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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Schutzgehäuse für eine Leiterplatte und insbesondere
ein derartiges Gehäuse
mit Abdichtungsmitteln.
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Schutzgehäuse von
diesem Typ werden insbesondere in der Automobilindustrie verwendet,
wo sie dazu bestimmt sind, eine oder mehrere elektronische Schaltungen
vor einer Verunreinigung durch Staubpartikel, die sich in der Umgebungsluft
befinden oder durch von der äußeren Umgebung
herrührende
Fluiden zu schützen.
Man begreift, dass es in der extremen Umgebung, die insbesondere
der Motorraum eines Kraftfahrzeugs darstellt, notwendig ist, jegliche
Rechenelektronik wirkungsvoll zu schützen, die sich dort zur Steuerung
von Ausrüstungsbestandteilen
des Fahrzeuges befindet (Motor, Antiblockiersystem der Räder, aktive
Aufhängung,
etc. ...).
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Ein
derartiges Gehäuse
beinhaltet im allgemeinen ein Bodenstück, in den eine Leiterplatte
mit elektronischer Schaltung eingesetzt ist, und einen Deckel, der
auf dem Bodenstück
durch Schraub- oder Nietverbindungen befestigt ist. Die Schaltung kommuniziert
nach außen
durch elektrische Verbindungsmittel, die das Bodenstück oder
den Deckel durchqueren. Um zum Schutz der Platte gegenüber elektromagnetischer
Strahlung, die von außen kommt
oder durch die Zündspule
des Fahrzeugs erzeugt wird, beizutragen, ist das Gehäuse im allgemeinen
aus Metall ausgeführt
und mit der Masse des Fahrzeugs verbunden.
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Eine
gebräuchliche
Art und Weise, die Platte zu schützen,
besteht darin, sie vollkommen mit einem Harz oder einem Schutzgel
zu ummanteln, welches in das Gehäuse
eingegossen wird. Dies hat den Nachteil, dass es, wenn die Platte
einmal in ihr Gehäuse
eingesetzt und in das Harz eingebettet ist, nicht mehr möglich ist,
sie daraus herauszunehmen und Reparaturen an ihr vorzunehmen. Darüber hinaus
sind diese Schutzmaterialien teuer.
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Es
ist ebenfalls üblich,
das Gehäuse
mit Hilfe von Dichtungsmitteln abzudichten, welche zwischen dem
Bodenstück
und dem Deckel und eventuell zwischen einer Trägerplatine der Verbindungsmittel
und dem Element des Gehäuses
(Bodenstück oder
Deckel) angeordnet wird, welches diese Platine trägt. Die
Installation dieser Dichtungen verkompliziert selbstverständlich die
Arbeitsgänge
beim Zusammenbau des Bodenstücks
des Gehäuses
mit der Leiterplatte und mit den Verbindungsmitteln, sowie das Einsetzen
des Deckels auf dem Bodenstück;
vgl. z. B. DE-A-195 05 123.
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Die
Erfindung hat daher das Ziel, diese Nachteile zu verbessern, indem
sie ein Schutzgehäuse
vom vorgenannten Typ bereitstellt, das gleichzeitig vollkommen dicht,
leicht zusammenzusetzen und in der Herstellung kostengünstig ist.
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Dieses
Ziel der Erfindung wird, ebenso wie weitere Ziele, die beim Studium
der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich werden, mit einem Schutzgehäuse für eine Leiterplatte
vom Typ umfassend ein Bodenstück
zum Aufnehmen der Platte, einen das Bodenstück schließenden Deckel, in einer Seitenwand
des Bodenstücks
eingesetzte Mittel zum Herstellen einer elektrischen Verbindung
zwischen der Schaltung und dem Gehäuseäußeren, und Mittel zum Abdichten
des Gehäuses
erreicht. Gemäß der Erfindung
umfassen die Dichtungsmittel erste und zweite Dichtungen aus einem
elastischen Material, welche zwischen die Verbindungsmittel und
das Bodenstück
des Gehäuses
bzw. zwischen das Bodenstück
und den Deckel gelegt sind, wobei die beiden Dichtungen an den äußersten
Enden einer zwischen dem Deckel und den Verbindungsmitteln gelegenen gemeinsamen
Dichtungslänge
durch Dichtungsabschnitte verbunden sind, die mit Abschrägungen ausgebildet
sind, wobei diese Abschnitte jeweils paarweise derart aufeinandergelegt
sind, dass sich eine konstante Gesamtdicke ergibt.
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Wie
man weiter unten sehen wird, erleichtern die Merkmale der Dichtungen
des Gehäuses
gemäß der Erfindung
die Montage der Leiterplatte und ihrer Verbindungsmittel auf dem
Bodenstück
des Gehäuses,
wobei die Abdichtung des Gehäuses
durch diese Dichtungen perfekt sichergestellt wird, einschließlich im
Bereich der schräg
geschnittenen Abschnitte der Dichtung.
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Vorteilhafterweise
ist die konstante Gesamtdicke der schräg geschnittenen und übereinander gelegten
Dichtungsabschnitte gleich der Dicke der zwischen das Bodenstück und den
Deckel gelegten Dichtung, um die Druckbeanspruchungen auf die auf dieser
Höhe angeordneten
Dichtungen zu homogenisieren.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der Winkel α der
Abschrägung
der Dichtungsabschnitte spitz.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung sind die beiden Dichtungen aus dem gleichen elastischen
Material ausgeführt,
welches selbstklebende Eigenschaften besitzt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung hervor, welche ausschließlich als Beispiel dienen soll
und sich auf die beiliegende Zeichnung bezieht. In der Zeichnung
zeigen:
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1 eine perspektivische Explosionsansicht
eines Schutzgehäuses
gemäß der Erfindung,
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2 einen Teil eines Querschnitts
entlang der Schnittlinie II-II der 1 in
vergrößertem Maßstab.
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Beim
Studium der 1 und 2 wird deutlich, dass die
dargestellte Ausführungsform
des Schutzgehäuses 1 gemäß der Erfindung
ein Bodenstück 2, Verbindungsmittel 3, 41 , 42 und
einen Deckel 5 umfasst. Die Verbindungsmittel werden z.
B. von zwei mit 41 , 42 bezeichneten Steckverbindern mit in
Reihe angeordneten Kontaktlamellen gebildet, die auf einer Platine 3 angebracht
sind, wobei die Mittel 3, 41 , 42 einen Einblocksatz bilden; die Verbindungsmittel
sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Gemäß der Erfindung
ist die Platine 3 komplementär zu einem Ausschnitt 6 einer
Seitenwand des Bodenstücks 2 ausgebildet,
damit sie in diesen eingesetzt werden kann und dabei diese Seitenwand
vervollständigt
und den Verbindungsmitteln (3, 41 , 42 ) ermöglicht, die Verbindung einer
im Inneren des Gehäuses 1 angeordneten Leiterplatte
mit Organen oder Ausrüstungsteilen
außerhalb
des Gehäuses 1 herzustellen.
Um dies zu erreichen, sind die Kontaktlamellen der Steckverbinder 41 und 42 auf
herkömmliche
Weise mit der Platte 7 verschweißt oder verlötet, welche
somit ein Ganzes mit den Verbindungsmitteln (3, 41 , 42 )
bildet.
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Das
Bodenstück 2 und
der Deckel 5 sind komplementär entsprechend einer geschlossenen Verbindungskontur
in der Nähe
des Randes des Deckels 5 aneinander angepasst. Der Deckel 5 ist
auf dem Bodenstück 2 durch
jegliche geeignete Mittel befestigt, z. B. durch Schrauben.
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Beim
Zusammenbau des erfindungsgemäßen Gehäuses hat
man drei separate Elemente: das Bodenstück 2, den Deckel 5 und
den durch die Platte 7 und die auf der Platte befestigten
Verbindungsmittel (3, 41 , 42 ) gebildeten Komplex. Selbstverständlich ist es
zum Sicherstellen der Dichtigkeit des Gehäuses zweckmäßig, diese Ele mente mit entlang
ihrer Verbindungsflächen
angeordneten Dichtungsmitteln auszustatten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfassen diese Dichtungsmittel eine erste auf die Platine 3 der
Verbindungsmittel gesetzte Dichtung 8 und eine zweite auf
die Kontur der Öffnung
des Bodenstücks 2 des
Gehäuses
gesetzte Dichtung 9.
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Die
erste Dichtung 8 weist die Form eines Rings aus einem elastischen
Material auf, der in einer Rille 10 mit geschlossener Kontur
untergebracht ist, welche in den Außenumfang der Platine 3 mündet. Die
zweite Dichtung 9 besteht ebenfalls aus einem elastischen
Material und ihre Kontur weist allgemein die Form eines U's auf, welches drei
benachbarten Rändern
des Deckels 5 des Gehäuses
entspricht. Diese letzte Dichtung ist in einer Rille 11 untergebracht,
welches gegenüber
dem Ausschnitt des Bodenstücks 2 des
Gehäuses
vertieft ist.
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Gemäß einem
Merkmal der vorliegenden Erfindung wird die Dichtigkeit der Verbindung
zwischen dem Bodenstück 2 und
dem Deckel 5 entlang des vierten Rands des Deckels 5,
der an die Platine 3 angrenzt, durch die Länge der
Dichtung 8 sichergestellt, welche auf dem Rand dieser Platin
gegenüber
dem Deckel 5 verläuft.
So vervollständigt
die erste Dichtung 8 in gewisser Weise die zweite Dichtung 9 durch eine „gemeinsame" Dichtungslänge, obgleich
letztere gänzlich
in der Dichtung 8 enthalten ist und auf der Platine 3 angebracht
ist.
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Es
empfiehlt sich offensichtlich, dass das Bodenstück 2 des Gehäuses und
die Platine 3 derart gestaltet sind, dass die Länge der
Dichtung 8, die die Dichtung 9 vervollständigt, nach
der Montage der Platine im Ausschnitt 6 des Gehäuses, eine
Außenseite
aufweist, die koplanar ist zu derjenigen der in der Rille 11 des
Bodenstücks 2 eingesetzten
Dichtung 9. Auf diese Weise liegt der Deckel 5 während der
Befestigung des Deckels 5 auf dem Bodenstück 2 eng
auf den beiden koplanaren Seiten der Dichtung 9 bzw. der
gemeinsamen Dichtungslänge
an.
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Die
Geometrien der beiden oben beschriebenen Dichtungen 8 und 9 und
ihre Anordnung in zwei im wesentlichen senkrecht aufeinander stehenden
Ebenen erleichtert den Zusammenbau und die Demontage des erfindungsgemäßen Gehäuses. Man
begreift nämlich,
dass die U-Form der Dichtung 9 vollkommen den Zugang des
Ausschnittes 6 des Gehäuses
für die
Trägerplatine 3 der
Steckverbinder 41 , 42 freigibt. Man kann also durch eine
Bewegung in einer Richtung senkrecht zum Bodenstück des Gehäuses gleichzeitig die Leiterplatte 7 auf
dem Bodenstück
des Gehäuses
und die Platine 3 in den Ausschnitt 6 des Gehäuses einbauen.
Um den Zusammenbau des Gehäuses
abzuschließen,
muss danach nur noch der Deckel 5 befestigt werden.
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Die
Ausbildung der am Deckel anliegenden Dichtungsmittel in zwei Teilen
erfordert, dass die Verbindung der äußeren Enden der Dichtung 9 mit
der Länge
der Dichtung 8, die diese auf der Höhe des Deckels 5 vervollständigt, vollkommen
dicht ist.
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Um
dies zu erreichen, überschneiden
sich die schräg
ausgebildeten Dichtungsabschnitte 121 , 122 mit den äußeren Enden der Dichtungslänge 8, während die äußeren Enden 131 , 132 der
Dichtung 9 ebenfalls schräg als komplementäre Dichtungsabschnitte
ausgebildet sind, so dass die einander gegenüberliegenden Dichtungsabschnitte
(121 , 131 ) und
(122 , 132 ),
die sich bei der Montage der Platine 3 auf dem mit der
Dichtung 9 ausgestatteten Bodenstück 2 überschneiden,
an ihren Orten eine Dichtung mit konstanter Dicke bilden.
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Vorteilhafterweise
ist diese konstante Dicke gleich der Dicke der Dichtungen 8 und 9 auf
der Höhe der
Verbindungsebene des Bodenstücks 2 und
des Deckels 5. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Material der
beiden Dichtungen das gleiche ist. Dadurch ist sichergestellt, dass,
nachdem man den Deckel 5 befestigt hat, der durch diesen
auf die Dichtungen ausgeübte
Druck gleichmäßig ist,
was für
die Dichtigkeit des Gehäuses
vorteilhaft ist.
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Diese
Dichtigkeit wird nochmals verstärkt, wenn
man für
die Dichtungen ein Material wählt,
welches selbstklebende Eigenschaften aufweist, denn so kann man
sich der Dichtigkeit der Schnittstellen der Dichtungsabschnitte 121 , 131 bzw. 122 , 132 sicher sein,
die an die äußeren Enden
der Dichtung 9 angehängt
sind. Im Hinblick darauf kann man ein Material aus einem Silikonelastomer
wählen,
bei welchem Migrationen von Molekülen durch derartige Schnittstellen
hindurch stattfinden, welche für
die Haftung der gegenüberliegenden
Flächen
von Vorteil sind.
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Vorteilhafterweise
wählt man
für den
Winkel α der
Abschrägung
der Dichtungsabschnitte 121 , 131 , 122 , 132 , einen sehr geschlossenen Winkel,
vorzugsweise im Bereich zwischen ungefähr 5° und ungefähr 35°. Ungleichmäßigkeiten der Oberflächen im
Hinblick auf diese Abschnitte, z. B. aufgrund von Fabrikationstoleranzen,
werden somit über
größere Längen dieser
Oberflächen
verteilt, was ihren Einfluss auf die Konstantheit der Gesamtdicke
der Dichtungen an den Stellen, wo diese Abschnitte sich überlappen,
verringert. Die Wahl eines spitzen Winkels ermöglicht eine Überlappung
der Dichtungen über
eine große
Länge,
so dass Fehler bei der Positionierung einer Dichtung in Bezug auf
die andere Dichtung keine Dichtungsfehler nach sich ziehen.
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Es
ist nunmehr offensichtlich, dass die Erfindung sehr wohl die gesetzten
Ziele erreicht, nämlich die
Bereitstellung eines vollkommen dichten Gehäuses durch Mittel, die kostengünstig und
gemäß einer einfachen
Prozedur zusammengebaut werden können,
was seinerseits die Herstellungskosten reduziert. Außerdem ist
das Gehäuse
nicht durch das Füllmaterial
verstopft, welches früher
die Dichtigkeit derartiger Gehäuse
gewährleistet
hat. Dieses stellt den Raum für
Leiterplatten frei und erleichtert die Demontage derselben.
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Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf die Anwendung bei Automobilelektronik beschränkt, welche
im obigen nur beispielhaft beschrieben wurde, und erstreckt sich
im Gegenteil auf alle Gehäuse, die
in einer Umgebung installiert werden müssen, in denen sich die darin
enthaltene Elektronik verschlechtern kann.