das Material des Gehäuses bzw. der Gehäusebauteile können beispielsweise in Abhängigkeit von der gewünschten Widerstandsdauer gegen Feuer sowie den Einbaubedingungen in einem Fahrzeug gewählt werden. Beispielsweise kann das Gehäuse zumindest abschnittsweise aus einem Kunststoff oder aus Metall hergestellt werden.
Das Isolationselement kann zumindest zwei Formteilen aufweisen, die bei der Montage um das elektronische Bauteil herum zusammengesetzt werden. Dies erleichtert die Montage einer elektronischen Baugruppe, da die Formteile separat hergestellt werden können. Alternativ oder ergänzend kann das Isolationselement auch aus einem Füllstoff bestehen, der in das Gehäuse oder die Gehäusebauteile eingespritzt wird.
Zur Lösung der Aufgabe ist des Weiteren eine elektronische Baugruppe für ein Fahrzeug vorgesehen, mit einer Gehäusebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem elektronischen Bauteil, das in der Aufnahme angeordnet und mit dem Anschluss der Anschlussleitung kontaktiert ist. Das elektronische Bauteil kann beispielsweise ein zusätzliches Gehäuse aus Metall oder Kunststoff aufweisen.
Das elektronische Bauteil kann auch aus mehreren Komponenten bestehen, die separat hergestellt und bei der Montage der elektronischen Baugruppe miteinander kontaktiert werden.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichen. In diesem zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe;
Figur 2 eine Draufsicht auf die elektronische Baugruppe aus Figur 1 ;
Figur 3 eine Explosionsansicht der elektronischen Baugruppe aus Figur 1 ;
Figur 4 eine Schnittansicht durch die elektronische Baugruppe aus Figur 1 ;
Figur 5 eine perspektivische Darstellung des elektronischen Bauteils der elektronischen Baugruppe aus Figur 1 ;
Figur 6 eine Detailansicht der Anschlussleitung der elektronischen Baugruppe aus Figur 1 ;
Figur 7 eine Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe;
Figur 8 eine perspektivische Ansicht der elektronischen Baugruppe aus Figur
7;
Figur 9 eine Draufsicht auf die elektronische Baugruppe aus Figur 7; Figur 10 eine Explosionsansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe;
Figur 11 eine Schnittansicht durch die elektronische Baugruppe aus Figur 10;
Figur 12 eine Detailansicht der elektronischen Baugruppe aus Figur 10;
Figur 13 eine Explosionsansicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe;
Figur 14 eine perspektivische Ansicht der elektronischen Baugruppe aus Figur
13;
Figur 15 eine Explosionsansicht einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe; und
Figur 16 eine perspektivische Ansicht der elektronischen Baugruppe aus Figur
15.
In den Figuren 1 bis 4 ist eine elektronische Baugruppe 10 gezeigt, mit einem elektronischen Bauteil 12 (siehe insbesondere Figuren 3 und 4) sowie einer Gehäusebaugruppe 11 bestehend aus einem Gehäuse 14, einem Isolationselement 16 sowie einer Anschlussleitung 32.
Das elektronische Bauteil 12 ist beispielsweise eine ECU oder ein Datenspeicher, insbesondere ein Unfalldatenspeicher für ein Fahrzeug. Das elektronische Bauteil 12 kann auch aus mehreren elektronischen Komponenten bestehen, die vor oder während der Montage der elektronischen Baugruppe 10 miteinander kontaktiert werden. Das elektronische Bauteil 12 kann ein Gehäuse, beispielsweise aus Kunststoff und/oder Metalle aufweisen. Das Gehäuse 14 sowie das Isolationselement 16 soll das elektronische Bauteil 12 zuverlässig vor äußeren Belastungen, insbesondere vor Feuchtigkeit und Schmutz, sowie im Brandfall vor einer zu starken Erwärmung, die zu einer Beschädigung des elektronischen Bauteils 12 führen könnten, schützen.
Das Gehäuse 14 weist in der hier gezeigten Ausführungsform zwei Gehäusebauteile 18, 20 auf, die gemeinsam einen vollständig umschlossenen Aufnahmeraum 22 definieren. An einem der Gehäusebauteile 20 sind Befestigungsflansch 23 zur Montage der elektronischen Baugruppe 10 vorgesehen. Vorzugsweise sind die Gehäusebauteile 18, 20 form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden und wasser- bzw. staubdicht.
Das Isolationselement 16 besteht aus Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit und/oder einer hohen Beständigkeit gegen Feuer bzw. Erhitzung, beispielsweise PUR-Schaum, einer Vakuumdämmung oder gipsähnlichen Mischungen. Das Isolationselement 16 weist zwei Formteilen 24, 26 auf, die formschlüssig in den Aufnahmeraum 22 eingesetzt sind. Das Isolationselement 16 weist eine Aufnahme 28 für das elektronische Bauteil 12 sowie eine Aussparung 30 für die Anschlussleitung 32 auf.
Die Anschlussleitung 32 (siehe auch Figur 6) weist einen Anschluss 34 für das elektronische Bauteil 12 auf, wobei der Anschluss 34 als Stecker ausgebildet ist, der in eine Steckeraufnahme 36 des elektronischen Bauteils 12 eingesetzt werden kann. Das zweite Ende der Anschlussleitung 32 ist durch eine Leitungsdurchführung 38 gebildet, die aus dem Gehäuse 16 herausgeführt ist.
Wie insbesondere in Figur 4 zu sehen ist, ist das elektronische Bauteil 12 im Wesentlichen formschlüssig zwischen den Formteilen 24, 26 in der Aufnahme 28 aufgenommen.
Die Anschlussleitung 32 ist mit dem Anschluss 34 mit dem elektronischen Bauteil 12 verbunden. Des Weiteren ist die Anschlussleitung 32 in die Aussparung 30 eingelegt und an einem Durchbruch 40 aus dem Gehäuse 14 herausgeführt. Wie insbesondere in Figur 3 zu sehen ist, weist die Anschlussleitung 32 ein als Leitungsabschnitt 42 ausgebildetes Temperatursicherungselement auf. Der Leitungsabschnitt 42 erstreckt sich bezüglich einer Ebene 44 (Figur 4) in Umfangsrichtung im Wesentlichen vollständig um das elektronische Bauteil 12. Wie insbesondere in den Figuren 3 und 6 zu sehen ist, ist der Leitungsabschnitt 42 wesentlich länger als eine direkte Verbindung zwischen dem Anschluss 34 und der Leitungsdurchführung 36 bzw. die Anschlussleitung 32 ist wesentlich länger als eine direkte Verbindung zwischen dem Anschluss 34 und dem Durchbruch 40.
Das Gehäuse 14 sowie das Isolationselement 16 stellen einen Schutz vor äußeren Belastungen bereit. Das Gehäuse ist zumindest im Wesentlichen wasser- und staubgeschützt, vorzugsweise gemäß der im Automobilbereich erforderlichen Normen für Dichtheit. Durch das Isolationselement 16 ist das elektronische Bauteil zudem vor einer Wärmeeinwirkung, beispielsweise im Brandfall, geschützt.
Die Anschlussleitung 32 besteht aber üblicherweise aus einem Material, das gute Wärmeleiteigenschaften hat. Bei den bisher bekannten Gehäusen bestand daher die Gefahr, dass die Anschlussleitung 32 erwärmt wird und somit über die Anschlussleitung 32 eine hohe Wärmeübertragung zum elektronischen Bauteil 12 bzw. ein starker Wärmeeintrag auf das elektronische Bauteil 12 erfolgte, wodurch dieses lokal beschädigt werden könnte.
In der in den Figuren 1 bis 6 gezeigten Ausführungsform einer elektronischen Baugruppe 10 ist die Anschlussleitung 32 durch das Temperatursicherungselement bzw. der Leitungsabschnitt 32 so lang ausgebildet, dass über die Länge des Temperatursicherungselements ein Abfall der Erwärmung erfolgt, sodass am Anschluss 34 keine oder nur eine sehr geringe Erwärmung der Anschlussleitung 32 erfolgt. Das elektronische Bauteil 12 ist so zuverlässig vor einem Wärmeeintrag über die Anschlussleitung 32 geschützt. Gemeinsam mit dem Isolationselement 16 und dem Gehäuse 14 ist so ein zuverlässiger Schutz des elektronischen Bauteils 12 gewährleistet. Das Isolationselement 16 sowie das Temperatursicherungselement sind hierbei so dimensioniert, dass das elektronische Bauteil 12 für einen definierten Zeitraum vor einer zu starken Erhitzung geschützt ist.
Unabhängig davon kann die Form des Gehäuses 14 beliebig variiert werden, beispielsweise in Abhängigkeit von den Einbaubedingungen sowie der Form und der Größe des elektronischen Bauteils 12. Des Weiteren kann auch das Material des Gehäuses 14 in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften, insbesondere der gewünschten Widerstandsfähigkeit gegen Erhitzung bzw. Feuer gewählt werden. Beispielsweise kann als Material Kunststoff oder Metall verwendet werden. Es sind auch Kombinationen aus mehreren Materialien möglich. Beispielsweise können die Gehäusebauteile 18, 20 auch aus verschiedenen Materialien bestehen, beispielsweise aus Kunststoff und Metall.
Das Temperatursicherungselement weist in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform einen Leitungsabschnitt 42 auf, durch den die Länge der Anschlussleitung 32 derart verlängert wird, dass ein Wärmeantrag auf das elektronische Bauteil 12 über die Anschlussleitung 32 zuverlässig ausgeschlossen wird. Optional oder zusätzlich kann das Temperatursicherungselement eine erste Temperatursicherung aufweisen, die bei einer definierten Temperatur die Anschlussleitung 32 unterbricht und somit eine Wärmeübertragung über die Anschlussleitung 32 verhindert. Beispielsweise kann die Temperatursicherung im Bereich des Anschlusses 34 vorgesehen sein, sodass bei einer starken Erwärmung oder einem Brand zunächst eine Hitzeeinwirkung auf das elektronische Bauteil 12 durch den Leitungsabschnitt 42 verhindert wird. Dadurch ist zunächst weiterhin eine Kontaktierung und somit die Funktion des elektronischen Bauteils sichergestellt. Sollte es aufgrund einer starken Hitzeentwicklung zu einem hohen Wärmeeintrag über die Anschlussleitung 32 kommen, kann durch die Temperatursicherung die Anschlussleitung 32 unterbrochen werden, um eine Schädigung des elektronischen Bauteils 12 zu verhindern.
Eine zweite Ausführungsform einer elektronischen Baugruppe 10 ist in den Figuren 7 bis 9 dargestellt. Dieser elektronische Baugruppe 10 entspricht im Wesentlichen der in den Figuren 1 bis 6 dargestellten elektronischen Baugruppe 10. Das erste Gehäusebauteil 18 ist als Wanne ausgebildet, an der die Flasche 23 ausgebildet sind. Das zweite Gehäusebauteil 20 ist als Platte ausgebildet, die das Gehäusebauteil 18 verschließt. Die Formteile 24, 26 des Isolationselements 16 sind entsprechend an die Form des Gehäuses 14 angepasst.
Die in den Figuren 10 bis 12 gezeigte elektronische Baugruppe 10 entspricht im Wesentlichen der in den Figuren 1 bis 6 gezeigten elektronischen Baugruppe 10. Zusätzlich weist die elektronische Baugruppe 10 ein Temperaturleitelement 46 auf, das eine thermisch leitende Verbindung zwischen dem elektronischen Bauteil 12 und dem Gehäuse 14 bildet (siehe insbesondere Figur 1 1 ). Dadurch ist bei einer Erwärmung des elektronischen Bauteils 12 eine Wärmeableitung vom elektronischen Bauteil 12 zum Gehäuse 14 möglich, sodass eine starke innere Erwärmung des elektronischen Bauteils 12 verhindert wird.
Um einen Wärmeeintrag über das Temperaturleitelement 46 zu verhindern, weist das Temperaturleitelement 46 eine zweite Temperatursicherung 48 auf, die die thermische Verbindung zwischen dem elektronischen Bauteil 12 und dem Gehäuse 14 bei Erreichen bzw. Überschreiten einer definierten Temperatur unterbricht, sodass eine Wärmeübertragung in die entgegengesetzte Richtung, vom Gehäuse 14 zum elektronischen Bauteil 12 verhindert wird.
Die in den Figuren 13 und 14 bzw. den Figuren 15 und 16 dargestellten Ausführungsformen einer elektronischen Baugruppe 10 entsprechen im Wesentlichen der in den Figuren 7 bis 9 gezeigten elektronischen Baugruppe 10, wobei ergänzend ein Temperaturleitelement 46 mit einer zweiten Temperatursicherung 48 analog der Figuren 10 bis 12 vorgesehen ist. Des Weiteren sind die Flansche 23 am als Gehäusedeckel ausgebildeten zweiten Gehäusebauteil 20 vorgesehen.
Die Leitungsdurchführung 36 ist hier aus dem Gehäuse herausgeführt, wobei der Durchbruch 40 abgedichtet ist. Optional kann die Leitungsdurchführung auch einen im Gehäuse vorgesehenen Stecker bzw. Steckkontakt aufweisen. Unabhängig von der Ausführungsform weist die Anschlussleitung 32 ein Temperatursicherungselement auf, das eine Wärmeübertragung von der Leitungsdurchführung 36 zur Aufnahme 34 verhindert oder zumindest reduziert, sodass ein zuverlässiger Schutz des elektronischen Bauteils 12 gewährleistet.
Insbesondere kann der Leitungsabschnitt 42 beliebig innerhalb des Isolationselements 16 verlegt sein, beispielsweise labyrinthartig, spiralförmig oder mäanderförmig. Es ist lediglich sicherzustellen, dass die Länge des Leitungsabschnitt 42 wesentlich länger ist als die direkte Verbindung zwischen dem Anschluss 34 und der Leitungsdurchführung 36 sodass die Abnahme der Erwärmung entlang des Leitungsabschnitt 42 derart hoch ist, dass am Anschluss 34 keine oder nur eine geringe Erwärmung erfolgt.
Bezugszeichenliste
10 elektronische Baugruppe
11 Gehäusebaugruppe
12 elektronisches Bauteil
14 Gehäuse
16 Isolationselement
18 erstes Gehäusebauteil
20 zweites Gehäusebauteil
22 Aufnahmeraum
24 erstes Formteil
26 zweites Formteil
28 Aufnahme
30 Aussparung
32 Anschlussleitung
34 Anschluss
36 Steckeraufnahme
38 Leitungsdurchführung
40 Durchbruch
42 Leitungsabschnitt
44 Ebene
46 Temperaturleitelement
48 zweite Temperatursicherung

Claims

Patentansprüche
1. Gehäusebaugruppe (11 ) für ein elektronisches Bauteil (12) in einem Fahrzeug, mit einem Gehäuse (14) zur Aufnahme des elektronischen Bauteils (12), das einen Aufnahmeraum (22) definiert, einem im Gehäuse (14) angeordneten Isolationselement (16), wobei im Isolationselement (16) eine Aufnahme (28) für das elektronische Bauteil (12) vorgesehen ist und das Isolationselement (16) die Aufnahme (28) im Wesentlichen vollständig umschließt, und mit einer Anschlussleitung (32), die durch das Isolationselement (16) geführt ist und einen im oder an der Aufnahme (28) vorgesehenen Anschluss (34) und eine am Gehäuse (14) vorgesehene Leitungsdurchführung (36) elektrisch miteinander kontaktiert,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anschlussleitung (32) zwischen dem Anschluss (34) und der Leitungsdurchführung (30), insbesondere innerhalb des Isolationselements (16), ein Temperatursicherungselement aufweist, das eine Wärmeübertragung zwischen der Leitungsdurchführung (36) und dem Anschluss (34) verhindert oder zumindest reduziert.
2. Gehäusebaugruppe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Temperatursicherungselement einen Leitungsabschnitt (42) aufweist, wobei die Länge des Leitungsabschnitts (42) größer ist als die direkte Verbindung zwischen dem Anschluss (34) und der Leitungsdurchführung (36), wobei insbesondere die Länge des Leitungsabschnitts (42) derart gestaltet ist, dass ein Temperatureintrag an der Leitungsdurchführung (36) über die Anschlussleitung (32) derart reduziert wird, dass am Anschluss (34) eine definierte Temperatur nicht oder erst nach einer definierten Zeit überschritten wird.
3. Gehäusebaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (42) im Isolationselement labyrinthartig und oder mäanderförmig verlegt ist.
4. Gehäusebaugruppe nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (42) bezüglich einer Ebene (44) zumindest abschnittsweise um die Aufnahme herum verlegt ist.
5. Gehäusebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperatursicherungselement eine Temperatursicherung aufweist, die bei Überschreiten einer definierten Temperatur die Verbindung zwischen dem Anschluss (34) und der Leitungsdurchführung (36) unterbricht.
6. Gehäusebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturleitelement (44) vorgesehen ist, das die Aufnahme (28) thermisch mit dem Gehäuse (14) und/oder der
Gehäuseaußenseite verbindet, wobei das Temperaturleitelement (44) eine zweite Temperatursicherung (46) aufweist, die bei Überschreiten einer definierten Temperatur die Verbindung zwischen der Aufnahme (28) und dem Gehäuse (14) unterbricht.
7. Gehäusebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsdurchführung (36) eine Steckverbindung zur Kontaktierung der Anschlussleitung (32) aufweist.
8. Gehäusebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (14) zumindest zwei Gehäusebauteile (18, 20) aufweist, die den Aufnahmeraum (22) vollständig umschließen.
9. Gehäusebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationselement (16) aus zumindest zwei Formteilen (24, 26) und/oder einem Füllstoff besteht.
10. Elektronische Baugruppe (10) für ein Fahrzeug, mit einer Gehäusebaugruppe (11 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem elektronischen Bauteil (12), das in der Aufnahme (28) angeordnet und mit dem Anschluss (34) der Anschlussleitung (32) kontaktiert ist.
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