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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zwischen zwei Gehäusekammern eines Steuergeräts, aufweisend ein Gehäuse mit mindestens zwei Gehäusekammern und eine Gehäusetrennwand, welche die erste und die zweite Gehäusekammer voneinander trennt. Die erste Gehäusekammer ist als Trockenkammer ausgebildet ist und weist mindestens einen ersten Kontaktpartner mit mindestens einem elektrisch leitenden Bereich auf. Die zweite Gehäusekammer ist als Feuchtkammer ausgebildet ist und weist mindestens einen zweiten Kontaktpartner mit mindestens einem zweiten elektrisch leitenden Bereich auf.
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Bei Steuergeräten mit einer eine Leiterplatte und/oder elektrische Bauteile aufweisenden Trockenkammer muss die Trockenkammer gegen das Eindringen von Feuchtigkeit geschützt werden. Gleichzeitig muss hierbei eine elektrische Verbindung aus der Trockenkammer hergestellt werden. Hierzu können so genannte Flexfolien als elektrische Leitungen eingesetzt werden.
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Flexfolien sind heute ein weit verbreitetes Element zur elektrischen Kontaktierung von Bauteilen. Flexfolien werden in der Regel durch Weichlöten, Bonden, Laserschweißen und dergleichen mit Gegenpartnern elektrisch kontaktiert. Eine Flexfolie kann eine oder mehrere Leiterbahnen aufweisen. Ferner können Flexfolien Bondflächen aufweisen, um wenigstens eine elektrische Verbindung mit einer elektronischen Einheit herzustellen.
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Um eine elektrische Verbindung zwischen einer Feuchtkammer und einer Trockenkammer eines Steuergeräts herzustellen, muss eine Abdichtung der Kabeldurchführung von der Feuchtkammer zur Trockenkammer hin erfolgen. Bei einer bekannten Anwendung erfolgte eine solche Abdichtung durch einen separaten, umlaufenden Dichtrahmen, welcher die Feuchtkammer gegen Feuchtigkeit abdichtet und eine elektrische Kontaktierung dadurch ermöglicht, dass er eine Kabelführung enthält. Ein solcher Dichtrahmen ist jedoch sehr kostenintensiv.
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Die
DE 101 15 693 A1 offenbart eine Abdichtung für eine Kabeldurchführung durch eine Trägerplatte einer Kraftfahrzeugtür, wobei die Kabeldurchführung durch ein Formteil verschlossen ist. Hierbei ist zwischen einem Folienleiter, einer flexiblen Leiterplatte oder dergleichen und dem Formteil und/oder Trägerplatte eine gel-artige Masse zum Dichten von Zwischenräumen angeordnet.
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Die
DE 10 2013 215 227 A1 offenbart ein Elektronikmodul, insbesondere für eine Getriebesteuerung in einem Kraftfahrzeug. Das Elektronikmodul ist aufweisend: eine Leiterplatte, eine Modulbodenplatte, einen Dichtring, und eine Flexfolie, wobei die Leiterplatte als Schaltungsträger für eine Steuerungsschaltung ausgebildet ist und an Ihrer Unterseite mehrere elektronische Bauelemente der Steuerungsschaltung aufweist. Elektronische Bauelemente sind durch die Leiterplatte hindurch zu Anschlusspads an einer Oberseite der Leiterplatte elektrisch durchkontaktiert. Die Leiterplatte, die Modulbodenplatte und der Dichtring umschließen zusammen einen zentralen Hohlraum, in dem die elektronischen Bauelemente der Steuerschaltung aufgenommen sind. Die Flexfolie weist elektrische Anschlüsse und mit diesen Anschlüssen verbundene elektrische Leiterbahnen auf, wobei die Flexfolie an der Oberseite der Leiterplatte angeordnet ist und die Anschlusspads der Leiterplatte elektrisch mit den elektrischen Anschlüssen der Flexfolie verbunden.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Verbindungsanordnung als auch ein Elektronikmodul anzugeben, welche eine vereinfachte Verlegung von elektrischen Verbindungen ermöglicht und die Dichtheit an der Schnittstelle zwischen einer Feuchtkammer und einer Trockenkammer verbessert.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Elektronikmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 13.
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In den Unteransprüchen sind weitere Ausführungsformen angegeben, die in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Verbindungsanordnung zwischen zwei Gehäusekammern eines Steuergeräts, insbesondere eines Fahrzeugsteuergeräts. Das Steuergerät kann beispielsweise als Elektronikmodul ausgebildet sein.
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Die Verbindungsanordnung weist demnach ein Gehäuse mit mindestens zwei Gehäusekammern und einer Gehäusetrennwand auf, welche die erste und die zweite Gehäusekammer voneinander trennt. Die erste Gehäusekammer ist als Trockenkammer ausgebildet, wobei die erste Gehäusekammer mindestens einen ersten elektrischen Kontaktpartner mit insbesondere mindestens einem elektrisch leitenden Bereich aufweist. Die zweite Gehäusekammer ist als Feuchtkammer ausgebildet, wobei die zweite Gehäusekammer mindestens einen zweiten elektrischen Kontaktpartner mit insbesondere mindestens einem zweiten elektrisch leitenden Bereich aufweist. In der Gehäusetrennwand ist ein Durchbruch vorgesehen, also eine geeignete Öffnung. Und es ist eine elektrische Leitung vorgesehen, welche zumindest den ersten elektrischen Kontaktpartner und den zweiten elektrischen Kontaktpartner elektrisch miteinander verbindet. Die elektrische Verbindung dient insbesondere zur elektrischen Informationsübertragung zwischen den Kontaktpartnern. Die elektrische Leitung ist zur Verbindung des ersten Kontaktpartners mit dem zweiten Kontaktpartner durch den Durchbruch geführt. Insbesondere ist sie durch den Durchbruch hindurchgefädelt.
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Die elektrische Leitung weist lokal im Bereich des Durchbruches eine einschichtig oder mehrschichtig ausgebildete Ummantelung zur Abdichtung des Durchbruchs auf. Die Ummantelung dient somit alleine oder in Verbindung mit weiteren Dichtmaßnahmen dazu, um den Durchbruch abzudichten, sodass kein unerwünschter Übertritt von Medien aus der Feuchtkammer in die Trockenkammer erfolgt. Die Ummantelung bildet insbesondere eine lokale Verdickung der elektrischen Leitung im Bereich des Durchbruchs.
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Der Durchbruch ist dergestalt, dass eine Durchführung der elektrischen Leitung möglich ist.
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Insbesondere ist lediglich (ausschließlich) im Bereich des Durchbruches die ein- oder mehrschichtig ausgebildete Ummantelung vorgesehen.
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Die Trockenkammer ist insbesondere eine mediendicht abgedichtete Kammer, in der bevorzugt sensible Elektronik angeordnet ist. Diese Elektronik bildet insbesondere den ersten Kontaktpartner. Die Trockenkammer ist demnach insbesondere gegen eindringende Feuchtigkeit und/oder eindringendes Öl abgedichtet. So kann beispielsweise der erste Kontaktpartner als Leiterplatte oder gedruckte Schaltung ausgebildet sein. Zur Kontaktierung des ersten Kontaktpartners kann die elektrische Leitung entsprechend geeignete Anschlüsse oder Kontaktbereiche aufweisen.
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Eine Feuchtkammer kann beispielsweise eine ölfeuchte Kammer sein oder eine geöffnete Kammer oder eine Kammer, welcher nicht mediendicht verschlossen ist. Der zweite Kontaktpartner kann beispielsweise als ein elektrischer Anschluss ausgebildet sein, wie ein Anschlussstecker. Zur Kontaktierung des zweiten Kontaktpartners kann die elektrische Leitung entsprechend geeignete Anschlüsse oder Kontaktbereiche aufweisen.
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Durch die Ummantelung kann einfach eine mediendichte Abdichtung des Durchbruches erzielt werden. Gleichzeitig kann eine Demontage ohne Zerstörung von Bauteilen ermöglicht werden, wie insbesondere des Gehäuses. Und es kann eine Korrektur bei der Montage der elektrischen Leitung im Gehäuse vorgenommen werden. Ebenso kann eine Elastizität der elektrischen Leitung erhalten bleiben, da diese lediglich im Bereich des Durchbruchs von der Ummantelung umhüllt ist. Auch kann durch die Ummantelung ein besonders gleichmäßiger Anpressdruck und damit eine besonders hohe Dichtwirkung am Durchbruch erzielt werden. Ferner ist eine Fertigung einfach realisierbar, da eine solche Ummantelung außerhalb des Gehäuses in einer Serienfertigung einfach herzustellen ist. Die Ummantelung kann kostengünstig sein. Die Ummantelung wird insbesondere durch eine lokale Umspritzung der elektrischen Leitung gebildet. Insbesondere wird auf eine kostenintensive Vulkanisierung der Ummantelung verzichtet. Dadurch ist eine besonders kostengünstige Abdichtung zwischen Feuchtkammer und Trockenkammer möglich.
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Die elektrische Leitung ist insbesondere flexibel ausgebildet. Vorzugsweise ist die elektrische Leitung als flexible Leiterplatte oder als Flexfolie ausgebildet. Diese eignet sich aufgrund der Flexibilität und ihrer geringen Höhe besonders gut als eine solche elektrische Leitung. Insbesondere verfügt die elektrische Leitung über mehrere elektrisch leitfähige Adern, um einen oder mehrere solcher ersten elektrischen Kontaktpartner mit einem oder mehreren solcher zweiten elektrischen Kontaktpartner elektrisch zu verbinden. Es kann vorgesehen sein, dass mehrere solcher elektrischen Leitungen, insbesondere mehrere flexible Leiterplatten oder Flexfolien, zur elektrischen Verbindung zwischen der ersten und zweiten Gehäusekammer vorgesehen sind, die insbesondere nebeneinander im Bereich des Durchbruchs von der einschichtig oder mehrschichtig ausgebildeten Ummantelung umgeben sind.
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Die elektrische Leitung verfügt insbesondere über eine elektrische Isolierung. Diese erstreckt sich insbesondere über die Länge der elektrischen Leitung. Auf die elektrische Isolierung ist dann die Ummantelung aufgebracht.
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In weiterer Ausbildung ist ein Dichtungsring vorgesehen, welcher zwischen der Ummantelung und dem Durchbruch angeordnet ist, und somit eine Dichtwirkung zwischen Durchbruch und Ummantelung bewirkt. Insbesondere kann ein solcher Dichtungsring als O-Ring ausgebildet sein. Dieser Dichtungsring verstärkt die Dichtwirkung der Ummantelung.
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In weiterer Ausbildung weist die Ummantelung eine umlaufende Nut auf, wobei der Dichtungsring in der umlaufenden Nut angeordnet ist. Dadurch kann der Dichtungsring an einer festen Stelle in der Ummantelung angeordnet sein, sowie passgenau auf die Höhe des Durchbruches abgestimmt sein.
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In weiterer Ausbildung weist der ummantelte Bereich der elektrischen Leitung, also die Ummantelung, einen Anfang und ein Ende auf, wobei der Anfang in Durchführungsrichtung ausgebildet ist. Die Durchführungsrichtung gibt hierbei diejenige Richtung an, in der die elektrische Leitung durch den Durchbruch hindurch gefädelt ist. Dabei weist der ummantelte Bereich am Anfang oder kurz nach dem Anfang ein Anschlagelement auf. Das Anschlagelement liegt hierbei in Durchführungsrichtung an der Gehäusetrennwand an.
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Die Durchführungsrichtung gibt also diejenige Richtung an, in der die elektrische Leitung durch den Durchbruch hindurch gefädelt wird, um die elektrische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten elektrischen Kontaktpartner in der jeweiligen Kammer herzustellen. Durch ein solches Anschlagelement wird sichergestellt, dass die Ummantelung bei der Montage sicher in dem Durchbruch angeordnet ist und die elektrische Leitung nicht zu weit oder zu wenig weit durch den Durchbruch hindurchgefädelt wird. Durch ein solches Anschlagelement kann zudem ein geringerer Bereich der elektrischen Leitung ummantelt werden, da durch das Anschlagelement sichergestellt ist, dass dieser Bereich in dem Durchbruch angeordnet ist. Dadurch kann auch der zu ummantelnde Bereich möglichst klein gehalten werden, was ebenfalls zur Kostenreduktion und Flexibilität der elektrischen Leitung beiträgt.
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In weiterer Ausbildung ist ein Fixierelement vorgesehen, wie insbesondere ein Haltebügel oder ein Schnapphaken, welches in Durchführungsrichtung vor dem eigentlichen Anschlagelement angeordnet ist, so dass eine Fixierung des Anschlagelements an der Gehäusetrennwand erfolgt. Das Fixierelement kann dazu ausgebildet sein, um eine Anpressung des Anschlagelements gegen die Gehäusetrennwand zu bewirken. Dadurch kann die Dichtwirkung verbessert werden. Das Fixierelement kann am Anschlagelement angebracht oder daran angeordnet sein. Möglich ist auch, dass Anschlagelement und Fixierelement einteilig miteinander ausgebildet sind. Durch das Fixierelement wird die Ummantelung gegen Herausfallen oder Herausrutschen gesichert.
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In weiterer Ausbildung ist oder sind an der Gehäusetrennwand ein oder mehrere Halteelemente zum Befestigen des Fixierelements vorgesehen. Das oder diese Halteelemente können beispielsweise als Einsteckhülse, Rastnut oder Bodenanker ausgebildet sein, zum nachträglichen Montieren und Befestigen des Fixierelements. Alternativ kann bei Verwendung eines Schnapphakens als Fixierelement, dieser Schnapphaken bereits montiert sein und soweit nach unten verbogen werden, dass eine Durchführung der elektrischen Leitung nachträglich ermöglicht wird.
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In weiterer Ausbildung sind das Anschlagelement und die Ummantelung einstückig ausgebildet. Dadurch ist eine einfache Montage auf der elektrischen Leitung möglich.
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In weiterer Ausbildung weist die Ummantelung einen Kunststoff auf oder besteht aus Kunststoff. Dadurch ist eine einfache Herstellung der Ummantelung möglich, wie insbesondere durch eine Umspritzung.
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In weiterer Ausgestaltung ist die Ummantelung derart aus Kunststoff ausgebildet, dass eine feste Anbindung an die elektrische Leitung hergestellt ist. Die feste Anbindung kann beispielsweise durch Stoffschluss, Formschluss und/oder Kraftschluss erfolgen. Durch Verwendung eines Kunststoffs für die Ummantelung mit einem geringen ersten Härtegrad ist hierbei eine sehr gute Verbindung der elektrischen Leitung mit der Ummantelung möglich.
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In weiterer Ausbildung umfasst oder besteht die Ummantelung aus einem Kunststoff mit einem ersten Härtegrad, und es ist eine Anspritzung vorgesehen, wobei die Anspritzung einen (anderen) Kunststoff mit einem zweiten Härtegrad umfasst oder daraus besteht. Dabei ist der zweite Härtegrad höher als der erste Härtegrad. Die Anspritzung ist zumindest teilweise auf der Ummantelung derart aufgespritzt, dass die Anspritzung mit der der Ummantelung fest verbunden ist und an dem Durchbruch zumindest teilweise anliegt.
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Durch eine solche doppelte Ummantelung kann ein Wegfließen der weicheren (inneren) Ummantelung unter einer Dauerbelastung vermieden werden. Auch kann eine besonders feste Verbindung erzielt werden, da der härtere (äußere) Kunststoff üblicherweise auf dem weicheren (inneren) Kunststoff eine gute Fixierung erfährt, nicht jedoch direkt auf der elektrischen Leitung. Auf diese Weise kann also eine sehr belastungsresistente Abdichtung der elektrischen Leitung im Durchbruch erzielt werden.
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In weiterer Ausbildung kann der ummantelte Bereich der elektrischen Leitung, also die Ummantelung, einen Anfang und ein Ende aufweisen, wobei der Anfang in Durchführungsrichtung ausgebildet ist. Wie oben bereits erläutert, gibt hierbei die Durchführungsrichtung diejenige Richtung an, in der die elektrische Leitung durch den Durchbruch hindurch gefädelt ist. Hierbei kann nun die Anspritzung im Bereich des Anfangs ein oder das Anschlagelement aufweisen. Somit kann dieses Anschlagelement in Durchführungsrichtung an der Gehäusetrennwand anliegen. Dabei können die Anspritzung und das Anschlagelement einstückig ausgebildet sein.
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Ferner kann die Ummantelung als Vorumspritzung mittels Niederdruckspritzen und die Anspritzung als Nachumspritzung mittels Hochdruckspritzen aufgebracht sein. Somit kann einfach ein zweiter, höherer Härtegrad bei der Anspritzung und ein erster, niedrigerer Härtegrad bei der Ummantelung realisiert werden. Dies vereinfacht auch das Aufbringen der Ummantelung und der Anspritzung auf der elektrischen Leitung.
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Insbesondere ist die Ummantelung aus einem Schmelzklebstoff ausgebildet. Insbesondere ist die Anspritzung aus einem Thermoplast gebildet. Andere einfach zu bearbeitende, kostengünstige oder anderweitig geeignete Kunststoffe können hierzu jedoch ebenfalls herangezogen werden.
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In einer weiteren Ausbildung ist der Dichtungsring zwischen der Anspritzung und dem Durchbruch angeordnet und bewirkt eine Dichtwirkung zwischen Durchbruch und Anspritzung. Dabei kann durch das Anbringen des Dichtungsrings in dem Kunststoff mit dem zweiten, höheren Härtegrad eine dauerhafte Positionierung des Dichtungsrings zwischen Durchbruch und Anspritzung erzielt werden. Ein Verlust der Dichtwirkung des Dichtungsrings aufgrund der Fließwirkung (Wegfließen) von weicherem Kunststoff unter Dauerbelastung kann somit verhindert werden.
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In weiterer Ausgestaltung weist die Anspritzung eine umlaufende Nut auf, wobei der Dichtungsring in der umlaufenden Nut angeordnet ist. Dadurch kann der Dichtungsring an einer festen Stelle in der Anspritzung angeordnet sein, sowie passgenau auf die Höhe des Durchbruches abgestimmt sein.
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In weiterer Ausbildung ist der erste Kontaktpartner als eine Leiterplatte oder gedruckte Schaltung ausgebildet. Dieser erste Kontaktpartner kann mittels der elektrischen Leitung beispielsweise aus der Trockenkammer heraus an einen elektrischen Anschluss in der Feuchtkammer (zweiter Kontaktpartner) angebunden sein, wie insbesondere einen Sensoranschluss, ein elektrisches Bauelement oder einen Steckeranschluss.
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Die Feuchtkammer kann beispielsweise mit ölhaltiger Luft kontaminiert sein und muss deshalb zur Trockenkammer, also zur darin gegebenenfalls enthaltenen Leiterplatte oder gedruckten Schaltung, abgedichtet werden. Das Gehäuse und/oder die Gehäusetrennwand kann als Gusswand ausgebildet sein.
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Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Elektronikmodul für ein Fahrzeug, aufweisend eine wie oben beschriebene Verbindungsanordnung. Insbesondere enthält das Elektronikmodul Bereiche, welche als Stecker ausgebildet sind. Das Elektronikmodul kann das Steuergerät bilden, auch kann das Elektronikmodul für ein Fahrzeug ausgebildet sein. Das Elektronikmodul kann daher beispielsweise ein Steuergerät eines Fahrzeugantriebsaggregats oder eines automatisch schaltbaren Fahrzeuggetriebes sein.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren. Darin zeigen schematisch:
- 1: eine Verbindungsanordnung des Stands der Technik,
- 2: eine Abdichtung der Verbindungsanordnung aus 1,
- 3: eine Verbindungsanordnung in einer ersten Ausgestaltung,
- 4: Teile der Verbindungsanordnung aus 3,
- 5: Teile einer anderen Verbindungsanordnung mit einer Nut und einem darin angeordneten Dichtring,
- 6: eine Schnittdarstellung durch die Verbindungsanordnung nach 5,
- 7: eine Verbindungsanordnung mit einem Fixierelement,
- 8: eine Verbindungsanordnung mit einem anderen Fixierelement,
- 9: Teile einer Verbindungsanordnung mit einem weiteren Fixierelement,
- 10: eine Ansicht der Verbindungsanordnung aus 9 mit einem Gehäuse,
- 11: eine weitere Ausgestaltung von Teilen einer Verbindungsanordnung.
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1 und 2 zeigen eine Verbindung zwischen zwei Gehäusekammern 101, 102 gemäß dem Stand der Technik in dreidimensionalen Darstellungen, wie sie beispielsweise bei einem Steuergerät eines Fahrzeuggetriebes eingesetzt wird. Dabei ist die erste Gehäusekammer 101 als Trockenkammer ausgebildet, welche empfindliche Elektronik, wie beispielsweise eine Leiterplatte oder eine ECU 104, aufweist. Die zweite Gehäusekammer 102 ist durch eine Gehäusetrennwand 103 von der ersten Gehäusekammer 101 getrennt. Die zweite Gehäusekammer 102 ist dabei als Feuchtkammer ausgebildet. Die Feuchtkammer 102 kann eine nicht-mediendicht abgeschlossene Kammer sein und somit mit Öl-feuchter Luft kontaminiert sein.
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Zwischen der ersten Gehäusekammer 101 und der zweiten Gehäusekammer 102 ist eine Flexfolie 105 als eine elektrische Verbindung vorgesehen, welche beispielsweise die Leiterplatte oder ECU 104 in der ersten Gehäusekammer 101 mit einem Sensoranschluss 106 in der zweiten Gehäusekammer 102 elektrisch verbindet.
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Die Abdichtung der ersten Gehäusekammer 101 und die Leitungsführung in die zweite Gehäusekammer 102 erfolgt hierbei über den in 2 sichtbaren umlaufenden Dichtrahmen 107. Dabei ist im Bereich der Gehäusetrennwand 103 an dem Dichtrahmen 107 ein Vorsprung 108 vorgesehen, auf welchem die Flexfolie 105 aus der Trockenkammer 101 hinausführt. Der Dichtrahmen 107 trennt die erste Gehäusekammer 101 und die zweite Gehäusekammer 102 voneinander mediendicht. Eine solche umlaufende, rahmenförmige Dichtung 107 ist jedoch sehr kostenintensiv.
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3 und 4 zeigen dreidimensionale Darstellungen einer ersten Ausgestaltung einer vorgeschlagenen Verbindungsanordnung 11. Diese dient zur mediendichten elektrischen Verbindung einer ersten Gehäusekammer 1 und einer zweiten Gehäusekammer 2 eines Steuergeräts. Die Gehäusekammern 1, 2 sind in einem Gehäuse des Steuergeräts untergebracht.
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Dabei ist die erste Gehäusekammer 1 als Trockenkammer und die zweite Gehäusekammer 2 als Feuchtkammer ausgebildet. Die erste Gehäusekammer 1 enthält als ersten elektrischen Kontaktpartner insbesondere eine Leiterplatte 4, welche unter anderem mit einem Microcontroller bestückt sein kann. Die zweite Gehäusekammer 2 enthält einen zweiten elektrischen Kontaktpartner, wie insbesondere mindestens einen elektrischen Anschluss 6. Der Anschluss 6 kann beispielsweise als Anschlussstecker für einen Sensor ausgebildet sein.
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Ferner ist eine Gehäusetrennwand 3 vorgesehen, welche die erste Gehäusekammer 1 und die zweite Gehäusekammer 2 voneinander trennt. Die Wandungen der einzelnen Gehäusekammern 1, 2 als auch die Gehäusetrennwand 3 können dabei als ein Guss ausgebildet sein.
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Eine in 3 sichtbare offene Oberseite des Steuergerätgehäuses, das die Gehäusekammern 1, 2 ausbildet, wird in üblicher Weise geschlossen, beispielsweise durch einen Gehäusedeckel oder dadurch, dass das Steuergerätgehäuse mit dieser Oberseite an ein anderes, übergeordnetes Gehäuse angebracht wird, wie beispielsweise an ein Antriebsaggregat oder an ein Getriebe. Die der Oberseite gegenüberliegende Unterseite des Steuergerätgehäuses kann bereits durch die Wandung des Gehäuses geschlossen ausgebildet sein.
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Ferner ist eine beispielhaft als Flexfolie ausgebildete elektrische Leitung 5 vorgesehen, zum elektrischen Verbinden des ersten elektrischen Kontaktpartners 6 und des zweiten elektrischen Kontaktpartners 4. Die elektrische Leitung 5 ist entlang ihrer Erstreckung in Längsrichtung insbesondere mit einem elektrischen Isolationsmaterial ausgestattet, wie beispielsweise Isolierlack oder einer üblichen Kabelummantelung.
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Ferner weist die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung 11 einen Durchbruch auf, welcher durch die Gehäusetrennwand 3 verläuft. Darin ist die elektrische Leitung 5 eingefädelt. Die elektrische Leitung 5 weist im Bereich des Durchbruches eine lokale (zusätzliche) Ummantelung 8 auf. Die Ummantelung 8 bildet eine lokale Verdickung und dient zur Abdichtung des Durchbruchs in der Gehäusetrennwand 3, sodass die Mediendichtigkeit der ersten Gehäusekammer 1 weiterhin gegeben ist. Die Ummantelung 8 ist insbesondere als eine Umspritzung der elektrischen Leitung 5 ausgebildet.
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Um eine feste Verbindung der Ummantelung 8 mit der elektrischen Leitung 5 zu erzielen, kann diese Ummantelung 8 aus einem Kunststoff sein, welcher einen geeigneten ersten, relativ geringen Härtegrad aufweist. Ein solcher Kunststoff kann beispielsweise ein Schmelzklebstoff sein. Ferner kann der Kunststoff mittels einem Niederdruckverfahren auf die Leitung 5 aufgebracht sein.
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Die Ummantelung 8 verfügt vorzugsweise über eine Dichtigkeit gegenüber Medien, insbesondere eine Wasser, Öl- und Dampfdichtigkeit. Die Ummantelung 8 verfügt insbesondere auch über eine gute Plastizität und eine gute Anbindung an die elektrische Leitung 5.
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Um den Bereich der Ummantelung 8 möglichst klein zu halten und diese auch gezielt in dem Durchbruch anzubringen, weist der ummantelte Bereich der elektrischen Leitung 5 ein Anschlagelement 9 auf. Dabei ist dieses Anschlagelement 9 am Anfang der Ummantelung 8 angeordnet, wobei der Anfang in einer Durchführungsrichtung D (siehe 6) ausgebildet ist. Dabei ist die Durchführungsrichtung D diejenige Richtung, in der die elektrische Leitung 5 bei ihrer Montage im Gehäuse durch den Durchbruch hindurch gefädelt wird. Durch das Anschlagelement 9 kann somit ein Stopp erzielt werden, wenn sich die Ummantelung 8 in der richtigen Endposition im Durchbruch befindet. Dadurch wird sichergestellt, dass die Ummantelung 8 sicher im Durchbruch angeordnet ist und der Durchbruch damit abgedichtet ist.
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Durch die Beschränkung der Ummantelung 8 auf den Bereich des Durchbruches kann die Flexibilität der elektrischen Leitung 5 erhalten bleiben und gleichzeitig eine Abdichtung dieser Verbindungsstelle der Gehäusekammern 1, 2 gewährleistet werden.
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Ferner kann eine Korrektur bei der Montage der elektrischen Leitung 5 und auch eine einfache Demontage vorgenommen werden, ohne dass das Gehäuse oder die elektrische Leitung 5 zerstört werden braucht. Das Anschlagelement 9 liegt direkt an der Gehäusetrennwand 3 an. Das Anschlagelement 9 und die Ummantelung 8 können einstückig gefertigt sein, beispielsweise gemeinsam mittels eines Niederdruckverfahrens.
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Ferner kann die Ummantelung 8 eine Nut 10 aufweisen. Dabei ist die Nut 10 mittig oder gegenüberliegend des Anschlagelements 9 in der Ummantelung 8 angeordnet.
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4 zeigt die Nut 10 mit dem entsprechenden Anschlagelement 9, als auch die Ummantelung 8. Dabei ist die Nut 10 umlaufend in der Ummantelung 8 angeordnet. In der Nut 10 kann zur Abdichtung ein Dichtungsring, wie beispielsweise ein O-Ring, angeordnet sein, siehe beispielsweise 5.
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5 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung Teile einer anderen Verbindungsanordnung, die analog zur Ausführung nach 3 und 4 eine Nut 10 mit einem darin angeordneten Dichtungsring 12, ein Anschlagelement 9 und eine Ummantelung 8 aufweist. Durch die Nut 10 kann der Dichtungsring 12 in der Ummantelung 8 fixiert sein, wobei die Nut 10 als auch der Dichtungsring 12 auf die Höhe des Durchbruches abgestimmt sind. Dadurch, dass der Dichtungsring 12 im eingebauten Zustand zwischen Ummantelung 8 und Durchbruch eingeklemmt wird, kann die Dichtwirkung verstärkt werden.
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6 zeigt in einer Schnittdarstellung durch Teile der Verbindungsanordnung nach 5. Hier ist gut der Durchbruch 7 in der Gehäusetrennwand 3 sichtbar. Die elektrische Leitung 5 ist hierbei mit der Ummantelung 8 als auch der Nut 10 und dem Dichtungsring 12 von Seiten der zweiten Gehäusekammer 2 in den Durchbruch 7 in Richtung erste Gehäusekammer 1 eingefädelt. Das Bezugszeichen D zeigt diese Durchführungsrichtung der elektrischen Leitung 5 durch den Durchbruch 7 an. Das Anschlagelement 9 liegt somit auf der Seite der zweiten Gehäusekammer 2 an der Gehäusetrennwand 3 an. Das Anschlagselement 9 kann einteilig mit der Ummantelung 8 ausgebildet sein.
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Auf diese Weise kann eine einfache Abdichtung des Durchbruches 7 gewährleistet werden. Damit lassen sich Kosten sparen. Ferner kann eine Korrektur bei der Montage als auch eine Demontage vorgenommen werden, ohne dass das Gehäuse und somit das gesamte Bauteil als auch die elektrische Leitung 5 zerstört werden brauchen.
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Zur sichereren Befestigung der Ummantelung 8 in dem Durchbruch 7 kann ein Fixierelement vorgesehen sein. In 7 bis 10 sind bevorzugte Ausführungsformen für solche Fixierelemente 13, 14 sichtbar.
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7 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer weiteren Verbindungsanordnung mit einem Fixierelement 13 in Form eines Haltebügels 13. Im Übrigen kann die Verbindungsanordnung derjenigen aus 3 entsprechen. Das Fixierelement 13 ist hierbei vor dem Anschlagelement 9 in Durchführungsrichtung angeordnet ist. Durch das Fixierelement 13 wird eine Fixierung und Anpressung des Anschlagelements 9 an die Gehäusetrennwand 3 bewirkt. Somit sind auch die Ummantelung und die elektrische Leitung 5 verrutschsicher in dem Durchbruch fixiert. Dies kann die Lebensdauer der Verbindungsanordnung erhöhen, auch bei extremer oder andauernder Beanspruchung.
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Das Fixierelement 13 kann aus Kunststoff gebildet sein. Dann kann es direkt zusammen mit dem Anschlagelement 9 und/oder der Ummantelung hergestellt sein, oder es kann nachträglich daran angespritzt werden. Alternativ kann das Fixierelement 13 ein separates Bauteil bilden, das erst nach dem Einfädeln der elektrischen Leitung 5 und dem Einführen der Ummantelung in den Durchbruch montiert wird.
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Zum Befestigen des Fixierelements 13 können an der Gehäusetrennwand 3 die Halteelemente 15, wie beispielsweise Einsteckhülsen oder Rastnuten, vorgesehen sein. Diese Halteelemente 15 können somit als eine Art Bodenanker für das Fixierelement 13 ausgebildet sein.
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8 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Verbindungsanordnung mit einem als Haltebügel ausgebildeten Fixierelement 14. Hierbei bildet das Fixierelement 14 ein separates Bauteil. Im Unterschied zum Fixierelement 13 aus 7 ist das Fixierelement 14 aus 8 drahtförmig ausgebildet. Das Fixierelement 14 kann aus Metall, beispielsweise Federstahl, ausgebildet sein. Das Fixierelement 14 kann somit aus einem in die geeignete Form gebogenen Draht bestehen, insbesondere aus Federdraht. Auch hierbei kann das Fixierelement 14 durch passende Halteelemente 15 im Gehäuse befestigt sein.
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Alternativ kann das Fixierelement 14 als Schnapphaken ausgebildet sein. Auch damit ist eine sicherere Befestigung der Ummantelung im Durchbruch möglich.
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9 und 10 zeigen ein solches Fixierelement 14, das als Schnapphaken ausgebildet ist. Das Fixierelement 14 ist hier unmittelbar an dem Anschlagelement 9 angeordnet. Dadurch kann das Fixierelement 14 zusammen mit der Ummantelung 8 ausgebildet sein, oder es kann zusammen mit einer Anspritzung 16 ausgebildet sein, die an oder auf die Ummantelung 8 aufgebracht ist. Nähere Details zu der Anspritzung 16 sind mit Bezug auf 11 weiter unten erläutert.
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Durch die in 9 und 10 gezeigte Ausbildung des Fixierelements 14 kann eine Durchführung der elektrischen Leitung 5 nachträglich durch das Anschlagelement 9 ermöglicht werden. Das Fixierelement 14 besteht hierbei aus zwei Armen, die jeweils mit einem hakenförmigen Ende ausgebildet sind. Diese Arme stehen beiderseits des Anschlagelements 9 vom eigentlichen Anschlagelement 9 ab. Im montierten Zustand greifen diese Arme des Fixierelements 14 in ein jeweils zugehöriges Halteelement 17.
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10 zeigt das als Schnapphakten ausgebildete Fixierelement 14 im montierten Zustand. Die Enden der beiden Arme des Fixierelements 14 sind hierbei jeweils in ein passendes Halteelement 17 (hier beispielhaft eine Rastnut) am oder im Bereich der Gehäusetrennwand 3 auf Seiten der zweiten Gehäusekammer 2 eingeschnappt. Durch dieses Einschnappen des Fixierelements 14 in die Halteelemente 17 und die daraus resultierende Anpressung des Anschlagelements 9 an die Gehäusetrennwand 3 kann im Betrieb der Verbindungsanordnung eine sicherere und dichte Befestigung der Ummantelung im Durchbruch 7 bewerkstelligt werden.
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11 zeigt schematisch in einer dreidimensionalen Darstellung Teile einer weiteren Ausbildung einer Verbindungsanordnung 11a. Die Verbindungsanordnung weist die elektrische Leitung 5 auf, die im Bereich des Durchbruches über die lokale Ummantelung 8 verfügt.
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Um eine Verbindung der Ummantelung 8 mit der elektrischen Leitung 5 zu erzielen, kann diese Ummantelung 8 aus einem ersten Kunststoff gebildet sein. Dieser erste Kunststoff weist einen geeigneten ersten Härtegrad auf, derart dass eine ausreichend dichte und feste Anbindung zwischen Ummantelung 8 und elektrischer Leitung 5 gewährleistet ist. Ein solcher erster Kunststoff kann beispielsweise ein Schmelzklebstoff sein. Ein solcher Kunststoff kann mittels eines Niederdruckverfahrens auf die Leitung 5 aufgebracht sein, um die Ummantelung 8 zu bilden.
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Außerdem ist an oder auf der Ummantelung 8 die umlaufende Anspritzung 16 vorhanden. Diese wird insbesondere durch einen weiteren Spritzguss gebildet. Diese Anspritzung 16 besteht insbesondere aus einem Kunststoff mit einem zweiten, höheren Härtegrad als die Ummantelung 8. Die Anspritzung 16 verbindet sich als weiterer Kunststoff mit der Ummantelung 8. Durch das Anbringen eines Kunststoffs mit einem höheren Härtegrad kann eine dauerhafte Fixierung in dem Durchbruch der Gehäusetrennwand erzielt werden. Ein Verrutschen oder Wegrutschen, beispielsweise durch Wegfließen des weicheren Kunststoffes unter extremer Belastung, kann somit dauerhaft verhindert werden.
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Sowohl die Anspritzung 16 als auch die Ummantelung 8 kann durch eine Nachumspritzung auf die elektrischen Leitung 5 aufgebracht werden.
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Die Ummantelung 8 wird vorzugsweise mit einem Niederdruckverfahren aufgebracht. Die Anspritzung 16 (Nachspritzen) wird darauffolgend vorzugsweise mit einem Hochdruckverfahren aufgebracht. Durch dieses Nachspritzen kann eine einfache Montage der Verbindungsanordnung 11a gewährleistet werden.
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Insbesondere ist die Ummantelung 8 aus einem Schmelzklebstoff und die Anspritzung 16 aus einem Thermoplast gebildet. Andere geeignete Kunststoffe können ebenfalls herangezogen werden.
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Die Anspritzung 16 kann die umlaufende Nut 10 aufweisen, in der der Dichtungsring 12 angeordnet ist.
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Ferner ist das Anschlagelement 9 vorhanden, welches bevorzugt einteilig mit der Anspritzung 16 ausgebildet ist. Das Anschlagelement 9 kann dann zusammen mit der Anspritzung 16 erzeugt werden.
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Ferner kann bei der Ausführungsform nach 11 das bereits erläuterte Fixierelement 13 oder 14 zum Einsatz kommen.
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Im Übrigen gelten zur 11 die Erläuterungen zu den anderen Ausführungsformen gemäß 3 bis 10.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- erste Gehäusekammer
- 102
- zweite Gehäusekammer
- 103
- Gehäusetrennwand
- 104
- Leiterplatte
- 105
- Flexfolie
- 106
- Sensoranschluss
- 107
- Dichtrahmen
- 108
- Vorsprung
- 1
- Gehäusekammer
- 2
- Gehäusekammer
- 3
- Gehäusetrennwand
- 4
- elektrischer Kontaktpartner
- 5
- elektrische Leitung
- 6
- elektrischer Kontaktpartner
- 7
- Durchbruch
- 8
- Ummantelung
- 9
- Anschlagelement
- 10
- Nut
- 11
- Verbindungsanordnung
- 11a
- Verbindungsanordnung
- 12
- Dichtungsring
- 13
- Fixierelement
- 14
- Fixierelement
- 15
- Halteelement
- 16
- Anspritzung
- 17
- Halteelement
- D
- Durchführungsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10115693 A1 [0005]
- DE 102013215227 A1 [0006]