DE102014216490B4

DE102014216490B4 - Verbindungselement mit eingebauter elektronischer schalttafel und verfahren zum herstellen des selben

Info

Publication number: DE102014216490B4
Application number: DE102014216490.7A
Authority: DE
Inventors: c/o DENSO CORPORATION Yamamoto Masahiro; c/o DENSO CORPORATION Kato Hideyuki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2024-07-11
Anticipated expiration: 2034-08-21
Also published as: US20150056864A1; JP5907129B2; DE102014216490A1; US9431775B2; JP2015040781A

Abstract

Verbindungselement (20) mit eingebauter elektronischer Schalttafel mit:einer elektronischen Schalttafel (30) für einen Sensor (14), wobei die elektronische Schalttafel (30) an ihr montierte elektronische Teile (32) aufweist und mit einem ersten Verbindungsanschluss (33) versehen ist;einem inneren Gehäuse (40), das eine Öffnung (41) an einer Seite von ihm hat, durch die die elektronische Schalttafel (30) eingeführt ist, wobei die anderen Seiten des inneren Gehäuses (40) geschlossen sind;einem äußeren Gehäuse (50) mit einer Kammer (59), in die das innere Gehäuse (40) eingeführt ist;einem zweiten Verbindungsanschluss (53), der sich von dem Inneren der Kammer (59) zu der Außenseite des äußeren Gehäuses (50) erstreckt;einem dritten Verbindungsanschluss (55), der in der Kammer (59) angeordnet ist; undeinem Kabel (52), das mit dem Sensor (14) an einem Ende von ihm an der Außenseite des äußeren Gehäuses (50) verbunden ist und mit dem dritten Verbindungsanschluss (55) an seinem anderen Ende verbunden ist;wobei die elektronische Schalttafel (30) in dem inneren Gehäuse (40) untergebracht ist und durch Harz (61) in einem Zustand abgedichtet ist, bei dem der erste Verbindungsanschluss (33) freigelegt ist,wobei das innere Gehäuse (40) in der Kammer (59) des äußeren Gehäuses (50) untergebracht ist,wobei der erste Verbindungsanschluss (33) mit dem zweiten Verbindungsanschluss (53) und dem dritten Verbindungsanschluss (55) außerhalb des inneren Gehäuses (40) und innerhalb der Kammer (59) verbunden ist,wobei die Kammer (59) durch einen Deckel (71) geschlossen ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungselement mit eingebauter elektronischer Schalttafel, das für einen Sensor geeignet ist, der ein schwaches Signal ausgibt, wie beispielsweise ein Gassensor.
2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
US 7 722 362 B2 offenbart ein Verbindungselement mit einer elektronischen Schalttafel; einem inneren Gehäuse, das eine Öffnung an einer Seite von ihm hat, durch die die elektronische Schalttafel eingeführt ist; einem äußeren Gehäuse mit einer Kammer, in die das innere Gehäuse eingeführt ist; einem zweiten Verbindungsanschluss, der sich von dem Inneren der Kammer zu der Außenseite des äußeren Gehäuses erstreckt; einem dritten Verbindungsanschluss, der in der Kammer angeordnet ist; und einem Kabel, das mit einem Sensor an einem Ende von ihm an der Außenseite des äußeren Gehäuses verbunden ist und mit dem dritten Verbindungsanschluss an seinem anderen Ende verbunden ist; wobei die Kammer durch einen Deckel geschlossen ist.
JP H10-079 398 A offenbart eine Methode zum Abdichten einer elektronischen Schalttafel mit an ihr montierten elektronischen Teilen. Dabei ist ein inneres Gehäuse aus wärmeschrumpfendem Material vorgesehen, wobei das innere Gehäuse eine Öffnung an einer Seite von ihm hat, durch die die elektronische Schalttafel eingeführt ist und die durch Harz abgedichtet ist.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2000-171435 A beschreibt ein Verbindungselement, in welchem eine Steuerschalttafel eines Sensors eingebaut ist. Ein derartiges Verbindungselement ermöglicht ein Anordnen der Steuerschalttafel des Sensors zwischen dem Sensor und einer Steuervorrichtung. Die Steuerschalttafel, auf der elektronische Teile aufgelötet sind, ist an einem Verbindungselementgehäuse des Verbindungselements, das mit einem mit dem Sensor zu verbindenden Kabel verbunden ist, montiert und durch einen Deckel oder dergleichen abgedichtet.
Wenn der Sensor ein Gassensor ist, der ein schwaches Signal ausgibt, wie beispielsweise ein NOx-Sensor oder ein PM-Sensor, wird die Steuerschaltung des Sensors vorzugsweise in der Nähe des Sensors angeordnet. Da jedoch die Temperatur in der Nähe eines Abgasrohrs, an welchem der Gassensor montiert ist, hoch ist (ungefähr 125°C), gibt es, wenn die Steuerschalttafel eine Harztafel (Kunststofftafel) ist, ein Problem dahingehend, dass die Lötverbindungsabschnitte zwischen der Steuerschalttafel und den elektronischen Teilen der thermischen Spannung nicht widerstehen können.
Wenn des Weiteren der Gassensor mit einer Heizeinrichtung versehen ist, muss, da die Steuerschaltung zum Steuern der Heizeinrichtung Wärme erzeugt, ein Wärmeableitaufbau an dem Gassensor vorgesehen sein. Des Weiteren muss der Gassensor gegenüber externen Funkwellen widerstandsfähig sein, da er ein schwaches Signal ausgibt, und außerdem muss er wasserdicht und luftdicht sein, da er unter dem Boden eines Fahrzeugkörpers montiert wird.
Folglich muss eine derartige Steuerschalttafel gegenüber hohen Temperaturen widerstandsfähig sein, wie beispielsweise eine Keramiktafel.
Da jedoch die Keramiktafel kostspielig ist, sind die Herstellkosten eines derartigen Gassensors hoch.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verbindungselement mit eingebauter elektronischer Schalttafel und ein Verfahren zum Herstellen eines Verbindungselements zu schaffen, bei denen die vorstehend genannten Nachteile überwunden sind.
Die Aufgabe ist durch ein Verbindungselement mit eingebauter elektronischer Schalttafel mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein alternatives Verbindungselement mit eingebauter elektronischer Schalttafel ist in Anspruch 5 aufgezeigt. Verfahren zum Herstellen eines solchen Verbindungselements sind in den Ansprüchen 9 und 11 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen und den Ansprüchen deutlich hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt schematisch einen Aufbau eines Steuersystems zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, wobei das Steuersystem einen Gassensor aufweist, der mit einem Verbindungselement mit eingebauter elektronischer Schalttafel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verbunden ist.
2A zeigt eine Seitenansicht der elektronischen Schalttafel.
2B zeigt eine Draufsicht auf die elektronische Schalttafel.
3A zeigt eine Querschnittsansicht im Längsschnitt eines inneren Gehäuses, in welchem die elektronische Schalttafel untergebracht ist.
3B zeigt eine Vorderansicht des inneren Gehäuses.
3C zeigt eine Draufsicht auf das innere Gehäuse.
4A zeigt eine Querschnittsansicht im Längsschnitt eines äußeren Gehäuses, in welchem das innere Gehäuse untergebracht ist.
4B zeigt eine Seitenquerschnittsansicht des äußeren Gehäuses.
5 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Schritts zum Unterbringen der elektronischen Schalttafel in dem inneren Gehäuse.
6 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Schritts zum Abdichten der elektronischen Schalttafel, die in dem inneren Gehäuse untergebracht ist, unter Verwendung von Harz.
7 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Schritts zum Unterbringen des inneren Gehäuses in einer Kammer, die in dem äußeren Gehäuse vorgesehen ist.
8 zeigt eine Querschnittsansicht im Längsschnitt des fertigen Verbindungselements mit eingebauter elektronischer Schalttafel.
9 zeigt eine Querschnittsansicht im Längsschnitt eines nicht erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiels des Verbindungselements mit eingebauter elektronischer Schalttafel.
10 zeigt eine Querschnittsansicht im Längsschnitt eines Verbindungselements mit eingebauter elektronischer Schalttafel gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind gleiche oder äquivalente Teile, Abschnitte oder Bauteile anhand gleicher Bezugszeichen bezeichnet.
Erstes Ausführungsbeispiel
Das erste Ausführungsbeispiel dient einem Steuersystem, das verschiedene Steuervorgänge an einem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs auf der Basis des Abgabesignals eines Gassensors ausführt, der an einem Abgasrohr des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs montiert ist. Das Steuersystem ist hauptsächlich aus einer ECU (elektronische Steuereinheit) 16 aufgebaut, die eine Steuerung einer Kraftstoffeinspritzmenge, einer Zündzeit und dergleichen ausführt. 1 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus des Steuersystems.
In 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Verbrennungsmotor für Benzin bezeichnet, der Kraftstoffeinspritzventile 11 und Zündvorrichtungen 12 aufweist. Der Verbrennungsmotor 10 ist mit einem Abgasrohr 13 versehen, an dem ein Gassensor 14 montiert ist. Verschiedene Sensoren 15 sind an dem Fahrzeug montiert. Die ECU 16 erzeugt Steuersignale auf der Basis von Abgabesignalen, die von dem Gassensor 14 und verschiedenen Sensoren 15 empfangen werden, und überträgt diese zu den Kraftstoffeinspritzventilen 11 und den Zündvorrichtungen 12.
Mit dem Bezugszeichen 20 ist ein Verbindungselement mit eingebauter elektronischer Schalttafel bezeichnet. In dem Verbindungselement 20 ist die elektronische Schalttafel 30 zum Steuern des Gassensors 14 eingebaut. Der Gassensor 14 ist mit der ECU 16 durch das Verbindungselement 20 verbunden.
2A zeigt eine Seitenansicht der elektronischen Schalttafel 30. 2B zeigt eine Draufsicht auf die elektronische Schalttafel 30. Die elektronische Schalttafel 30 hat eine gedruckte Schalttafel 31. Die gedruckte Schalttafel 31 ist eine Glasepoxidtafel, die hergestellt wird, indem ein Glasfasergewebe mit Epoxidharz imprägniert wird. Elektronische Teile 32 wie beispielsweise ICs sind auf der gedruckten Schalttafel 31 durch Löten montiert. Die gedruckte Schalttafel 31 wird mit einem ersten Verbindungsanschluss 33 eingesetzt, indem dieser an einem Ende gelötet wird.
3A zeigt eine Querschnittsansicht im Längsschnitt eines inneren Gehäuses 40 zum Unterbringen der elektronischen Schalttafel 30. 3B zeigt eine Vorderansicht des inneren Gehäuses 40. 3C zeigt eine Draufsicht auf das innere Gehäuse 40. Das innere Gehäuse 40 hat eine Öffnung 41 an einer Seite von ihr. Die elektronische Schalttafel 30 kann durch die Öffnung 41 in das innere Gehäuse 40 eingeführt werden. Die anderen Seiten des inneren Gehäuses 30 sind geschlossen. Das innere Gehäuse 40 kann eine beliebige Form haben, solange der erste Verbindungsanschluss 33 freigelegt ist, wenn die elektronische Schalttafel 30 in dem inneren Gehäuse 40 untergebracht ist. Das heißt, das innere Gehäuse 40 hat eine derartige Breite, dass die elektronische Schalttafel 30 untergebracht werden kann, und eine derartige Tiefe, dass die gedruckte Schalttafel 31 nicht von der Öffnung 41 freigelegt ist und der erste Verbindungsanschluss 33 von der Öffnung 41 freigelegt ist, wenn die elektronische Schalttafel 30 in dem inneren Gehäuse 40 untergebracht ist. Die Höhe des inneren Gehäuses 40 ist derart, dass die elektronische Schalttafel 30, an der die elektronischen Teile 32 montiert sind, in dieser untergebracht werden kann. Das Material des inneren Gehäuses 40 ist vorzugsweise Stahl im Hinblick auf die Kosten und den magnetischen Abschirmeffekt. Jedoch kann das Material Aluminium oder Kupfer sein oder ein Abschirmharz (Kunststoff) mit elektromagnetischen Abschirmeigenschaften. Wenn das Verbindungselement 20 in einer Umgebung angewendet wird, in der der elektromagnetische Abschirmeffekt nicht erforderlich ist, gibt es keine derartigen Einschränkungen im Hinblick auf das Material.
4A zeigt eine Querschnittsansicht im Längsschnitt eines äußeren Gehäuses 50 zum Unterbringen des inneren Gehäuses. 4B zeigt eine Seitenquerschnittsansicht des äußeren Gehäuses 50. Das äußere Gehäuse 50 hat ein Harzgehäuseelement 51, ein Kabel 52, einen zweiten Verbindungsanschluss 53, einen Anschlussteil 54 und einen dritten Verbindungsanschluss 55. Das Harzgehäuseelement 51 hat einen Kupplungsteil 58 für eine Verbindung mit der ECU 16 und eine Kammer 59. Das Harzgehäuseelement 51 hat eine rechteckige Form. Die Kammer 59 ist zu der oberen Seite des Harzgehäuseelementes 51 hin offen.
Das Kabel 52 ist mit dem Gassensor 14 an einem Ende von ihm verbunden und ist mit dem dritten Verbindungsanschluss 55 durch den Anschlussteil 54 an dem anderen Ende von ihm verbunden. Der dritte Verbindungsanschluss 55 ist zu der Kammer 59 des äußeren Gehäuses 50 freigelegt.
Der zweite Verbindungsanschluss 53 ist mit einem ersten Verbindungsteil 56 an seinem einem Ende ausgebildet und ist mit einem zweiten Verbindungsteil 57 an seinem anderen Ende ausgebildet. Der erste Verbindungsteil 56 ist zu der Kammer 59 freigelegt. Der zweite Verbindungsteil 57 erstreckt sich im Inneren des Kupplungsteils 58.
Die Breite und die Länge der Kammer 59 sind derart, dass das innere Gehäuse 40, in dem die elektronische Schalttafel 30 untergebracht ist, in dieser untergebracht werden kann. Die Tiefe der Kammer 59 ist derart, dass die obere Seite des inneren Gehäuses 40, das in der Kammer 59 untergebracht ist, unterhalb der oberen Seite des Harzgehäuseelementes 51 ist. Das heißt, die Tiefe der Kammer 59 ist derart, dass ein Zwischenraum zwischen einem nachstehend beschriebenen Deckel 71 und dem inneren Gehäuse 40 vorhanden ist, nachdem der Deckel 71 auf das Harzgehäuseelement 51 gesetzt ist.
Das äußere Gehäuse 50 ist durch ein Einsetzformverfahren (Insert-Technik) hergestellt, bei dem das Kabel 52, der dritte Verbindungsanschluss 55 und der zweite Verbindungsanschluss 53 in einer Form für das Harzgehäuseelement 51 angeordnet werden, nachdem das Kabel 52 und der dritte Verbindungsanschluss 55 miteinander verbunden worden sind, und dann wird das Harz als das Material des Harzgehäuseelementes 51 in die Form gegossen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Anschlussteil 54 zwischen dem Kabel 52 und dem dritten Verbindungsanschluss 55 in dem Harz des Harzgehäuseelementes 51 eingebettet. Da das Harzgehäuseelement 51 wärmewiderstandsfähig sein muss, wird bevorzugt, dass das Harzgehäuseelement 51 aus Polyphenylensulfidharz (PPS), Polybutylenterephthalat (PBT) oder dergleichen hergestellt wird.
Nachstehend ist ein Verfahren zum Herstellen des Verbindungselements 20 beschrieben.
Zunächst wird, wie dies in 5 gezeigt ist, das innere Gehäuse 40 mit der Öffnung 51 nach oben angeordnet, und dann wird die elektronische Schalttafel 30 in dem inneren Gehäuse 40 untergebracht. Zu diesen Zeitpunkt ist der erste Verbindungsanschluss 33 der elektronischen Schalttafel 30 von der Öffnung 41 des inneren Gehäuses 40 freigelegt, jedoch ist die gedruckte Schalttafel 31 der elektronischen Schalttafel 30 nicht von der Öffnung 41 des inneren Gehäuses 40 freigelegt.
Anschließend wird, wie dies in 6 gezeigt ist, das Epoxidharz 61 in das innere Gehäuse 40, in dem die elektronische Schalttafel 30 untergebracht ist, eingegossen und erwärmt, um gehärtet zu werden. Vorzugsweise ist das Epoxidharz 61 ein Niedrigspannungs-Epoxidharz mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der nahe demjenigen der gedruckten Schalttafel 31 ist, so dass die thermische Spannung aufgrund der Differenz zwischen den Wärmeexpansionskoeffizienten der gedruckten Schalttafel 31 und des Epoxidharzes 61 gering geschaltet werden kann.
Da nach der Vollendung der vorstehend erläuterten Schritte die elektronische Schalttafel 30 durch das Epoxidharz 61 mit Ausnahme des ersten Verbindungsanschlusses 33 geschützt ist, ist es leicht, einen elektrischen Test an der elektronischen Schalttafel 30 auszuführen. Demgemäß wird vorzugsweise der elektrische Test an der elektronischen Schalttafel 30 nach der Vollendung der vorstehend erläuterten Schritte ausgeführt.
Nachstehend wird, wie dies in 7 gezeigt ist, das innere Gehäuse 40 in der Kammer 59 des äußeren Gehäuses 50 untergebracht, und dann wird der erste Verbindungsanschluss 33 der elektronischen Schalttafel 30 mit dem dritten Verbindungsanschluss 55 und dem ersten Verbindungsteil 56 des zweiten Verbindungsanschlusses 53 durch Laserschweißen, Widerstandsschweißen oder dergleichen verbunden.
Schließlich wird, wie dies in 8 gezeigt ist, die Kammer 59 des äußeren Gehäuses 50 durch den Deckel 71 verschlossen. Der Deckel 71 wird durch Laserschweißen oder dergleichen eingesetzt. Als ein Ergebnis wird die Kammer 59 abgedichtet.
Das Verbindungselement 20 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau sieht die folgenden Vorteile vor.
Im Allgemeinen erzeugen elektronische Teile 32, die an der elektronischen Schalttafel 30 montiert sind, Wärme. Die durch die elektronischen Teile 32 erzeugte Wärme wird zu dem inneren Gehäuse 40 durch das Epoxidharz 61, das die elektronische Schalttafel 30 abdichtet, übertragen und von dem inneren Gehäuse 40 abgeleitet. Demgemäß ist es nicht erforderlich, dass das Verbindungselement 20 einen spezifischen Wärmeableitaufbau hat. Im Übrigen ist, da die thermische Leitfähigkeit das Harzes im Allgemeinen höher als jene der Luft ist, die Wärmeübertragung von der elektronischen Schalttafel 30 zu dem inneren Gehäuse 40 höher, wenn die elektronische Schalttafel 30 durch das Epoxidharz 61 abgedichtet ist, als dann, wenn sie durch das Epoxidharz 61 nicht abgedichtet ist.
Da die elektronische Schalttafel 30 durch das Epoxidharz 61 abgedichtet ist, kann die Wärmespannung, die auf die Lötverbindungsabschnitte der elektronischen Teile 32 aufgebracht wird, reduziert werden. Genauer gesagt kann, da die Wärmeausdehnungskoeffizienten der gedruckten Schalttafel 31 der elektronischen Schalttafel 30 und des Epoxidharzes 61 nahe zu einander sind, die thermische Spannung, die aufgrund des Kontaktes zwischen den Substanzen mit den unterschiedlichen Wärmeexpansionskoeffizienten auftritt und die auf die Lötverbindungsabschnitte der elektronischen Teile 32 aufgebracht wird, unterdrückt werden.
Wenn das innere Gehäuse 40 aus Metall oder einem abschirmenden Harz hergestellt ist, kann ein elektromagnetischer Abschirmeffekt gegenüber externem Rauschen erlangt werden, um die Signalzuverlässigkeit der elektronischen Schalttafel 30 zu erhöhen.
Da der Anschlussteil 54 zwischen dem Kabel 52 und dem dritten Verbindungsanschluss 55 in dem Harzgehäuseelement 51 eingebettet ist, kann die Spannung, die auf den Anschlussteil 54 aufgebracht wird, reduziert werden, wodurch eine Lekagestromstärke aufgrund einer möglichen Beschädigung des Anschlussteils 54 unterdrückt wird.
Da der Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Verbindungsanschluss 33 und dem zweiten und dem dritten Verbindungsanschluss 53 und 54 von dem inneren Gehäuse 40 freigelegt ist, ist der Wärmewiderstand des Verbindungsabschnittes geringer als jener der Innenseite des inneren Gehäuses 40, das mit Epoxidharz 61 gefüllt ist. Demgemäß wird zum Erhöhen der Wärmewiderstandszuverlässigkeit ein Laserschweißen oder Widerstandsschweißen angewendet, um die Anwendung von Lötmittel zu vermeiden, das einen geringen Wärmewiderstand hat.
Da die Kammer 59 durch den Deckel 71 hermetisch geschlossen ist und demgemäß verhindert werden kann, dass Feuchtigkeit in die Kammer 59 eindringt, ist es möglich, zu verhindern, dass der erste Verbindungsanschluss 33, der zweite Verbindungsanschluss 53 und der dritte Verbindungsanschluss 55 korrodieren.
Das innere Gehäuse 40 hat die Öffnung 41 an einer Seite, und die anderen Seiten sind geschlossen. Demgemäß kann das Epoxidharz 61 in das innere Gehäuse 40 durch die Öffnung 41 eingegossen werden, und es kann verhindert werden, dass dieses aus dem inneren Gehäuse 40 nach außen austritt. Folglich kann die elektronische Schalttafel 30 mit Leichtigkeit durch das Epoxidharz 61 abgedichtet werden.
9 zeigt eine Querschnittsansicht im Längsschnitt eines nicht erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiels des Verbindungselements 20, in dem das innere Gehäuse 40 nicht umfasst ist, und die elektronische Schalttafel 30 in der Kammer 59 des äußeren Gehäuses 50 untergebracht ist und durch Epoxidharz 61 abgedichtet ist.
Wenn die elektronische Schalttafel 30 direkt in der Kammer 59 des äußeren Gehäuses 50 untergebracht ist und das Epoxidharz 61 in die Kammer 59 eingegossen wird, wird, da das Harzgehäuseelement 51 des äußeren Gehäuses 50 mit dem Kabel 52 einsatzgeformt ist, das mit dem Gassensor 14 verbunden ist, niedrigmolekulares Abgas (Abgabegas), das erzeugt wird, wenn das Epoxidharz 61 aushärtet, in das Innere des Gassensors 14 gelangen. Als ein Ergebnis kann eine Charakteristikabweichung (Leistungsabweichung) oder eine Alterungsverschlechterung des Sensorelementes des Gassensors 14 aufgrund des niedrigmolekularen Abgases auftreten.
Da des Weiteren die Spannung, die auf die elektronische Schalttafel 30 aufgebracht wird, auch die Spannung umfasst, die auf das äußere Gehäuse 50 aufgebracht wird, ist die thermische Spannung in diesem nicht erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiel größer als bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Da demgemäß der Piezowiderstandseffekt in den elektronischen Teilen 32 groß ist, ergibt sich ein Problem dahingehend, dass die Widerstände der elektronischen Teile 32 von ihren Gestaltungswerten abweichen können.
Des Weiteren kann, wenn ein starker Stoß auf das äußere Gehäuse 50 aufgebracht wird, da dieser direkt zu der elektronischen Schalttafel 30 übertragen wird, die elektronische Schalttafel 30 beschädigt werden, oder es kann ein Abtrennen in der Verbindungsfläche zwischen dem Harzgehäuseelement 51 und dem Epoxidharz 61 auftreten, oder es können Risse in dem Epoxidharz 61 auftreten. Demgemäß ergibt sich ein Problem dahingehend, dass Feuchtigkeit zu der elektronischen Schalttafel 30 durch das Auftrennen oder die Risse gelangen kann und eine Fehlfunktion bei der elektronischen Schalttafel 30 bewirken kann.
Durch das Herstellen des Verbindungselements 20 gemäß dem vorstehend erläuterten Verfahren wird, da das Epoxidharz 61 vor dem Einbau des inneren Gehäuses 40 an dem äußeren Gehäuse 50 thermisch aushärten kann, das niedrigmolekulare Abgas, das erzeugt wird, wenn das Epoxidharz 61 thermisch aushärtet, nicht das Sensorelement beeinflussen.
Das gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellte Verbindungselement 20 hat den Aufbau, bei dem ein Zwischenraum zwischen dem inneren Gehäuse 40 und dem Deckel 71 vorgesehen ist, wobei ein Stoß, der auf den Deckel 71 aufgebracht wird, kaum zu der elektronischen Schalttafel 30 übertragen wird. Da außerdem der Deckel 71 an dem Harzgehäuseelement 51 durch Laserschweißen oder dergleichen eingesetzt ist, ist sogar dann, wenn ein Stoß auf die elektronische Schalttafel 30 aufgebracht wird, das Risiko einer Beschädigung der elektronischen Schalttafel 30 gering im Vergleich zu dem nicht erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiel.
Zweites Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass anstelle des Schließens der Kammer 59 des äußeren Gehäuses 50 unter Verwendung des Deckels 71 thermoplastisches Harz (Kunststoff) 72 in die Kammer 59 zum Abdichten der Kammer 59 eingegossen wird.
Das Verbindungselement mit der eingebauten elektronischen Schalttafel gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird gemäß dem gleichen Verfahren wie in dem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt, bis der erste Verbindungsanschluss 33 mit dem zweiten und dritten Verbindungsanschluss 53 und 55 verbunden ist, nachdem das innere Gehäuse 40 in dem äußeren Gehäuse 50 untergebracht worden ist.
In diesem Ausführungsbeispiel wird, nachdem das innere Gehäuse 40 in dem äußeren Gehäuse 50 angeordnet ist und der erste Verbindungsanschluss 33 mit dem zweiten und dritten Verbindungsanschluss 53 und 55 verbunden ist, das thermoplastische Harz 72 in die Kammer 59 des äußeren Gehäuses 50 gegossen. Vorzugsweise ist das thermoplastische Harz 72 aus Polyamid oder aus Polyester bestehendes heiß schmelzendes Harz mit einer Wärmewiderstandseigenschaft.
Das Verbindungselement gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, das gemäß dem vorstehend erläuterten Verfahren hergestellt wird, sieht die folgenden Vorteile zusätzlich zu den Vorteilen vor, die durch das erste Ausführungsbeispiel vorgesehene werden.
Das Abdichten der Kammer 59 des äußeren Gehäuses 50 wird ausgeführt, indem lediglich das thermoplastische Harz 72 in die Kammer 59 gegossen wird, und demgemäß ist die Herstelleffizienz im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem der Deckel 71 zum Schließen der Kammer 59 verwendet wird, hoch.
Das thermoplastische Harz 72 hat eine Stoßabsorbiereigenschaft. Demgemäß ermöglicht das Abdichten der Kammer 59 unter Verwendung des thermoplastischen Harzes 72 eine Reduzierung der Übertragung eines Stoßes, der auf das äußere Gehäuse 50 aufgebracht wird, zu der elektronischen Schalttafel 30.
Das thermoplastische Harz 72 erzeugt weniger Abgas als das thermisch aushärtende Epoxidharz. Demgemäß kann, wenn das thermoplastische Harz 72 in einem Zustand, bei dem das Verbindungselement mit dem Gassensor 14 verbunden ist, eingegossen wird, der auf das Sensorelement des Gassensors 14 ausgeübte Einfluss gering gestaltet werden.

Claims

Verbindungselement (20) mit eingebauter elektronischer Schalttafel mit: einer elektronischen Schalttafel (30) für einen Sensor (14), wobei die elektronische Schalttafel (30) an ihr montierte elektronische Teile (32) aufweist und mit einem ersten Verbindungsanschluss (33) versehen ist; einem inneren Gehäuse (40), das eine Öffnung (41) an einer Seite von ihm hat, durch die die elektronische Schalttafel (30) eingeführt ist, wobei die anderen Seiten des inneren Gehäuses (40) geschlossen sind; einem äußeren Gehäuse (50) mit einer Kammer (59), in die das innere Gehäuse (40) eingeführt ist; einem zweiten Verbindungsanschluss (53), der sich von dem Inneren der Kammer (59) zu der Außenseite des äußeren Gehäuses (50) erstreckt; einem dritten Verbindungsanschluss (55), der in der Kammer (59) angeordnet ist; und einem Kabel (52), das mit dem Sensor (14) an einem Ende von ihm an der Außenseite des äußeren Gehäuses (50) verbunden ist und mit dem dritten Verbindungsanschluss (55) an seinem anderen Ende verbunden ist; wobei die elektronische Schalttafel (30) in dem inneren Gehäuse (40) untergebracht ist und durch Harz (61) in einem Zustand abgedichtet ist, bei dem der erste Verbindungsanschluss (33) freigelegt ist, wobei das innere Gehäuse (40) in der Kammer (59) des äußeren Gehäuses (50) untergebracht ist, wobei der erste Verbindungsanschluss (33) mit dem zweiten Verbindungsanschluss (53) und dem dritten Verbindungsanschluss (55) außerhalb des inneren Gehäuses (40) und innerhalb der Kammer (59) verbunden ist, wobei die Kammer (59) durch einen Deckel (71) geschlossen ist.
Verbindungselement (20) gemäß Anspruch 1, wobei das äußere Gehäuse (50) aus Harz hergestellt ist und mit dem Kabel (52) und dem zweiten Verbindungsanschluss (53) und dem dritten Verbindungsanschluss (55) durch Einsetzformen einstückig geformt ist.
Verbindungselement (20) gemäß Anspruch 1, wobei die elektronische Schalttafel (30) eine Glasepoxidtafel ist, die aus einem mit Epoxidharz imprägnierten Glasfasergewebe hergestellt ist, und das Harz, das die elektronische Schalttafel (30) abdichtet, aus Epoxidharz hergestellt ist.
Verbindungselement (20) gemäß Anspruch 1, wobei der erste Verbindungsanschluss (33) mit dem zweiten Verbindungsanschluss (53) und dem dritten Verbindungsanschluss (55) durch Schweißen verbunden ist.
Verbindungselement (20) mit eingebauter elektronischer Schalttafel, mit: einer elektronischen Schalttafel (30) für einen Sensor (14), wobei die elektronische Schalttafel (30) an ihr montierte elektronische Teile (32) hat und mit einem ersten Verbindungsanschluss (33) versehen ist; einem inneren Gehäuse (40), das eine Öffnung (41) an einer Seite von ihm hat, durch die die elektronische Schalttafel (30) eingeführt ist, wobei die anderen Seiten des inneren Gehäuses (40) geschlossen sind; einem äußeren Gehäuse (50) mit einer Kammer (59), in die das innere Gehäuse (40) eingeführt ist; einem zweiten Verbindungsanschluss (53), der sich von der Innenseite der Kammer (59) zu der Außenseite des äußeren Gehäuses (50) erstreckt; einem dritten Verbindungsanschluss (55), der in der Kammer (59) angeordnet ist; und einem Kabel (52), das mit dem Sensor (14) an einem Ende von ihm an der Außenseite des äußeren Gehäuses (50) verbunden ist und mit dem dritten Verbindungsanschluss (55) an seinem anderen Ende verbunden ist; wobei die elektronische Schalttafel (30) in dem inneren Gehäuse (40) untergebracht ist und durch Harz in einem Zustand abgedichtet ist, bei dem der erste Verbindungsanschluss (33) freigelegt ist, wobei das innere Gehäuse (40) in der Kammer (59) des äußeren Gehäuses (50) untergebracht ist, wobei der erste Verbindungsanschluss (33) mit dem zweiten Verbindungsanschluss (53) und dem dritten Verbindungsanschluss (55) außerhalb des inneren Gehäuses (40) und innerhalb der Kammer (59) verbunden ist, wobei die Kammer (59) durch ein thermoplastisches Harz abgedichtet ist.
Verbindungselement (20) gemäß Anspruch 5, wobei das äußere Gehäuse (50) aus Harz hergestellt ist, und mit dem Kabel (52) und dem zweiten Verbindungsanschluss (53) und dem dritten Verbindungsanschluss (55) durch Einsetzformen einstückig geformt ist.
Verbindungselement (20) gemäß Anspruch 5, wobei die elektronische Schalttafel (30) eine Glasepoxidtafel ist, die aus einem mit Epoxidharz imprägnierten Glasfasergewebe hergestellt ist, und das Harz, das die elektronische Schalttafel (30) abdichtet, aus Epoxidharz hergestellt ist.
Verbindungselement (20) gemäß Anspruch 5, wobei der erste Verbindungsanschluss (33) mit dem zweiten Verbindungsanschluss (53) und dem dritten Verbindungsanschluss (55) durch Schweißen verbunden ist.
Verfahren zum Herstellen eines Verbindungselements (20) gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: einen ersten Schritt zum Unterbringen der elektronischen Schalttafel (30) in dem inneren Gehäuse (40) und zum Abdichten der elektronischen Schalttafel (30) durch Harz in einem Zustand, bei dem der erste Verbindungsanschluss (33) freigelegt ist; einen zweiten Schritt zum Unterbringen des inneren Gehäuses (40) in der Kammer (59) des äußeren Gehäuses (50) und zum Verbinden des ersten Verbindungsanschlusses (33) mit dem zweiten Verbindungsanschluss (53) und dem dritten Verbindungsanschluss (55) außerhalb des inneren Gehäuses (40) und innerhalb der Kammer (59); und einen dritten Schritt zum Schließen der Kammer (59) durch den Deckel (71).
Verfahren gemäß Anspruch 9, das des Weiteren vor dem zweiten Schritt einen Schritt aufweist zum Ausführen des Einsetzformens des äußeren Gehäuses (50) durch Gießen von Harz in eine Form für ein Einsetzformen des äußeren Gehäuses (50) in einem Zustand, bei dem das Kabel (52), das mit dem dritten Verbindungsanschluss (55) verbunden ist, und der zweite Verbindungsanschluss (53) in der Form angeordnet sind.
Verfahren zum Herstellen eines Verbindungselements (20) gemäß Anspruch 5, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: einen ersten Schritt zum Unterbringen der elektronischen Schalttafel (30) in dem inneren Gehäuse (40) und zum Abdichten der elektronischen Schalttafel (30) durch Harz in einem Zustand, bei dem der erste Verbindungsanschluss (33) freigelegt ist; einen zweiten Schritt zum Unterbringen des inneren Gehäuses (40) in der Kammer (59) des äußeren Gehäuses (50) und zum Verbinden des ersten Verbindungsanschlusses (33) mit dem zweiten Verbindungsanschluss (53) und dem dritten Verbindungsanschluss (55) außerhalb des inneren Gehäuses (40) und innerhalb der Kammer (59); und einen dritten Schritt zum Abdichten der Kammer (59) durch Gießen von thermoplastischem Harz in die Kammer (59).
Verfahren gemäß Anspruch 11, das des Weiteren vor dem zweiten Schritt einen Schritt aufweist zum Ausführen eines Einsetzformens des äußeren Gehäuses (50) durch Gießen von Harz in eine Form für ein Einsetzformen des äußeren Gehäuses (50) in einem Zustand, bei dem das Kabel (52), das mit dem dritten Verbindungsanschluss (55) verbunden ist, und der zweite Verbindungsanschluss (53) in der Form angeordnet sind.