-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Druckausgleichsvorrichtung für ein Steuerungsgehäuse für ein Fahrzeug, auf ein Gehäuse mit einem fluiddichten Innenraum und auf ein Verfahren zum Herstellen einer Druckausgleichsvorrichtung.
-
Mittels eines Druckausgleichssystems können temperaturbedingte Druckänderungen zwischen einem Innenraum eines Gehäuses und einer Umgebung des Gehäuses ausgeglichen werden.
-
Die
DE 10 2006 053 111 A1 beschreibt eine Druckausgleichsvorrichtung für ein eine elektrische Schaltung aufnehmendes Gehäuse eines Fahrzeugs.
-
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Druckausgleichsvorrichtung für ein Steuerungsgehäuse für ein Fahrzeug, ein verbessertes Gehäuse mit einem fluiddichten Innenraum und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Druckausgleichsvorrichtung gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
-
Die Druckausgleichsvorrichtung kann beispielsweise eingesetzt werden, um temperaturbedingte Druckänderungen zwischen einem Innenraum eines Gehäuses und einer Umgebung des Gehäuses auszugleichen. Vorteilhafterweise kann die Druckausgleichsvorrichtung zwar gasdurchlässig jedoch flüssigkeitsundurchlässig ausgeführt werden. Dadurch kann ein Druckausgleich erfolgen, ohne das die Gefahr eines Eindringens von Flüssigkeit durch die Druckausgleichsvorrichtung hindurch besteht.
-
Eine Druckausgleichsvorrichtung für ein Steuerungsgehäuse für ein Fahrzeug weist folgende Merkmale auf:
ein Wandelement mit zumindest einer Durchgangsöffnung zwischen einer äußeren Oberfläche des Wandelements und einer der äußeren Oberfläche gegenüberliegenden inneren Oberfläche des Wandelements;
einen Träger mit zumindest einem Durchgangsloch und einer umlaufenden Wand, wobei die umlaufende Wand über eine Verbindung mit der inneren Oberfläche des Wandelements verbunden ist und die zumindest eine Durchgangsöffnung umschließt; und
eine Membran, die das zumindest eine Durchgangsloch des Trägers verschließt.
-
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen handeln. Das Steuerungsgehäuse kann für ein Steuergerät, beispielsweise in einem Getriebe des Fahrzeugs zum Einsatz kommen. Alternativ kann die Druckausgleichsvorrichtung in anderen Gehäusen und Anwendungsgebieten zum Einsatz kommen, in denen ein Druckausgleich zwischen zwei Räumen erforderlich ist. Beispielsweise kann das Wandelement der Druckausgleichsvorrichtung in eine Außenwand eines Gehäuses integriert sein oder zumindest einen Abschnitt der Außenwand des Gehäuses bilden. Das Wandelement kann als eine Abtrennung zwischen zwei Räumen, beispielsweise einem Innenraum des Gehäuses und der Umgebung des Gehäuses, eingesetzt werden. Die äußere Oberfläche des Wandelements kann dabei an den einen der Räume und die innere Oberfläche des Wandelements kann an den anderen der Räume angrenzen. Durch den Druckausgleich kann ein Druckunterschied zwischen den zwei Räumen ausgeglichen werden. Das Wandelement und der Träger können jeweils einstückig ausgeführt sein. Das Wandelement und der Träger können beispielsweise aus Kunststoff oder aus Metall sein. Die umlaufende Wand des Trägers kann in sich geschlossen, beispielsweise ringförmig sein. Ein umlaufender Rand der umlaufenden Wand kann so mit dem Wandelement verbunden sein, das ein Abschnitt der inneren Oberfläche des Wandelements als umschlossener Bereich lückenlos von der umlaufenden Wand umschlossen ist. Der Träger kann dabei so angeordnet sein, dass der von der umlaufenden Wand umschlossene Bereich des Wandelements die zumindest eine Durchgangsöffnung umfasst. Beispielsweise können eine, zwei, drei, vier, fünf oder mehr Durchgangsöffnungen in dem umschlossenen Bereich angeordnet sein. Der Träger kann eine Biegung oder einen Knick aufweisen, um einen Hohlraum zwischen dem Träger und dem von der umlaufenden Wand umschlossenen Bereich der inneren Oberfläche des Wandelements zu bilden. Die Verbindung zwischen dem Träger und dem Wandelement kann insbesondere flüssigkeitsdicht sein. Auch kann die Verbindung als eine fluiddichte Verbindung ausgeführt sein, die sowohl gasdicht als auch flüssigkeitsdicht ist. Gasdicht kann dabei im Wesentlichen gasdicht bedeuten, das heißt, dass beispielsweise Umgebungsluft nicht oder nur in einer zur Durchführung des Druckausgleichs ungenügenden Menge oder Zeit durch die Verbindung diffundieren kann. Der Träger kann eine Wölbung oder Ausbuchtung aufweisen. Der Träger kann als Kappe, Abdeckung, Schale, Halbkugel, Wanne oder ähnlichem ausgeführt sein. Der Träger kann zum Tragen der Membran ausgeführt sein. Zur Durchführung des Druckausgleichs kann ein Fluidstrom durch die zumindest eine Durchgangsöffnung des Wandelements in den von dem Träger umschlossenen Bereich hinein oder aus dem von dem Träger umschlossenen Bereich heraus erfolgen. Die das zumindest eine Durchgangsloch des Trägers verschließende Membran kann fluiddicht mit einem Rand des Durchgangslochs verbunden sein. Die Membran kann flüssigkeitsundurchlässig jedoch gasdurchlässig ausgeführt sein. Auf diese Weise kann zur Durchführung des Druckausgleichs ein Gasstrom durch das zumindest eine Durchgangsloch des Trägers in den von dem Träger umschlossenen Bereich hinein oder aus dem von dem Träger umschlossenen Bereich hinaus erfolgen. Ist die Membran gasundurchlässig ausgeführt, so kann die Membran verformbar ausgeführt sein, so dass zur Durchführung des Druckausgleichs eine Verformung der Membran erfolgen kann. Eine Längserstreckungsrichtung der Durchgangsöffnung kann quer zu einer Haupterstreckungsebene des Wandelements verlaufen, so dass das Wandelement von der äußeren Oberfläche bis zu der inneren Oberfläche von der Durchgangsöffnung durchdrungen wird. Bei der Durchgangsöffnung handelt es sich somit nicht um eine Nut oder ähnliches. Eine Längsachse der zumindest einen Durchgangsöffnung kann parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des zumindest einen Durchgangslochs verlaufen.
-
Das zumindest eine Durchgangsloch kann in einem Boden des Trägers angeordnet sein. Der Boden des Trägers kann einen von der umlaufenden Wand umgebenen Bereich überspannen und beabstandet zu der inneren Oberfläche des Wandelements angeordnet sein. Der Boden und die umlaufende Wand des Trägers können fließend ineinander übergehen. Alternativ können die umlaufende Wand und der Boden über eine Biegung oder einen Knick miteinander verbunden sein. Die umlaufende Wand oder zumindest ein dem Wandelement zugewandter Randbereich der umlaufenden Wand kann quer zu einer Haupterstreckungsebene des Wandelements ausgerichtet sein. Der Boden kann längs zu der Haupterstreckungsebene des Wandelements ausgerichtet sein. Indem die Membran nicht an der Durchgangsöffnung des Wandelements sondern an dem Durchgangsloch des Trägers angeordnet ist, kann die Membran durch das Wandelement vor an der äußeren Oberfläche des Wandelements herrschenden Umwelteinflüssen geschützt werden. Dadurch kann eine Beschädigung der Membran vermieden werden. In einer alternativen Ausführungsform kann das zumindest eine Durchgangsloch in der umlaufenden Wand angeordnet sein.
-
Die innere Oberfläche des Wandelements kann eine die zumindest eine Durchgangsöffnung umlaufende Nut aufweisen. Ein Randbereich der umlaufenden Wand kann innerhalb der umlaufenden Nut angeordnet sein. Anders ausgedrückt ist die Nut in dem Wandelement auf der Seite der inneren Oberfläche angeordnet. Die Nut kann in sich geschlossen, beispielsweise ringförmig sein, so dass die zumindest eine Durchgangsöffnung in einem von der umlaufenden Nut lückenlos umschlossenen Bereich der inneren Oberfläche angeordnet ist. Ein Verlauf der Nut kann beispielsweise kreisförmig oder rechteckig ausgeführt sein. Eine Form der Nut und eine Form des Randbereichs der umlaufenden Wand können aufeinander abgestimmt sein, so dass der Randbereich der umlaufenden Wand von der Nut aufgenommen werden kann. Der Rand der Trägers kann somit vollständig innerhalb der Nut verlaufen. Insbesondere kann eine Breite der Nut größer als eine Dicke der umlaufenden Wand sein. Eine Breite der Nut kann beispielsweise einem anderthalbfachen bis zweieinhalbfachen oder dreifachen einer Dicke der umlaufenden Wand des Trägers entsprechen. Generell kann eine Form der Nut so gewählt sein, dass sich die umlaufende Wand des Trägers einfach in die Nut einführen lässt und durch die Nut positioniert werden kann. Dadurch kann zum einen das Zusammenfügen von Wandelement und Träger vereinfacht und zum anderen die Haltbarkeit der Verbindung zwischen Wandelement und Träger erhöht werden. Durch die Seitenwände der umlaufenden Nut kann ein seitliches Verschieben des Trägers verhindert werden. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die umlaufende Nut zur Befestigung des Trägers mit einem Klebemittel gefüllt ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die äußere Oberfläche des Wandelements zum Ausbilden der umlaufenden Nut eine Ausbuchtung aufweisen. Die umlaufende Nut kann dadurch gebildet werden, dass das Wandelement im Bereich der umlaufenden Nut in Richtung der äußeren Oberfläche hin verbogen ist, wodurch sich die äußere Oberfläche nach außen wölbt. Dadurch kann eine Dicke des Wandelements sowohl im Bereich der Nut als auch in einem an die Nut angrenzenden Bereich annähernd gleich sein. Dadurch kann das Wandelement sehr dünn ausgeführt werden, wodurch sich eine Gewichtseinsparung ergibt. Alternativ kann die Nut durch eine Auskerbung oder Einbuchtung in dem Wandelement gebildet sein. In diesem Fall kann das Wandelement im Bereich der Nut eine geringere Dicke aufweisen. Dafür kann eine ebene äußere Oberfläche realisiert werden.
-
Die fluiddichte Verbindung zwischen der umlaufenden Wand und dem Wandelement kann durch ein Klebemittel hergestellt werden. Bei dem Klebemittel kann es sich um einen ausgehärteten Klebstoff handeln. Als Klebemittel kann ein geeigneter, vorbekannter Klebstoff eingesetzt werden, der die gewünschte Dichtigkeit gegenüber Fluid und eine erforderliche Haltbarkeit aufweist. Das Klebemittel kann durchgängig, also lückenlos, entlang eines Kontaktbereichs zwischen der umlaufenden Wand und dem Wandelement angeordnet sein. Das Klebemittel ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Verbindung zwischen dem Träger und dem Wandelement.
-
Die zumindest eine Durchgangsöffnung kann versetzt zu dem zumindest einem Durchgangsloch angeordnet sein. Dabei kann das Durchgangsloch versetzt zu einer Längserstreckungsachse der Durchgangsöffnung angeordnet sein. Dadurch kann verhindert werden, dass die das Durchgangsloch verschließende Membran direkt von einem durch die Durchgangsöffnung strömenden Fluid angeströmt und dadurch unter Umständen beschädigt wird. Insbesondere kann verhindert werden, dass eine durch die Durchgangsöffnung einströmende Flüssigkeit direkt auf die Membran trifft.
-
Die Membran kann auf einer der inneren Oberfläche des Wandelements zugewandten Seite des Trägers angeordnet sein. Dazu kann die Membran beispielsweise an einem Rand des Durchgangslochs angebracht, zum Beispiel aufgeklebt sein. Die Membran kann ausgebildet sein, um eine Querschnittsfläche des Durchgangslochs vollständig zu überspannen. Somit kann die Membran zwischen Träger und Wandelement angeordnet sein. Auf diese Weise wird die Membran auf einer Seite durch das Wandelement und auf der anderen Seite durch den Träger geschützt. Wird die Druckausgleichsvorrichtung bei einem Gehäuse eingesetzt, so kann durch diese Anordnung der Membran vermieden werden, dass die Membran durch sich innerhalb des Gehäuses befindliche oder anzuordnende Elemente beschädigt wird.
-
Ein Gehäuse mit einem Innenraum für eine Steuerung eines Fahrzeugs weist die folgenden Merkmale auf:
eine Druckausgleichsvorrichtung; und
zumindest ein weiteres Wandelement, das mit dem Wandelement der Druckausgleichsvorrichtung verbunden ist, um den Innenraum des Gehäuses auszuformen.
-
Somit kann die Druckausgleichsvorrichtung vorteilhaft im Zusammenhang mit einem Gehäuse eingesetzt werden. Insbesondere kann das Wandelement der Druckausgleichsvorrichtung als Wandelement des Gehäuses verwendet werden. Dabei kann das Wandelement der Druckausgleichsvorrichtung so angeordnet sein, dass die innere Oberfläche des Wandelements dem Innenraum des Gehäuses zugewandt ist und die äußere Oberfläche des Wandelements einen Abschnitt der äußeren Oberfläche des Gehäuses bildet. Das Wandelement der Druckausgleichsvorrichtung kann eine für ein Gehäuseteil des Gehäuses geeignete Form aufweisen. Ferner kann das Wandelement für das Gehäuseteil geeignete Elemente, beispielsweise Verbindungselemente aufweisen. Im Bereich des Trägers kann das Wandelement als eine plane Platte ausgeführt sein. Die Wandelemente können fluiddicht miteinander verbunden sein, so dass der Innenraum des Gehäuses, abgesehen von der Membran, fluiddicht gegenüber einem Umfeld des Gehäuses ausgeführt sein kann. Insbesondere kann das Gehäuse dicht gegenüber Flüssigkeiten oder Feuchtigkeit ausgeführt sein. Beispielsweise kann zumindest eines der Wandelemente eine Halterung für eine elektrische Leiterplatte aufweisen. Ferner kann zumindest eines der Wandelemente eine Schnittstelle zur elektrischen Kontaktierung einer solchen Leiterplatte aufweisen. Somit können beispielsweise empfindliche elektronische Bauteile in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet und durch das Gehäuse gegenüber Umwelteinflüssen abgeschirmt sein.
-
Ein Verfahren zum Herstellen einer Druckausgleichsvorrichtung für ein Steuerungsgehäuse für ein Fahrzeug umfasst die folgenden Schritte:
Bereitstellen eines Wandelements, das einen Bereich für zumindest eine Durchgangsöffnung zwischen einer äußeren Oberfläche des Wandelements und einer der äußeren Oberfläche gegenüberliegenden inneren Oberfläche des Wandelements aufweist;
Bereitstellen eines Trägers, der zumindest ein Durchgangsloch und eine umlaufende Wand aufweist, wobei das zumindest eine Durchgangsloch von einer Membran verschlossen ist; und
Verbinden der umlaufenden Wand des Trägers mit der inneren Oberfläche des Wandelements, so dass die umlaufende Wand den Bereich für die zumindest eine Durchgangsöffnung des Wandelements umschließt.
-
Das bereitgestellte Wandelement kann in dem Bereich für die zumindest eine Durchgangsöffnung bereits zumindest eine Durchgangsöffnung aufweisen. Alternativ kann das Verfahren einen Schritt des Einfügens zumindest einer Durchgangsöffnung in dem Bereich für die zumindest eine Durchgangsöffnung umfassen. Das bedeutet, dass die Durchgangsöffnung entweder vor dem Verbinden des Wandelements mit dem Träger oder nach dem Verbinden des Wandelements mit dem Träger geschaffen wird. Im Schritt des Verbindens kann eine geeignete Fügetechnik eingesetzt werden, mit der eine Verbindung, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine fluiddichte Verbindung, zwischen einem Randbereich der umlaufenden Wand und dem Wandelement hergestellt werden kann. Beispielsweise können die umlaufende Wand und das Wandelement unter Zufügung eines Klebemittels miteinander verklebt werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann im Schritt des Bereitstellens des Wandelements ein Wandelement bereitgestellt werden, das an der inneren Oberfläche eine den Bereich für die zumindest eine Durchgangsöffnung umlaufende Nut aufweist. Dabei kann das Verfahren einen Schritt des Füllens der umlaufenden Nut mit einem Klebemittel umfassen. Im Schritt des fluiddichten Verbindens kann ein Randbereich der umlaufenden Wand in die umlaufende Nut eingeführt und in Kontakt mit dem Klebemittel gebracht werden. Durch die umlaufende Nut kann der Träger auf eine einfache Weise so angeordnet und ausgerichtet werden, dass die zumindest eine Durchgangsöffnung des Wandelements von der umlaufenden Wand des Trägers umschlossen wird. Zudem kann durch die Nut ein unerwünschtes Verlaufen des Klebemittels verhindert werden. Daher kann auch ein sehr dünnflüssiges Klebemittel eingesetzt werden, das sich in der Nut von alleine verteilen kann.
-
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Gehäuses mit einer Druckausgleichsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
-
2 eine Draufsicht auf eine Druckausgleichsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
-
3 eine Schnittdarstellung durch die in 2 gezeigte Druckausgleichsvorrichtung;
-
4 eine weitere Schnittdarstellung durch die in 2 gezeigte Druckausgleichsvorrichtung; und
-
5 ein Ablaufdiagramm zum Herstellen einer Druckausgleichsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gehäuses 100, das eine Druckausgleichsvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist.
-
Das Gehäuse 100 weist ein erstes Wandelement 104 und ein zweites Wandelement 106 auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das zweite Wandelement 106 einen Boden und Seitenwände auf. Das erste Wandelement 104 ist als ein Deckel für das Gehäuse 100 ausgeführt, der auf das zweite Wandelement 106 aufgesetzt ist. Das erste Wandelement 104 und das zweite Wandelement 106 sind fluiddicht, beispielsweise über ein Dichtelement, miteinander verbunden. Ein von dem ersten Wandelement 104 und dem zweiten Wandelemente 106 umgebener Bereich bildet einen Innenraum des Gehäuses 100. Abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Gehäuse 100 weitere Wandelemente oder eine andere Form aufweisen. Die Wandelemente 104, 106 können beispielsweise aus Kunststoff oder aus Metall geformt sein.
-
Das erste Wandelement 104 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Element der Druckausgleichsvorrichtung 102. Neben dem ersten Wandelement 104 weist die Druckausgleichsvorrichtung 102 einen Träger 108 und eine Membran 109 auf. Das erste Wandelement 104 weist eine Durchgangsöffnung 110 auf. Der Träger 108 weist ein Durchgangsloch 112 auf. Das Durchgangsloch 112 ist durch die Membran 109 verschlossen.
-
Der Träger 108 ist auf einer Innenseite des ersten Wandelements 104 angeordnet. Somit ist der Träger 108 in einem Innenraum des Gehäuses 100 angeordnet. Der Träger 108 ist als eine Abdeckung mit einer umlaufenden Wand und einem Boden ausgeformt. Das Durchgangsloch 112 ist in dem Boden des Trägers 108 angeordnet. Ein Rand der umlaufenden Wand des Trägers 108 ist mit der Innenseite des ersten Wandelements 104 verbunden. Die umlaufende Wand des Trägers 108 kann mittels eines Klebemittels mit dem ersten Wandelement 104 verbunden sein. Der Träger 108 ist so angeordnet, dass die Durchgangsöffnung 110 des ersten Wandelements 104 innerhalb eines von der umlaufenden Wand des Trägers 108 umschlossenen Bereich angeordnet ist. Die umlaufende Wand des Trägers 108 erstreckt sich von der Innenseite des ersten Wandelements 104 weg in Richtung des Innenraums des Gehäuses 100. Der Boden des Trägers 108 schließt an die umlaufende Wand an und erstreckt sich parallel zu dem ersten Wandelement 104.
-
Von dem ersten Wandelement 104 und dem Träger 108 wird ein Raum umschlossen, der ausschließlich durch die Durchgangsöffnung 110 mit einem Umfeld des Gehäuses 100 und ausschließlich durch das Durchgangsloch 112 über die Membran 109 mit dem Innenraum des Gehäuses 100 verbunden ist. Bei dem Durchgangsloch 112 und der Durchgangsöffnung 110 handelt es sich jeweils um durchgängige Löcher, die jeweils von einer Oberfläche des jeweiligen Elements bis zu einer gegenüberliegenden Oberfläche des jeweiligen Elements führen. Das Durchgangsloch 112 und die Durchgangsöffnung 110 bilden jeweils Kanäle aus, die vollumfänglich von dem Material des jeweiligen Elements umgeben sind. So ist die Durchgangsöffnung 110 nicht an einem Rand des ersten Wandelements 104 sondern im Inneren einer von dem ersten Wandelement 104 gebildeten Fläche ausgebildet. Entsprechend ist das Durchgangsloch 112 nicht an einem Rand des Trägers 108, sondern im Inneren einer von dem Träger 108 gebildeten Fläche ausgebildet.
-
Ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Gehäuses 100 und einem Äußeren des Gehäuses 100 kann über die Druckausgleichsvorrichtung 102 erfolgen. Ist der Druck in dem Innenraum des Gehäuses 100 beispielsweise größer als der Druck im Äußeren, so kann ein Teil der sich in dem Innenraum des Gehäuses 100 befindlichen Gases durch die Membran 109 und das Durchgangsloch 112 in den Innenbereich zwischen dem ersten Wandelement 104 und dem Träger 108 strömen und weiter durch die Durchgangsöffnung 110 aus dem Innenbereich in das Äußere des Gehäuses 100 strömen. Ist der Druck in dem Innenraum des Gehäuses 100 dagegen kleiner als der Druck im Äußeren, so kann Gas aus dem Äußeren des Gehäuses 100 zunächst durch die Durchgangsöffnung 110 in den Innenbereich zwischen dem ersten Wandelement 104 und dem Träger 108 strömen und anschließend von dem Innenbereich durch die Membran 109 und das Durchgangsloch 112 weiter in den Innenraum des Gehäuses 100 strömen, und dadurch den Druckausgleich bewirken.
-
Die Membran 109 ist für Flüssigkeit oder Feuchtigkeit undurchlässig ausgeführt. Ebenso sind Berührungsflächen zwischen dem ersten Wandelement 104 und dem zweiten Wandelement 106 fluiddicht miteinander verbunden. Auf diese Weise ist ein außerhalb des Trägers 108 liegender Innenraum des Gehäuses 100 gegenüber dem Eindringen von Flüssigkeit oder Feuchtigkeit geschützt.
-
Das erste Wandelement 104 kann, wie in den 2 bis 4 gezeigt, eine umlaufende Vertiefung aufweisen, beispielsweise eine Nut, in der der Rand der umlaufenden Wand des Trägers 108 angeordnet ist.
-
Das erste Wandelement 104 kann zusätzlich zu der gezeigten Durchgangsöffnung 110 eine oder mehrere weitere Durchgangsöffnungen aufweisen, die benachbart zu der gezeigten Durchgangsöffnung 110 innerhalb des von der umlaufenden Wand des Trägers 108 umschlossenen Bereichs angeordnet sind. Der Träger 108 kann zusätzlich zu dem gezeigten Durchgangsloch 112 ein oder mehrere weitere Durchgangslöcher aufweisen, die von der Membran 109 oder von einer oder mehreren weiteren Membranen verschlossen sind.
-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist in dem Innenraum des Gehäuses 100 eine Leiterplatte 114 mit einer elektrischen Schaltung angeordnet. Somit kann es sich bei dem Gehäuse 100 um ein Gehäuse eines Steuergeräts, beispielsweise eines Fahrzeugs handeln. Zumindest eines der Wandelemente 104, 106 kann eine Fixiereinrichtung zum Fixieren der Leiterplatte 114 im Inneren des Gehäuses 100 aufweisen.
-
2 zeigt eine Draufsicht auf eine Druckausgleichsvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist eine äußere Oberfläche eines Wandelements 104 der Druckausgleichsvorrichtung 102. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Wandelement 104 als ein Gehäuseteil ausgeführt. Bei dem Wandelement 104 kann es sich um das in 1 gezeigte erste Wandelement eines Gehäuses handeln.
-
Das Wandelement 104 weist vier Durchgangslöcher 110, auch Belüftungslöcher genannt, auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Durchgangslöcher 110 jeweils an Eckpunkten eines sich auf der äußeren Oberfläche des Wandelements 104 gedachten Quadrats angeordnet. Die Durchgangslöcher 110 sind beabstandet zu den Rändern des Wandelements 104 angeordnet. Die Durchgangslöcher 110 sind innerhalb eines Bereichs angeordnet, der von einer Wand eines in 2 nicht gezeigten Trägers umschlossen ist, der auf einer der äußeren Oberfläche gegenüberliegenden, in 2 nicht gezeigten, inneren Oberfläche des Wandelements 104 angeordnet ist.
-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das Wandelement 104 an der inneren Oberfläche eine Nut 220 auf, von der ein Rand der Wand des Trägers aufgenommen wird. Aufgrund der Nut 220 ist die in 2 sichtbare äußere Oberfläche des Wandelements 104 nach außen gewölbt, also in der Darstellung von 2 nach oben gewölbt. Somit ist in 2 nicht die Nut 220 selbst, sondern eine die Nut 220 bildende oder eine durch die Nut 220 gebildete Wölbung gezeigt. Die Nut 220 ist umlaufend ausgeführt, das heißt, dass die Nut 220 einen in sich geschlossenen Ring ausbildet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umschließt die Nut 220 einen rechteckförmigen, hier quadratischen Bereich, in dem die Durchgangsöffnungen 110 angeordnet sind. Ränder und Ecken der Nut 220 sind abgerundet.
-
In 2 ist eine erste Schnittlinie A-A und eine zweite Schnittlinie B-B gezeigt. Die Schnittlinie B-B verläuft durch eine der Durchgangsöffnungen 110.
-
3 zeigt eine Schnittdarstellung einer Druckausgleichsvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A der in 2 gezeigten Druckausgleichsvorrichtung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Druckausgleichsvorrichtung 102, wie bereits anhand von 1 beschrieben in eine Wand eines Gehäuses 100 integriert.
-
Das Gehäuse 100 weist ein erstes Gehäuseteil auf, das durch ein erstes Wandelement 104 der Druckausgleichsvorrichtung 102 gebildet ist. Ferner weist das Gehäuse 100 ein weiteres Gehäuseteil auf, das durch ein zweites Wandelement 106 gebildet ist. Durch die Wandelemente 104, 106 wird ein Innenraum des Gehäuses 100 gebildet.
-
Die Nut 220 ist dadurch gebildet, dass eine Wand des ersten Wandelements 104 im Bereich der Nut 220 nach außen, also von dem Innenraum des Gehäuses 100 weg, gebogen ist. Somit weist eine äußere Oberfläche des ersten Wandelements 104 eine ringförmige Erhebung im Bereich der Nut 220 auf. Entsprechend weist eine innere Oberfläche des ersten Wandelements 104 eine ringförmige Vertiefung im Bereich der Nut 220 auf.
-
Der Träger 108 der Druckausgleichsvorrichtung 102 ist als eine Wanne mit einem Boden und einer umlaufenden Wand ausgeformt. Eine Grundform des Trägers 108 entspricht einer Grundform der Nut 220 und des von der Nut 220 umschlossenen Bereichs der inneren Oberfläche des ersten Wandelements 104. Somit ist der Boden des Trägers 108 rechteckförmig ausgeformt. Der Boden des Trägers 108 ist plan ausgeführt und im montierten Zustand des Trägers 108 parallel zu dem ersten Wandelement 104 ausgerichtet. Zwischen dem Boden des Trägers 108 und einer dem Boden gegenüberliegenden inneren Oberfläche des ersten Wandelements 104 verläuft ein Spalt. Die umlaufende Wand verläuft quer zu dem Boden des Trägers 108. Ein Randbereich der umlaufenden Wand des Trägers 108 ist in der Nut 220 angeordnet. Ein freies Ende der umlaufenden Wand des Trägers 108 liegt an der inneren Oberfläche des ersten Wandelements 104 an, und zwar innerhalb der Nut 220.
-
Zur Befestigung des Trägers 108 an dem ersten Wandelement 104 wird ein Klebemittel 325 verwendet. Die Nut 220 ist vollständig oder zumindest teilweise mit dem Klebemittel 325 ausgefüllt. Somit ist zumindest das freie Ende der umlaufenden Wand des Trägers 108 in das Klebemittel eingetaucht. Der Träger 108 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel so positioniert, dass die umlaufende Wand des Trägers 108 beidseitig beabstandet zu Seitenwänden der Nut 220 angeordnet ist. Auf diese Weise ist die umlaufende Wand des Trägers 108 beidseitig von dem Klebemittel 325 umgeben. Durch das Klebemittel 325 wird eine durchgängig fluiddichte Verbindung zwischen der umlaufenden Wand des Trägers 108 und der inneren Oberfläche des ersten Wandelements 106 gebildet. Auf diese Weise wird durch das Klebemittel 325 eine Verbindung ausgebildet, die verhindert, das ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, durch einen Spalt zwischen dem Träger 108 und dem ersten Wandelement 106 durchdringen kann.
-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Durchgangsloch 112 als eine Druckausgleichsöffnung realisiert. Das Durchgangsloch 112 ist mittig in dem Boden des Trägers 108 angeordnet. Die Membran 109 liegt auf einer dem ersten Wandelement 104 zugewandten Oberfläche des Bodens des Trägers 108 auf und überspannt das Durchgangsloch 112. Aufgrund der mittigen Anordnung des Durchgangslochs 112 ist das Durchgangsloch 112 zu jeder der Durchgangsöffnungen des ersten Wandelements 104 ungefähr gleich weit entfernt. Zudem ist das Durchgangsloch 112 versetzt zu den Durchgangsöffnungen angeordnet.
-
4 zeigt eine weitere Schnittdarstellung einer Druckausgleichsvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie B-B der in 2 gezeigten Druckausgleichsvorrichtung. Da die Schnittlinie B-B eine der in 2 gezeigten Durchgangsöffnungen schneidet, ist in 4 eine Durchgangsöffnung 110 gezeigt. Die Durchgangsöffnung 110 bildet ein Belüftungsloch. Die Durchgangsöffnung 110 ist, in Bezug auf eine Längserstreckungsrichtung des ersten Wandelements 104, seitlich gegenüber dem Durchgangsloch 112 verschoben.
-
5 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Herstellen einer Druckausgleichsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem Schritt 541 wird ein Wandelement der Druckausgleichsvorrichtung und in einem Schritt 543 wird ein Träger der Druckausgleichsvorrichtung bereitgestellt. Bei dem Wandelement und dem Träger kann es sich um Teile handeln, wie sie anhand der vorangegangenen Figuren beschrieben sind, wobei das Wandelement auch ohne Durchgangsöffnung bereitgestellt werden kann. In einem Schritt 545 wird ein Klebemittel zum Verbinden des Trägers mit dem Wandelement auf das Wandelement aufgebracht. Weist das Wandelement eine ringförmige Nut um einen Bereich der Durchgangsöffnung auf, so kann das Klebemittel in dem Schritt 545 in die Nut eingebracht werden. Alternativ kann das Klebemittel beispielsweise als ringförmige Klebstoffraupe auf eine Oberfläche des Wandelements aufgebracht werden. In einem Schritt 547 werden das Wandelement und der Träger zusammengeführt. Dabei kann ein Randbereich des Trägers in Kontakt mit dem im Schritt 545 auf das Wandelement aufgebrachten Klebemittels gebracht werden. Weist das Wandelement die ringförmige Nut auf, so kann der Träger im Schritt 547 in die Nut eingesetzt werden. Durch ein anschließendes Aushärten des Klebstoffs wird eine feste Verbindung zwischen dem Träger und dem Wandelement geschaffen. Wurde das Wandelement im Schritt 541 ohne eine Durchgangsöffnung bereitgestellt, so kann in einem Schritt 549 zumindest eine Durchgangsöffnung in dem Wandelement geschaffen werden, und zwar in einem Bereich, der von dem Träger überspannt ist.
-
Im Folgenden werden anhand der vorangegangenen Figuren Ausführungsbeispiele einer Druckausgleichsvorrichtung 102 in Form eines Druckausgleichselements beschrieben.
-
Ein Gehäuse 100 besteht gewöhnlich aus zwei im Folgenden als Gehäuseteile bezeichneten Wandelementen, nämlich einem ersten Gehäuseteil 104 und einem zweiten Gehäuseteil 106. Die beiden Gehäuseteile 104, 106 bilden ein Gehäuse 100, welches einen Raum umschließt. In diesem Raum kann z. B. eine Leiterplatte 114 mit darauf angeordneten Bauteilen vorgesehen sein. Dieses Gehäuse 100 ist beispielsweise aufgrund der Abwärme der Bauteile oder wechselnden Umgebungstemperaturen großen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Da das Gehäuse 100 dicht verschlossen ist, kann es im Inneren des Gehäuses 100 zu einer Ausdehnung des Rauminhaltes aufgrund der sich ändernden Temperaturen kommen. Um dies zu verhindern, wird eine Druckausgleichsöffnung 112 vorgesehen. Da jedoch keine Flüssigkeit in das Gehäuseinnere kommen darf, wird sichergestellt, dass Druck zwar aus dem Gehäuse 100 entweichen kann, Flüssigkeiten jedoch nicht in das Gehäuse 100 eindringen können.
-
Um dies sicher zu stellen, wird eine Membran 109 auf dem Druckausgleichsloch 112 aufgebracht. Die Membran 109 ist dazu vorgesehen, Druck entweichen zu lassen, Flüssigkeiten gegenüber jedoch dicht zu sein.
-
Nun kann es jedoch in verschiedenen Einsatzgebieten solcher Gehäuse 100, z. B. als Steuerungsgehäuse im Personenkraftwagen-Bereich gefordert sein, dass eine solche Membran vor Hochdruckstrahlen geschützt wird. Z. B. kann, um bei dem Beispiel Personenkraftwagen zu bleiben, gefordert sein, dass beim Reinigen des Wagens ein Hochdruckwasserstrahl nicht direkt an die Membran 109 gelangen und die Membran 109 zerstören kann. Gemäß den Ausführungsbeispielen wird daher sichergestellt, dass die Membran 109 nicht durch einen direkt auf die Membran 109 treffenden Strahl zerstört werden kann oder verrutschen kann.
-
Gelöst wird dies gemäß einem Ausführungsbeispiel dadurch, dass in dem Gehäuseteil 104 eine Nut 220 gebildet wird. Die Nut 220 erstreckt sich von dem Gehäuseinneren weg. Die Nut 220 wird dabei rund bzw. rechteckig oder ähnlich geformt, wie es in den 2, 3 und 4 gezeigt ist.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Nut 220 während des Herstellungsprozesses des Gehäuseteils 104 eingebracht. Dabei kann das Gehäuseteil 104 entweder aus Kunststoff sein, wobei die Nut 220 beispielsweise beim Spritzen des Kunststoffteils mit ausgeformt wird, oder aus Blech oder Alu sein, wobei die Nut 220 beispielsweise beim Tiefziehen mit ausgeformt wird. Die Nut 220 kann in jedem möglichen Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Gehäuseteils 104 mit eingebracht werden. Alternativ kann die Nut 220 nachträglich geschaffen werden.
-
In dem die Nut 220 umgebenden Bereich des Gehäuseteils 104, werden noch Belüftungslöcher 110 vorgesehen. Die Belüftungslöcher 110 können dabei direkt beim Herstellen des Gehäuseteils 104 mit ausgebildet werden oder nachträglich eingebracht werden.
-
Auf der Innenseite des Gehäuseteils 104, also der dem Gehäuseinneren zuweisenden Seite, wird dann in die Nut 220 ein Klebemittel 325 eingebracht. In dieses Klebemittel 325 wird dann der Träger 108 mit dem Druckausgleichsloch 112, auf dem sich die Membran 109 befindet, eingebracht.
-
Dabei ist der Träger 108 so ausgebildet, dass sich der Träger 108 fest mit dem Klebemittel 325 verbindet und ein luft- und flüssigkeitsdichter Übergang gebildet wird. Der Träger 108 kann z. B. so geformt sein, dass sich ein umgebogener Rand ergibt, welcher in das Klebemittel 325 eingedrückt wird, wie es in den 3 und 4 gezeigt ist. Der Träger 108 kann aus Alu, einem Blech oder auch aus Kunststoff gebildet sein. Der Träger 108 beinhaltet das Druckausgleichsloch 112. Auf diesem Druckausgleichsloch 112 befindet sich die Membran 109. Der Träger 108 ist von seiner Form her der Form der Nut 220 korrespondierend angepasst.
-
In Verbindung mit den Belüftungslöchern 110 kann nun Druck aus dem Gehäuseinneren an die Umgebung abgegeben werden.
-
Die Belüftungslöcher 110 im Gehäuseteil 104 werden so angeordnet, dass die Belüftungslöcher 110 nie direkt oberhalb des Druckausgleichsloches 112 sind, so dass ein direkt auf das Gehäuseteil 104 treffender Wasserstrahl nicht direkt auf die sich über dem Druckausgleichsloch 112 befindliche Membran 109 treffen und diese zerstören kann. Eine entsprechende Anordnungen der Löcher 110, 112 ist beispielsweise anhand der 2 bis 4 gezeigt. Ein in die Belüftungslöcher 110 eindringendes Wasser kann durch die Membran 109 nicht ins Innere des Gehäuses 100 eindringen, jedoch durch die Belüftungslöcher 110 wieder entweichen.
-
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Gehäuse
- 102
- Druckausgleichsvorrichtung
- 104
- erstes Wandelement
- 106
- zweites Wandelement
- 108
- Träger
- 109
- Membran
- 110
- Durchgangsöffnung
- 112
- Durchgangsloch
- 114
- Leiterplatte
- 220
- Nut
- 325
- Klebemittel
- 541
- Schritt des Bereitstellens
- 543
- Schritt des Bereitstellens
- 545
- Schritt des Aufbringens
- 547
- Schritt des Zusammenführens
- 549
- Schritt des Schaffens
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006053111 A1 [0003]
