CN108370647B - 压力均衡元件和包含压力均衡元件的壳体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于使壳体的内部空间的压力，特别是电器***壳体、马达壳体或传动装置壳体或者容器等的内部空间的压力，相对于外部均衡的压力均衡元件。所述压力均衡元件包括形成在所述壳体的壁中的孔洞，在孔洞的区域中附接在内部侧上的膜状物，所述膜状物相对于壳体的外部以水密但是空气可渗透的方式封闭该孔洞，以及在孔洞的区域中形成在壳体上以用于容纳碰撞防护元件的保持结构。碰撞防护元件能够连接至位于所述壳体外侧的保持结构，并且保护所述膜状物免于机械作用。本发明还公开了具有所述压力均衡元件的壳体。

Description

压力均衡元件和包含压力均衡元件的壳体

技术领域

本发明涉及一种用于使壳体的内部空间的压力，特别是电器***壳体、马达壳体或传动装置壳体或者容器等的内部空间的压力，相对于外侧均衡的压力均衡元件，并且本发明涉及一种具有该压力均衡元件的壳体。

背景技术

密封地封闭的壳体中的电子装置（诸如例如，发动机控制器）暴露至各种各样的环境影响，尽管有壳体围绕它们。在有效状态中，所述装置加热壳体内的空气。所述空气膨胀并且能够在壳体内部中引起正压力。如果电子装置随后停用，则它们冷却降温，并且内部压力下降。外界温度能够基本上比良好密封的壳体中的温度更快地改变，例如，在突然强烈的夏季暴风雨的情况中。

在气密电气壳体的情形中，这样的温度波动首先能够导致空气湿气的冷凝，并且其次，正压力和负压力在密封件上施加载荷，使得在长时期中使密封保护弱化。壳体内部中存在负压力时这也是问题，额外地湿气可能被吸入至内部。由于湿气无法再次逃逸，在壳体内部与周围存在温度差时其凝结为冷凝物，和/或聚集在基底上。在重复的温度波动的情况中，水的量随时间增加并且能够损伤安装并导致腐蚀和短路。取决于使用情况，已安装部件和装置的失效能够引起严重的损伤。

压力均衡元件用于在这样的密封封闭的壳体中的电器的通风，诸如，除了其他的以外，用在汽车工程中。这样的压力均衡元件基本上防止水进入壳体内部，但是允许使内部空气与周围之间的压力差均衡（例如，基于温度改变）。

从现有技术来看，在气体可渗透的隔膜粘附地接合或直接焊接至位于电气装置壳体中孔的情形中，压力均衡元件是已知的。进一步已知的是覆盖标签或覆盖帽粘附地接合或直接夹持至隔膜以便保护隔膜。在此，已经证实的缺点的是，隔膜能够由于各种实体颗粒（诸如例如，污垢和灰尘）而损失其不可渗透性，作为结果，电气装置的故障和失效能够作为以上讨论的效应的结果而发生。隔膜的更换是根本不可能，或者是复杂、昂贵和费力的。

发明内容

本发明的目标在于提供一种用于壳体、特别是用于具有电气装置的壳体的改进的压缩空气均衡元件，该压缩空气均衡元件具有简单的构造和/或易于安装，从而确保可靠的压力均衡，并且与此同时是特别廉价和易于制造的。

所述目标借助于如独立专利权利要求的压力均衡元件和壳体而实现。在相应的从属权利要求中具体说明了有利的实施例。

根据本发明的一个方面，具体说明了用于使壳体的内部空间的压力，特别是电器***壳体、马达壳体或传动装置壳体或者容器等的内部空间的压力，相对于外侧均衡的压力均衡元件。根据本发明的另外的方面，具体说明了壳体，特别是用于机动车辆的控制单元（诸如例如，发动机控制单元）的电子器件壳体。根据另一方面，本发明涉及具有电子器件壳体的控制单元。

压力均衡元件具有形成在壳体的壁中的孔洞；隔膜，该隔膜在孔洞的区域中附接在内部空间侧上并且以水密但是空气可渗透的方式相对于壳体外侧封闭孔洞；以及在孔洞的区域中形成在壳体上并用于容纳碰撞防护装置的保持结构。例如，保持结构可以形成在壳体上或者整体地形成在壳体上。例如，形成在由金属片材制造的壳体部件上的保持结构能够被特别容易且廉价地制造。

在壳体的外侧上，碰撞防护装置能够连接至保持结构并且保护隔膜免于机械作用。

因此可能有利的是确保在壳体内部与壳体外部之间的不受阻碍的压力均衡。隔膜损伤的风险特别低。

例如，壳体可以是用于车辆的控制单元的壳体，该控制单元安装在车辆的潮湿区域中，例如，安装在发动机舱中。隔膜封闭壳体的压力均衡开口，其中，隔膜被设置并构造成使作为温度和/或压力波动的结果的作用在密封件和/或壳体的连接点上的机械和/或热载荷均衡。为此目的，隔膜具有半透性设计。因此，隔膜一方面特别地对于空气是可渗透的，其中，在另一方面，例如，水和灰尘无法从外侧通过隔膜进入壳体中。

在压力均衡元件不具有覆盖帽的情形中，壳体可以仅具有粘附地接合在内侧处的隔膜。在此，可以在隔膜中心的区域中在壳体中设置孔口。在此，隔膜和壳体中的孔口能够容易地变得受污染。另外，这样的压力均衡元件没有提供对于隔膜的机械负载的保护，使得，例如在水射流直接朝向隔膜的情形中，可能发生隔膜的脱离，这能够进而导致设置在壳体中的电气或电子部件的故障和失效。

在根据本发明的压力均衡元件的情形中，作为保护隔膜的结果，水射流直接作用在隔膜上并破坏隔膜的风险特别低。因此能够实现隔膜的长使用寿命，使得能够确保在壳体内部和壳体外部之间永久且廉价的压力均衡。

在一个实施例中，保持结构与碰撞防护装置相互作用以使得碰撞防护装置以形状锁定的方式保持在保持结构上。借助于用于压力均衡的这样的设置，用于隔膜的设置和保护的结构空间优化方案被具体说明。

在优选实施例中，保持结构沿着壳体以桥状方式在孔洞之上延伸，其中，桥状结构在孔洞之上以一间距延伸。以此方式，保持结构能够减小在已经连接至碰撞防护装置之前的隔膜损伤的风险。

在另外的实施例中，保持结构具有孔。在一个改进方案中，孔居中地或者至少基本上居中地形成在壳体的孔洞之上。以此方式，碰撞防护装置能够容易地在孔洞之上居中。

在一个实施例中，碰撞防护装置具有棘爪机构，该棘爪机构与保持结构相对应并且与保持结构相互作用以使得碰撞防护装置以形状锁定的方式保持在保持结构上。在此，棘爪机构特别地被形成使得棘爪机构接合在桥状结构周围并且因此实现碰撞防护装置与保持结构的形状锁定的连接。以此方式，能够确保压力均衡元件在在壳体上的放置。

在一个实施例中，碰撞防护装置具有围绕的腹板状的（即，特别地腹板形的）壁，该壁围绕指向壳体的内部空间（即，特别地部分地或者全部地接合和/或侧向包围指向壳体的内部空间），其中，保持结构容纳在内部空间内，以及其中，棘爪机构设置在碰撞防护装置的内部空间中。

在一个改进方案中，腹板状壁具有至少一个开口，优选地具有两个开口，以用于内部空间的通风和/或从内部空间排水。（多个）开口特别地侧向地延伸通过壁。

在特别有利的实施例中，在碰撞防护装置上，每个开口设置有至少一个腹板，其中，该腹板对应于开口设置在碰撞防护装置的内部空间中，并且相对于开口定向以使得基本上防止喷射水进入碰撞防护装置的内部空间。换言之，腹板设置在碰撞防护装置的内部空间中以便与开口相对定位，并且被定向成以便防止喷射水进入碰撞防护装置的内部空间。喷射水撞击在隔膜上的风险因此有利的特别低。

在本发明的一个实施例中，碰撞防护装置至少在区域中包括具有内壁和外壁的双壳壁。在一个改进方案中，该外壁以一间距延伸跨过内壁。该间距优选地充满空气，即，特别地空气能够流过内壁和外壁之间的间隙。

在一个改进方案中，在内壁中，设置有至少一个连接孔，碰撞防护装置的内部空间经由该连接孔连接至碰撞防护装置的周围，使得空气流能够经由该连接孔经过碰撞防护装置的内部空间与周围之间。在特别优选的改进方案中，内壁和外壁通过腹板状连接壁连接至彼此并且彼此相互间隔分开，其中，在内壁中以及在腹板状连接壁的至少一个中，设置有至少两个连接孔，碰撞防护装置的内部空间经由该至少两个连接孔连接至碰撞防护装置的周围，使得空气流能够经由该连接孔经过碰撞防护装置的内部空间和周围之间。

在一个实施例中，所提供的是，保持结构设置在壳体的外侧上的凹陷中。该凹陷优选地具有出口，该出口在壳体边缘的方向上在凹陷基底的平面处延伸并且用于从该凹陷排水。在一个改进方案中，壳体具有围绕凹陷的壁垒状抬升部，其中，该抬升部设置在凹陷周围以便保护碰撞防护装置免于机械损伤。以此方式，有利地保护凹陷免于侧向作用的水射流，并且因此有利地直接水射流作用在碰撞防护装置上。

在另一实施例中，碰撞防护装置可拆卸地连接至保持结构，使得在任何时刻能够进行更换，例如在损伤情况下进行更换。

在替代的设计变形例中，碰撞防护装置永久地连接至保持结构，即，特别地在不破坏的情况下不可拆卸，其中，这具有的优点是防止碰撞防护装置的不期望脱离。

在优选实施例中，保持结构与壳体整体地形成。例如，保持结构可以压制、冲压和/或铣入壳体壁中，由此，能够对应于所使用的成形工具而形成并成形相应的凹口和/或切口，由此，能够确保壳体的特别简单、廉价且有效的保护。

该壳体特别地是具有根据上述至少一个实施例的压力均衡元件的电器***壳体、马达壳体或传动装置壳体或者容器等。

附图说明

通过附图中图示的本发明的示例性实施例的以下描述将显现本发明的其他特征、可能的用途和优点。在此要注意的是，图示的特征仅是描述性的并且也可以与上述其他改进例的特征组合使用，并且并非旨在以任何形式限制本发明。

下面将在优选示例性实施例的基础上更详细地讨论本发明，其中，对于等同的特征使用相同的附图标记。在附图中，在每种情形中以示意性的形式示出：

图1示出了根据本发明的压力均衡元件的透视分解图；

图2示出了来自图1的已组装的压力均衡元件的透视图；

图3示出了不具有已装配的碰撞防护装置的来自图1的压力均衡元件的透视图；

图4示出了从来自第一透视图的碰撞防护装置下方观察的透视图；

图5示出了来自第二透视图的碰撞防护装置的透视平面图；

图6示出了来自图1的碰撞防护装置的平面图；

图7示出了沿线A-A截取的来自图6的碰撞防护装置的截面图；以及

图8示出了沿线B-B截取的来自图1的压力均衡元件的截面图。

具体实施方式

图1在透视分解图中图示了压力均衡元件100。图1中图示的压力均衡元件100适用于仅部分图示的壳体110，特别是电器***壳体、马达壳体或传动装置壳体或者容器等的壳体110。图1示出了在壳体边缘185的区域中的壳体110的外侧114。

为了保护压力均衡元件100免于机械作用，其中设置有压力均衡元件100的壳体110的区域形成为凹陷115，孔洞120位于凹陷115的中心，孔洞能够例如在图3和图8中清楚地看到并且从壳体110的内侧112由半透性隔膜130覆盖，该隔膜防止水的渗透但是允许在壳体内部和壳体外部之间的压力均衡。在图1中，为了说明性目的，隔膜130在邻近于壳体110的放大图示中被示出。然而，所述隔膜实际上位于孔洞120下方，如图8中可见，使得所述隔膜在图1的视图中的已安装状态下不可见。

在图示实施例中，压力均衡元件100位于壳体边缘185的区域中，凹陷115经由出口180连接至壳体边缘185。出口180用于将已经积聚在凹陷115中的水引导至壳体边缘185并引导所述水远离压力均衡元件100以便防止隔膜变得被水覆盖。

凹陷115由壁垒形抬升部170围绕，壁垒形抬升部170用于保持机械载荷（诸如例如，直接水射流或与壳体110接触的物体）远离压力均衡元件100。在图示实施例中，壁垒形抬升部170形成环形基本结构，其中，在抬升部170之间设置有孔口175，孔口175进而防止在壁垒形抬升部170内积聚水。

在凹陷115内以及在孔洞120的区域中，设置有保持结构150，保持结构150用于将碰撞防护装置140固定至壳体110的外侧114。稍后将描述所述保持结构150的确切设计。

图2图示了在已安装状态下的碰撞防护装置140。如可见，碰撞防护装置140位于凹陷115的中心，以便良好地保护免于机械作用，其中，壁垒形抬升部170仍然突出超出所述碰撞防护装置，使得至少基本上排除了碰撞防护装置140的意外脱落或者由与壳体110接触的物体引起的损伤。

图3示出了凹陷115区域周围的壳体110的细节，其中，出口180也能够在该图的下方区域中看到。另外，在图3中，指示了壳体110的外侧114中的孔洞120，该孔洞用于允许在壳体内部与壳体110的周围之间的压力均衡。孔洞120由桥形结构155延伸跨过，桥形结构155是用于容纳碰撞防护装置140的保持结构150的一部分。垂直于凹陷115的基底测量，桥形结构155与孔洞120相距间距d。

在基本上对应于孔洞120垂直于壳体110的外侧114而突出至桥形结构155上的桥形结构155的区域中，桥形结构被孔160延伸通过，孔160促进了壳体内部与壳体外部之间的空气流通。

图4和图5示出了根据本发明的碰撞防护装置140。图4从面向壳体110的碰撞防护装置140的侧面示出了处于已安装状态的碰撞防护装置140。在该附图中面向观察者的是由腹板状壁149界定的内部空间147，在内部空间147内定位有棘爪机构142，其适用于将碰撞防护装置140固定至保持结构150，该棘爪机构在已安装状态下接合在保持结构150的桥形结构155周围，并且利用棘爪作用接合至由桥形结构155与壳体的外侧114之间的间距d限定的中间空间中。

腹板状壁149被两个开口146中断，两个开口146用于内部空间147的通风和/或从内部空间147排水。位于内部空间147中（在开口146的正后部），碰撞防护装置140在每种情形中具有一个腹板148，使得形成迷宫形流动路径，这防止了朝向相应开口146引导的水射流的直接进入。

碰撞防护装置140至少在区域中具有双壳壁149，双壳壁149具有外壁190以及位于所述外壁下方的内壁195。外壁190以充满空气的间距a延伸跨过内壁195，其中，内壁195在由外壁190延伸跨过的区域中具有连接孔144。在图示实施例中，借由外壁190垂直于内壁195而延伸跨过内壁195的事实，碰撞防护装置140的腹板状壁149具有十字形轮廓。

图6示出了处于已安装状态的背对壳体110的碰撞防护装置140的侧面的平面图。图7示出了沿着图6中的虚线图示的截面线A-A而通过碰撞防护装置140的截面图；图8示出了沿着图1中的虚线图示的截面线B-B而通过压力均衡元件100的横截面图。

在图7中能够看到的是，外壁190和内壁195的结构允许空气从压力均衡元件100的周围经过由充满空气的间距a形成的间隙，并且通过连接孔144，进入碰撞防护装置140的内部空间147中。

图8示出了隔膜130在壳体110的内侧上位于孔洞120下方的位置。在壳体110的外侧114之上，孔洞120由保持结构的桥形结构155以间距d而延伸跨过。碰撞防护装置140与桥形结构155周围的棘爪机构142接合并且因此确保将碰撞防护装置140固定至壳体110。孔洞120、孔160和内壁195中的连接孔144在图示截面中层叠设置在一个轴线上。内壁在充满空气的间距a中被外壁190延伸跨过。还能够从图中看到的是，充满空气的间距a通过由腹板状壁149界定的通道连接至内部空间147，使得内部空间147与压力均衡元件100的周围之间的空气交换也能够经由该路径发生。由于结构的嵌套构造和腹板148的设置，另外的情形是由喷射水冲击在隔膜130上的风险特别低。

除了所述和所示的实施例之外，可想到可以包括特征的进一步修改和组合的其他实施例。

Claims (20)

1.一种用于使壳体（110）的内部空间的压力相对于外侧（114）均衡的压力均衡元件（100），包括：

孔洞（120），所述孔洞形成在所述壳体（110）的壁中；

隔膜（130），所述隔膜在所述孔洞的区域中附接在内部空间侧（112）上，并且相对于所述壳体（110）的所述外侧（114）以水密但空气可渗透的方式封闭所述孔洞（120）；

保持结构（150），所述保持结构在所述孔洞（120）的区域中形成在所述壳体（110）上并且用于容纳碰撞防护装置（140），其中，所述碰撞防护装置（140）在所述壳体（110）的所述外侧（114）上能够连接至所述保持结构（150）并且保护所述隔膜（130）免于机械作用，

所述保持结构（150）以桥状方式沿着所述壳体（110）在所述孔洞（120）之上延伸，其中，桥状结构（155）以间距（d）在所述孔洞（120）之上延伸。

2.根据权利要求1所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述保持结构（150）与所述碰撞防护装置（140）相互作用以使得所述碰撞防护装置（140）以形状锁定的方式保持在所述保持结构（150）上。

3.根据权利要求1或2所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述保持结构（150）具有孔（160），其中，所述孔（160）形成在所述壳体（110）的所述孔洞（120）之上。

4.根据权利要求1或2所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述碰撞防护装置（140）具有棘爪机构（142），所述棘爪机构与所述保持结构（150）相对应并且与所述保持结构（150）相互作用以使得所述碰撞防护装置（140）以形状锁定的方式保持在所述保持结构（150）上。

5.根据权利要求4所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述棘爪机构（142）被形成使得所述棘爪机构（142）接合在所述桥状结构（155）周围并且因此实现所述碰撞防护装置（140）与所述保持结构（150）的形状锁定的连接。

6.根据权利要求1或2所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述碰撞防护装置（140）具有围绕的腹板状壁（149），所述腹板状壁围绕指向所述壳体（110）的内部空间（147），其中，所述保持结构（150）容纳在所述内部空间（147）内。

7.根据权利要求4所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述棘爪机构（142）设置在所述碰撞防护装置（140）的内部空间（147）中。

8.根据权利要求6所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述腹板状壁（149）具有至少一个开口（146），以用于所述内部空间（147）的通风和/或从所述内部空间（147）排水。

9.根据权利要求8所述的压力均衡元件（100），其特征在于，在所述碰撞防护装置（140）上，每个开口（146）设置有至少一个腹板（148），其中，所述腹板（148）设置在所述碰撞防护装置（140）的所述内部空间（147）中以便与所述开口（146）相对定位，并且所述腹板（148）被定向成以便防止喷射水进入所述碰撞防护装置（140）的所述内部空间（147）中。

10.根据权利要求6所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述碰撞防护装置（140）至少在区域中包括具有内壁（195）和外壁（190）的双壳壁（149），其中，所述外壁（190）以间距a延伸跨过所述内壁（195），以及其中，在所述内壁（195）中设置有至少一个连接孔（144），所述碰撞防护装置（140）的所述内部空间（147）经由所述连接孔连接至所述碰撞防护装置（140）的周围，使得空气流能够经由所述连接孔（144）经过所述碰撞防护装置（140）的所述内部空间（147）与周围之间。

11.根据权利要求1或2所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述碰撞防护装置（140）可拆卸地或者永久地连接至所述保持结构（150）。

12.根据权利要求1或2所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述保持结构（150）是所述壳体（110）的整体部分。

13.根据权利要求1或2所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述保持结构（150）设置在所述壳体（110）的外侧（114）上的凹陷（115）中。

14.根据权利要求13所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述凹陷（115）具有出口（180），所述出口在壳体边缘（185）的方向上在所述凹陷（115）的基底的平面处延伸，并且用于从所述凹陷排水。

15.根据权利要求13所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述壳体（110）具有围绕所述凹陷（115）的壁垒状抬升部（170），其中，所述抬升部（170）设置在所述凹陷（115）周围以使得所述碰撞防护装置（140）被基本上保护免于机械损伤。

16.根据权利要求1所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述壳体（110）是电器***壳体、马达壳体或传动装置壳体或者容器的壳体。

17.根据权利要求3所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述孔（160）居中形成在所述壳体（110）的所述孔洞（120）之上。

18.根据权利要求8所述的压力均衡元件（100），其特征在于，所述腹板状壁（149）具有两个开口（146）。

19.一种壳体（110），所述壳体包括根据前述权利要求的任一项所述的压力均衡元件（100）。

20.根据权利要求19所述的壳体（110），其特征在于，所述壳体（110）是电器***壳体、马达壳体或传动装置壳体或者容器的壳体。

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