DE102008016347A1

DE102008016347A1 - Elektronikgehäuse

Info

Publication number: DE102008016347A1
Application number: DE102008016347A
Authority: DE
Inventors: Oliver Bolzmann; Matthias Grimm; Oliver Gründker; Joachim Lehrmann; Frauke Rathjen
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Europe BV
Priority date: 2008-03-29
Filing date: 2008-03-29
Publication date: 2009-10-01
Anticipated expiration: 2028-03-30
Also published as: US20090244838A1; DE102008016347B4; US7907401B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektronikgehäuse mit (a) einem Aufnahmeraum (24) zur Aufnahme einer Platine (34), (b) mindestens einem Fuß (14), der (i) ausgebildet ist, um das Elektronikgehäuse (10) auf einem ebenen Untergrund (40) zu befestigen, und (ii) bezüglich einer Projektion des Aufnahmeraums (24) auf den Untergrund (40) seitlich des Aufnahmeraums (24) angeordnet ist, und (c) einer Entlüftungsvorrichtung (60). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass (d) die Entlüftungsvorrichtung (60) auf der dem Untergrund (40) zugewandten Unterseite (20) des Elektronikgehäuses (10) mündet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektronikgehäuse mit (a) einem Aufnahmeraum zur Aufnahme einer Platine, (b) mindestens einem Fuß, der (i) ausgebildet ist, um das Elektronikgehäuse auf einem ebenen Untergrund zu befestigen und (ii) bezüglich einer Projektion des Aufnahmeraums auf den Untergrund seitlich des Aufnahmeraums angeordnet ist, und (c) einer Entlüftungsvorrichtung. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugs.
Elektronikgehäuse, die an Fahrzeugen angeordnet sind, dienen der Aufnahme von elektronischen Komponenten, die auf einer Platine angeordnet sind. Die Platine muss vor Staub und Feuchtigkeit geschützt werden. An einem Fahrzeug angeordnete Elektronikgehäuse sind regelmäßig starken Temperaturschwankungen ausgesetzt. Bei einer Temperaturerhöhung dehnt sich Luft in dem Aufnahmeraum aus und muss nach außen abgeleitet werden, um mechanische Belastungen des Gehäuses, die bis zu einem Bersten führen können, zu vermeiden. Dazu sind Entlüftungsvorrichtungen bekannt, die den Aufnahmeraum mit einer Umgebung des Elektronikgehäuses verbinden.
Aus ästhetischen Gründen wird das Elektronikgehäuse häufig zusammen mit der Komponente, auf der es angeordnet ist, überlackiert. Dabei kann es bei bekannten Elektronikgehäusen dazu kommen, dass sich Lackiernebel in der Entlüftungsvorrichtung absetzt und sie dadurch verstopft. Elektronikgehäuse werden zudem regelmäßig zusammen mit dem Fahrzeug mit den Dampfstrahlern gereinigt. Bei bekannten Elektronikgehäusen kann das dazu führen, dass Feuchtigkeit in den Aufnahmeraum eindringt und die Membran beschädigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektronikgehäuse anzugeben, das bei einfacher Bauweise besonders robust ist.
Die Erfindung löst das Problem durch ein gattungsgemäßes Elektronikgehäuse, bei dem die Entlüftungsvorrichtung auf der dem Untergrund zugewandten Seite des Elektronikgehäuses mündet. Auf diese Weise ist die Entlüftungsvorrichtung besonders gut vor Lackierstaub oder Wasserdampf geschützt.
In einer bevorzugten Ausführungsform mündet die Entlüftungsvorrichtung in den Fuß.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter dem Fuß insbesondere derjenige Bereich des Elektronikgehäuses verstanden, der seitlich einer Projektion des Aufnahmeraums auf den Untergrund angeordnet ist. Das Elektronikgehäuse kann zwei Füße besitzen, die beidseits des Aufnahmeraums angeordnet sind. Der Fuß ist häufig als Lasche ausgebildet und umfasst eine Montagevorrichtung, wie beispielsweise eine Befestigungsöse, mittels der das Elektronikgehäuse auf einer Komponente, beispielsweise einer ebenen Komponente eines Fahrzeugs, angeschraubt werden kann.
In der Regel liegt das Elektronikgehäuse flächig mit einer Unterseite auf dem ebenen Untergrund auf. Es wäre daher eigentlich zu erwarten gewesen, dass es irrelevant ist, an welcher Stelle der Unterseite die Entlüftungsvorrichtung mündet. Es hat sich jedoch überraschenderweise herausgestellt, dass die Anordnung im Fuß deutliche Vorteile gegenüber eine Anordnung an anderen Stellen der Unterseite des Elektronikgehäuses bietet. Da nämlich der Fuß an der Komponente des Fahrzeuges befestigt wird, ist dort der Anpressdruck hoch und die Dichtwirkung besonders ausgeprägt.
Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass sie einfach herstellbar und trotzdem sehr robust gegen Aerosole ist, wie sie von einem Dampfstrahler stammen oder während des Lackierens auftreten können.
In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Entlüftungsöffnung eine Innenöffnung zum Aufnahmeraum und eine mit der Innenöffnung über einen Entlüftungskanal verbundene Außenöffnung zum Entlüftung des Aufnahmeraums, wobei zumindest eine der Öffnungen, also die Außenöffnung oder die Innenöffnung, mit einer Membran aus gerecktem Kunststoff abgedeckt ist. Diese Membran weist Mikroporen auf, die so groß sind, dass Luft passieren kann, Wasser- oder Lackpartikel jedoch zurückgehalten werden. Ein entsprechendes Material ist beispielsweise unter dem Namen Goretex bekannt.
Vorteilhaft hieran ist, dass die Entlüftungsvorrichtung mit einfachen Mitteln sicher gegen eindringende Partikel geschützt ist. Besonders bevorzugt ist es, die Membran dort vorzusehen, wo die Entlüftungsvorrichtung in den Fuß mündet. In diesem Fall ist ein Verschmutzen der Membran weitgehend ausgeschlossen, da sich auch feinste Partikel an anderen Stellen des Elektronikgehäuses abscheiden, bevor sie auf ihrem Weg durch den Fuß an der Außenöffnung ankommen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Außenöffnung und die Membran mit einer Kappe abgedeckt, wobei die Kappe eine Ausnehmung besitzt, die die Membran umgreift, und wobei die Ausnehmung von dem Untergrund weg weist. Es ergibt sich so ein Labyrinth-Effekt. In anderen Worten muss Luft, die aus einer Umgebung des Elektronikgehäuses in den Aufnahmeraum einströmt, zunächst im Wesentlichen parallel zu der Unterseite auf die Außenöffnung zuströmen, sie muss dann ihre Richtung ändern und von der Unterseite weg strömen, sodann erneut die Richtung ändern und wieder auf die Unterseite zuströmen, um danach ein weiteres Mal ihre Richtung zu ändern und in den Entlüftungskanal einzutreten. Auf diesem Weg werden Aerosolpartikel mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit beispielsweise an der Kappe oder an einer sonstigen Komponente des Elektronikgehäuses abgeschieden und können so die Membran nicht erreichen und nicht verschmutzen.
Es ist auch möglich, winklig zueinander verlaufende, das heißt grätschende, Rippen im Fuß vorzusehen, die angeordnet sind, um Stauwasser abzuführen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Entlüftungskanal sich von der Innenöffnung zur Außenöffnung hin im Durchmesser erweitert. Dazu ist es nicht notwendig, dass der Entlüftungskanal im Querschnitt kreisförmig ist. Es ist beispielsweise möglich, dass der Entlüftungskanal schlitzförmig ist. In diesem Fall wird unter dem Merkmal, dass der Entlüftungskanal sich von der Innenöffnung zur Außenöffnung hin im Durchmesser erweitert, verstanden, dass ein maximaler Querschnitt des Entlüftungskanals im Durchmesser zunimmt. Er hat sich herausgestellt, dass auf diese Weise Staunässe im Entlüftungskanal verhindert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fuß ausgebildet ist, um auf dem flachen Untergrund mit einem Rand des Fußes flächig aufzuliegen, wobei der Rand die Außenöffnung umgibt. Unter dem Rand wird insbesondere derjenige Teil des Fußes verstanden, der im montierten Zustand des Elektronikgehäuses mit dem jeweiligen Untergrund in Kontakt steht. Dieser Rand sperrt ein Eindringen von etwaig aerosolbelasteter Luft in den Fuß.
Dadurch, dass der Rand die Außenöffnung umgibt, muss die Luft zunächst im Bereich des Aufnahmeraums an dem Elektronikgehäuse vorbeiströmen, um die Außenöffnung zu erreichen. Auf diesem Weg können sich Aerosol-Partikel abscheiden, so dass die Membran vor Verschmutzung geschützt ist.
Unter dem Merkmal, dass der Rand die Außenöffnung umgibt, ist insbesondere zu verstehen, dass dann, wenn das Elektronikgehäuse auf dem ebenen Untergrund montiert ist, kein direkter, geradliniger Pfad von einer Umgebung des Fußes durch den Rand hindurch zur Außenöffnung existiert. Es ist dazu nicht notwendig, dass der Rand die Außenöffnung vollständig umgibt. Es ist beispielsweise ausreichend, dass, von der Außenöffnung gesehen, der Rand dreiviertel eines Umfangswinkels der Außenöffnung umgibt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der Fuß eine Befestigungsöse, die einen Osendurchmesser aufweist, wobei die Außenöffnung einen Abstand von weniger als dem Vierfachen des Osendurchmesser von der Befestigungsöse hat. Unter dem Abstand wird hierbei der Abstand der jeweiligen Mittelpunkte von Befestigungsöse einerseits und Außenöffnung andererseits verstanden. Dadurch, dass der Fuß an der Befestigungsöse angeschraubt ist, liegt dort eine besonders große Kraft an, die das Elektronikgehäuse auf den Untergrund presst. In der Umgebung mit der Befestigungsöse ist der Rand dadurch besonders fest auf den ebenen Untergrund aufgepresst, so dass aerosolhaltige Luft besonders schlecht zur Außenöffnung vordringen kann.
Die Erfindung löst das Problem zudem durch ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugs mit den Schritten eines Anbringens eines oben beschriebenen Elektronikgehäuses an einer Komponente des Fahrzeugs und eines gemeinsamen Lackieren von Komponente und Fahrzeug. Wie oben beschrieben, ist dieses gemeinsame Lackieren für die Funktionstüchtigkeit der Entlüftungsvorrichtung irrelevant, da die beim Lackieren entstehende aerosolhaltige Luft die Membran nicht schädigen kann.
Im Folgenden wird ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses von einer Oberseite,
2 das Elektronikgehäuse gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht auf die Unterseite,
3 einen Querschnitt durch das Elektronikgehäuse in einer Längsrichtung,
4 einen Querschnitt durch die Entlüftungsvorrichtung in einer Querrichtung,
5 einen Querschnitt in Längsrichtung durch ein Elektronikgehäuse gemäß einer zweiten Ausführungsform und
6 eine perspektivische Ansicht auf einen Fuß eines Elektronikgehäuses gemäß der Ausführungsform nach 5.
1 zeigt ein Elektronikgehäuse 10 in Form eines Kunststoff-Spritzgussteils mit einem Hauptkörper 12 und beidseits des Hauptkörpers 12 angeordneten Füßen 14.1, 14.2, die mit dem Hauptkörper 12 einstückig verbunden sind. An dem Hauptkörper 12 ist eine Buchse 16 zum Aufstecken eines Steckers vorhanden, die zum Verbinden mit einer in dem Hauptkörper angeordneten Platine (Platine 34, siehe unten) ausgebildet ist.
Der Fuß 14.1 besitzt eine Befestigungsöse 18.1 in Form einer umspritzten Metallhülse. Auf gleiche Weise umfasst der Fuß 14.2 eine Befestigungsöse 18.2. Die Füße 14.1, 14.2 sind ausgebildet, um das Elektronikgehäuse 10 auf einem ebenen Untergrund so zu befestigen, dass es mit zumindest einem Teil einer Unterseite 20 flächig auf dem Untergrund aufliegt.
2 zeigt das Elektronikgehäuse 10 von seiner Unterseite (20), so dass eine Abdeckplatte 22 für eine dahinter angeordneten Aufnahmeraum 24 (vgl. 3) sichtbar wird. Die Abdeckplatte 22 schließt der Unterseite 20 bündig mit den Füßen 14.1, 14.2 ab oder ist leicht von der Unterseite 20 weg abgesetzt. Die Abdeckplatte 22 verschließt den Aufnahmeraum 24 dichtend und ist über eine Rastverbindung 26 befestigbar.
In 2 ist eine schlitzförmige Außenöffnung 28 zu erkennen, durch die ein Entlüftungskanal 30 nach außen mündet. Der Entlüftungskanal 30 wird von einer Entlüftungskanalwand 32 begrenzt.
3 zeigt einen Querschnitt in einer Längsrichtung des Elektronikgehäuses 10 (x-Richtung, vgl. 1) durch den Entlüftungskanal 30. Es ist eine im Aufnahmeraum 24 angeordnete Platine 34 zu erkennen, die mittels Schrauben 36 an dem Elektronikgehäuse 10 befestigt ist. Die Abdeckplatte 22 ist gegenüber der Unterseite 20 auf eine Oberseite 38 des Elektronikgehäuses 10 zu verlagert und steht damit mit einem ebenen Untergrund 40, auf dem das Elektronikgehäuse 10 montiert ist, nicht in Kontakt.
Die Füße 14.1, 14.2 liegen in einem jeweiligen Rand 42.1, 42.2 auf dem ebenen Untergrund 40 auf. Der Entlüftungskanal 30 endet mit seiner Außenöffnung 28 in einem Inneren des Randes 42.1 (vgl. 2).
An seinem der Außenöffnung 28 abgewandten Ende besitzt der Entlüftungskanal 30 eine Innenöffnung 44, die den Übergang in den Aufnahmeraum 24 darstellt. Benachbart zu Innenöffnung 44 ist eine Membran 46 aus gerecktem Kunststoff angebracht. Die Membran hat einen Porendurchmesser, der das Durchtreten von Luft erlaubt, Wassertröpfchen jedoch zurückhält. Die Membran 46 umfasst einen Gummizylinder, auf den eine gereckte Kunststofffolie aufgeklebt ist und wird mit einem Krallring im Elektronikgehäuse 10 gehalten.
4 zeigt einen Schnitt durch eine Belüftungskanalebene E (vgl. 3), die in einer Querrichtung des Elektronikgehäuses 10 verläuft. Es ist zu erkennen, dass der Entlüftungskanal 30 sich in einem Querschnitt Q mit zunehmendem Abstand von der Unterseite verringert. Die Außenöffnung 28 ist direkt benachbart zum Rand 42.1 angeordnet.
5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses 10 in einer Ausschnitts-/Querschnittsansicht durch den Entlüftungskanal 32. Es ist zu erkennen, dass die Außenöffnung 28 mit einer Kappe 48 abgedeckt ist, die in eine Ausnehmung 50 im Fuß 14.1 eingeklippst ist. Die Membran 46 deckt die Außenöffnung 28 des Entlüftungskanals 30 ab.
Die Kappe 48 ist so ausgebildet, dass Luft, die in den Entlüftungskanal 30 einströmt, drei Richtungswechsel um jeweilige Richtungswechselwinkel α₁, α₂, α₃, von jeweils mehr als 160° durchläuft, wie durch einen Einströmpfad 52 angedeutet ist. Die Richtungswechselwinkel α₁, α₂, α₃ können, wie in 5 gezeigt, in einer gemeinsamen Ebene liegen, müssen dies jedoch nicht.
6 zeigt eine Detailansicht des Fußes gemäß 5 in einer perspektivischen Ansicht. Es ist zu erkennen, dass die Abdeckkappe 48 so in die Ausnehmung 50 eingepasst ist, dass zwei Belüftungsschlitze, 54.1, 54.2 entstehen. Die Belüftungsschlitze 54 haben eine Breite, die einem Bruchteil des Umfangs der Kappe 48 entspricht.
6 zeigt, dass der Rand 42.1 die Außenöffnung 28 und die Kappe 48 fast vollständig umgibt. Luft, die den Rand 42 passieren will, kann nur durch Lufteintritte 56.1, 56.2 im Rand 42 eintreten. Damit umgibt der Rand die Außenöffnung 28 in einem Umfangswinkel β = β₁ + β₂ von mehr als 270°.
Die Kappe 48 hat eine Ausnehmung 49 und bildet zusammen mit dem Fuß 14.1 ein Labyrinth, das in einströmender Luft enthaltene Aerosol-Partikel sich zunächst an Rippen 58.1, 58.2 des Fußes 14.1 abscheidet, bevor die Außenöffnung 28 erreicht ist. Die Rippen 58.1, 58.2 verlaufen unter einem Winkel von beispielsweise 45° bis 135° zueinander. Der Entlüftungskanal 30, die Membran 46 und die Kappe 48 sind Teile einer Entlüftungsvorrichtung 60.

Claims

Elektronikgehäuse mit (a) einem Aufnahmeraum (24) zur Aufnahme einer Platine (34), (b) mindestens einem Fuß (14), der (i) ausgebildet ist, um das Elektronikgehäuse (10) auf einem ebenen Untergrund (40) zu befestigen, und (ii) bezüglich einer Projektion des Aufnahmeraums (24) auf den Untergrund (40) seitlich des Aufnahmeraums (24) angeordnet ist, und (c) einer Entlüftungsvorrichtung (60), dadurch gekennzeichnet, dass (d) die Entlüftungsvorrichtung (60) auf der dem Untergrund (40) zugewandten Unterseite (20) des Elektronikgehäuses (10) mündet.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung (60) in den Fuß (14) mündet.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung (60) – eine Innenöffnung (44) zum Aufnahmeraum (24) und – eine mit der Innenöffnung (44) über einen Entlüftungskanal (30) verbundene Außenöffnung (28) zum Entlüften des Aufnahmeraums (24) besitzt, – wobei die Außenöffnung (28) mit einer Membran (46) aus gerecktem Kunststoff abgedeckt ist.
Elektronikgehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – die Außenöffnung (28) und die Membran (46) mit einer Kappe (48) abgedeckt sind, – wobei die Kappe (48) eine Ausnehmung (49) besitzt, die die Membran (46) umgreift, und – wobei die Ausnehmung (49) von dem Untergrund (40) weg weist.
Elektronikgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungskanal (30) sich von der Innenöffnung (44) zur Außenöffnung (28) hin im Querschnitt (Q) erweitert.
Elektronikgehäuse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fuß (14) ausgebildet ist, um auf flachem Untergrund (40) mit einem Rand (42) flächig aufzuliegen, wobei der Rand (42) die Außenöffnung (28) umgibt.
Elektronikgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fuß (14) eine Befestigungsöse (18) umfasst, die einen Ösendurchmesser besitzt, wobei die Außenöffnung (28) einen Abstand von weniger als dem Vierfachen des Ösendurchmessers der Befestigungsöse (18) hat.
Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugs, mit den Schritten: (a) Anbringen eines Elektronikgehäuses (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche an einer Komponenten des Fahrzeugs und (b) gemeinsames Lackieren von Komponente und Fahrzeug.