CN109983854B

CN109983854B - 载体组件，特别是汽车控制装置的载体组件

Info

Publication number: CN109983854B
Application number: CN201780071880.3A
Authority: CN
Inventors: M·莫勒; G·斯拉沃夫; M·杰斯尔曼; D·柯雷卡; R·申克
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-11-23
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2021-01-08
Anticipated expiration: 2037-11-08
Also published as: EP3545730B1; DE102016223167A1; WO2018095735A1; CN109983854A; EP3545730A1

Abstract

本发明涉及一种载体组件，特别是控制装置的壳体组件，包括：主体(2)，具有通孔(3)、第一外侧(21)和第二外侧(22)；插入件(5)，仅部分地被主体(2)的材料包围，并且横向于通孔的开口方向地延伸通过通孔(3)；其中插入件被布置在通孔(3)中，使得插入件(5)的上侧(50)具有到第一外侧(21)的第一距离(A1)，并且插入件(5)的下侧(51)具有到第二外侧(22)的第二距离(A2)；由第一材料制成的第一密封元件(7)，该第一密封元件被布置在通孔(3)中，并且直接与插入件(5)接触；由第二材料制成的第二密封元件(8)，该第二密封元件被布置在通孔(3)中，并且直接与所述插入件(5)接触；其中，第一密封元件(7)和第二密封元件(8)在通孔(3)中的接触区域(9)处彼此接触，并且在插入件的圆周方向上完全包围插入件(5)。

Description

载体组件，特别是汽车控制装置的载体组件

技术领域

本发明涉及一种载体组件，特别是一种具有改进的密封的汽车控制装置的壳体组件或类似组件，以及涉及这种控制装置和制造方法。

背景技术

在汽车控制装置或类似装置中使用载体组件，该载体组件通常具有基于铜的插入件，该插入件通过塑料封装。在这种情况下，该插入件被用于生产布置在控制装置内部的电子部件与外部世界的电连接(例如电端子)。因为该插入件被引出载体组件，特别是在温度变化的情况下(例如突然冷却)存在这样的风险，该控制装置的内部产生负压力。由于该负压力存在这样的风险，作用在控制器外侧的有害介质(如盐水或其它液体)沿着插入件进入控制装置的内部。已经确定这是可能的，由于塑料注塑，包覆成型的塑料在插入件上的粘附性较差，因此在插入件和塑料之间可存在最小的间隙。因此，存在这样的风险，车辆控制装置的使用寿命大大减少，特别是当侵蚀性介质沿着插入件的微小间隙被吸入。从DE10340974 A1中已知一种控制装置，提出了一种用于密封导体电路的密封胶。结合印模状盖子，实现控制装置的介质密封，其中密封胶密封在盖子和底板之间。原则上，这种密封已经被证明有用，但制造起来相对费时且昂贵。此外，在制造过程中确定盖子和底板之间的空腔的确切密封胶的量是相对困难的。如果密封胶的量太低，则存在不安全密封的风险。如果密封胶的量太大，则存在损坏控制装置的风险，因为在放置盖子时会挤出密封胶。

发明内容

根据本发明的载体组件(特别是汽车控制装置的壳体组件)具有以下优点，可以在插入件上实现低成本且易于实施并且对介质可靠密封的载体组件，该插入件由载体组件的主体的材料部分地包围。这将通过本发明实现，使得载体组件具有主体，主体具有通孔、第一外侧和第二外侧。插入件被布置在主体中，该插入件仅部分地被主体的材料包围。插入件横向于通孔的开口方向地延伸通过通孔。在通孔中，插入件没有被载体组件的主体的材料包围。在这种情况下，插入件的部分区域被布置在通孔中，使得插入件的上侧具有到主体的第一外侧的第一距离，并且插入件的下侧具有到主体的第二外侧的第二距离。该载体组件还包括：第一密封元件，布置在通孔中并且直接与插入件接触；第二密封元件，布置在通孔中并且直接与插入件接触。在这种情况下，第一密封元件和第二密封元件在通孔中彼此接触，并且插入件被第一密封元件和第二密封元件完全包围。因此，通孔中的插入件可以通过第一密封元件和第二密封元件气密密封。这可以防止有害液体(例如盐水等)沿着插入件渗透到载体组件的内部，或者防止在控制器等内部存在负压力的情况下被吸入内部。这显著地延长了安装有根据本发明的载体组件的装置的寿命，特别是汽车控制装置的寿命。使用两种不同的密封元件能够实现特别低成本的生产，这可以确保插入件在通孔中的气密密封。

本发明还给出了优选改进。

优选地，第一密封元件的第一材料具有比第二密封元件的第二材料更高的粘度。通过密封元件的两种材料的不同的粘度特性，在制造密封元件时，可首先将第一密封剂引入通孔中，该密封剂部分地填充通孔，然后在第二步骤中，将第二密封剂引入通孔中的剩余自由空间中。通过第二密封剂的较低粘度能够确保第二密封剂可以容易地流入剩余的自由空间，因此可以提供与第一密封剂和插入件的紧密接触。第一材料的较高粘度使得第一密封元件可靠地布置在通孔中。因此，该粘度将在材料固化之前确定。

更优选地，通孔具有台阶，第一密封元件抵靠该台阶。通过伸出台阶，使得明显更容易在通孔引入第一密封元件，因为密封元件也可以支撑在台阶上。因此，在生产载体组件的第一步骤中，引入第一密封元件的第一材料，使得该材料接触插入件和台阶。这确保了第一密封元件的可靠布置。特别优选地，台阶围绕通孔的圆周完全周向地布置。因此，第一密封元件沿着通孔圆周通过台阶具有的支撑表面，使得台阶和插入件之间的剩余间隙相对较小，使得不存在以下风险：将第一密封元件的第一材料引入通孔时，第一材料流入通孔和插入件之间的中间空间中。特别地，第一材料的高粘度在此是有帮助的。

优选地，该插入件具有四边形的横截面，特别是矩形的横截面。这里，优选地，第一密封元件与插入件的第一平面完全接触，和/或第二密封元件与插入件的第二平面、第三平面和第四平面完全接触。优选地，第一密封元件仅接触插入件的第一平面，并且第二密封元件接触插入件的第二平面、第三平面和第四平面。因此，通过将密封体分成两个密封元件，在插入件的四边形横截面处(特别是在插入件的角部)能够实现安全的密封。应该注意的是，第一密封元件也可以不仅仅与插入件的第一平面接触，例如与插入件的第三平面和第四平面的部分区域(特别是窄侧)接触，以及第二密封元件与第三平面和第四平面的其余部分以及与第一平面相对的第二平面接触。

更优选地，插入件布置在通孔的中央。也就是说，插入件到第一外侧的第一距离等于插入件到第二外侧的第二距离。

更优选地，插入件从主体中被引出。特别优选地，插入件是电导轨等。更优选地，插入件在从主体引出的区域中具有用于电接触的电连接区域等。

根据本发明的特别优选的实施例，插入件包括铜或完全由铜制成，并且第一密封元件的第一材料和第二密封元件的第二材料均包括硅树脂。这种材料组合具有特别的优点，即存在于插入件的外圆周上的氧化铜与密封元件的第一材料和第二材料的硅树脂形成化学连接。这导致插入件和两个密封元件之间材料锁合的连接。这确保了密封元件对插入件的气密密封。

优选地，载体组件的主体是注塑成型体，特别地由塑料材料制成。该注塑成型体通过注塑成型制造，其中插入件在注塑成型之前插入相应的模具中。

根据本发明的另一优选实施例，载体组件包括第一插入件和第二插入件，其中第一插入件和第二插入件的相应的部分区域被布置在共同的通孔中。当多个插入件被布置在一个通孔中时，这具有特别的制造工艺优点。优选地，从载体组件引出到外侧的所有插入件被布置在主体中的共同的通孔中。结果，插入件的密封在通孔中仅需提供一次。

进一步优选地，在共同的通孔中布置两个或更多个插入件时，插入件被布置在同一平面上或不同平面上。

本发明还涉及一种控制装置，包括根据本发明的载体组件。特别优选的是包括根据本发明的载体组件的控制装置是汽车控制装置。

此外，本发明涉及一种用于制造载体组件的方法。该方法包括步骤：将插入件插入到注塑模具中；部分地对插入件进行注塑包封以制造注塑成型体，其中插入件在通孔中的部分区域保持暴露，即不被注塑包封。在下一步骤中，将第一密封元件的第一材料引入通孔中，使得插入件的第一部分区域被第一密封材料覆盖，并且通孔未被第一密封材料完全填满。在下一步骤中，将第二密封材料引入通孔中的剩余容积中，其中第二密封材料形成第二密封元件，该第二密封元件覆盖插入件的尚未被覆盖的部分。第一密封材料和第二密封材料将插入件完全包围在通孔中，其中插入件的圆周的部分区域被第一密封材料覆盖，而剩余的部分区域被第二密封材料覆盖。

优选地，在该方法中，在引入第一密封材料之后，可以进行固化第一密封材料的步骤。优选地，在引入第二密封材料之后，可以进行固化第二密封材料的另一步骤。固化第一密封材料和第二密封材料也可以同时进行。

优选地，第一密封材料和第二密封材料的粘度不同，其中优选地，第一密封材料具有比第二密封材料更高的粘度。特别地，第一密封材料是粘性的，第二密封材料是易于流动的。

优选地，高粘性的第一密封材料的动态粘度在20℃时位于160至200Pa*s的范围内，特别是180Pa*s。更优选地，低粘性的第二密封材料的动态粘度在20℃时位于0.1至2Pa*s的范围内，并且优选为1Pa*s。

附图说明

在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。在图中，相同或功能相同的部件用相同的附图标记表示。其中：

图1示出了根据本发明的第一优选实施例的载体组件的部分区域的示意性剖视图；

图2示出了图1的载体组件的部分区域的示意性俯视图；

图3从第一侧示出了不包括密封元件的载体组件的示意性局部视图；

图4从第二侧示出了不包括密封元件的载体组件的示意性局部视图；

图5示出了用于说明根据本发明的方法的示意性描述；

图6示出了根据本发明的第二实施例的载体组件的示意性剖视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的第一优选实施例的载体组件1的示意性截面。载体组件是汽车控制装置的壳体的部分。

载体组件1包括主体2，该主体2是注塑成型体。通孔3被构造在主体2中。主体2具有第一外侧21和第二外侧22。第一外侧和第二外侧基本上彼此平行。

载体组件1还包括插入件5，在该实施例中，插入件5具有矩形的横截面。插入件5是用于电流传导的部件，优选完全由铜制成。

特别地，从图2至图4中可以看出，插入件5延伸穿过通孔3。在这种情况下，插入件5横向于通孔3的开口方向延伸。

从图2中可以看出，插入件5布置在主体2中，使得插入件5从主体引出。在该示例性实施例中，插入件5具有位于载体组件内部的第一连接区域54和从主体2引出的第二连接区域55。例如，第二连接区域55用于电接触，使得通过插入件5可以实现与第一连接54电连接的电子部件的供电。

因此，插入件5仅部分地被主体2的材料(通常是塑料材料)包围。

从图1中可以进一步看出，插入件5布置在通孔3中，使得插入件5的上侧50布置在距第一外侧21的第一距离A1处。插入件5的下侧51布置在距主体2的第二外侧22的第二距离A2处。在该实施例中，第一距离A1和第二距离A2选择为不同的，但距离也可以相等。

载体组件1还包括由第一材料制成的第一密封元件和由第二材料制成的第二密封元件。密封元件的两种材料是不同的。第一密封元件7布置在通孔3中，并且直接与插入件5接触。第二密封元件8同样布置在通孔3中，并且同样与插入件5接触。因此，两个密封元件7、8和插入件5完全填充通孔3，如图1所示。

如图1中进一步所示，第一密封元件7和第二密封元件8在插入件的圆周方向上完全包围插入件5。由于插入件5布置在距通孔3的横向距离处，因此在第一密封元件7和第二密封元件8之间还存在接触区域9。因此，第一密封元件7和第二密封元件8一起共同包围插入件5，其中插入件的部分区域相应地通过密封元件7、8在圆周方向上被包围。

如上所述，第一密封元件7和第二密封元件8由不同的材料制成。在这种情况下，第一和第二密封元件的第一和第二材料各自具有硅树脂成分。

此外，密封元件7、8的两种材料具有不同的粘度。在这种情况下，选择第一密封元件7的第一材料，使得其具有高粘度，并且第二密封元件8的第二材料具有比第一材料低的粘度。这对于制造工艺特别重要，因为通过选择具有不同粘度的密封元件7、8的材料可以显著地简化生产。粘度在引入通孔之前确定。

从图1中可以进一步看出，通孔3具有台阶4。如图3和图4所示，台阶4围绕通孔3的外周边布置。台阶4在载体组件的制造期间用作支撑区域，以便将第一密封元件7的材料量保持在预定位置。特别地，通过台阶4防止第一密封元件7的第一材料进入插入件5和通孔3的壁面之间的中间区域。

因此，第一密封元件7在上侧50(第一侧面)上完全接触插入构件5，并且第二密封元件8完全接触下侧51(第二侧面)、横向第三侧面52和横向第四侧面53。因此，可以实现插入件5和两个密封元件7、8之间的气密密封。

此外，由于在插入件5的外侧上存在氧化铜，并且两个密封元件7、8的第一材料和第二材料均包括硅树脂，因此还存在密封元件7、8的硅树脂组分与氧化铜之间的化学连接的优点。因此，可以实现两个密封元件7、8和插入件5之间的材料锁合连接，由此可以确保气密密封。

特别地从图1和图2中可以看出，第一密封元件7和第二密封元件布置在通孔3中，使得可以实现注塑成型体2的第一外侧21和第二外侧22的齐平连接。

参考图3至图5，将详细描述根据本发明的方法。在第一步骤中，将插入件5插入注塑模具(未示出)中。随后，部分地对插入件5进行注塑包封以用于制造注塑成型体2，其中插入件5在通孔3中的部分区域保持暴露。也就是说，插入件5在通孔3中没有被注塑包封，如图3和图4所示。

在该实施例中，由于插入件5用于供电和/或用于数据交换，因此插入件5被插入注塑模具中，使得稍后第二连接区域55位于注塑成型体2的外部。

由于通过注塑包封插入件5，通常在插入件5上不会发生注入塑料的充分粘附，并且在它们之间可能出现最小间隙，因此必须提供密封元件，该密封元件根据本发明布置在通孔3的区域中。这里，第一密封元件7的第一材料被引入通孔的部分容积中，使得第一材料封闭通孔3，并且仍然保留尚未填充的第二部分容积3'。该状态如图5所示。

第一密封元件7的第一材料具有高粘度，从而避免第一材料进入插入件5和通孔3的壁区域之间的间隙。为了简单地施加第一材料，首先将其施加到台阶4上，然后作为焊道施加在插入件5的上侧50及其他边缘区域。

优选地，固化第一材料以构成第一密封元件7。然而，也可以选择第一材料使得其具有较高的粘度，并且与构成第二密封元件8的第二材料一起固化。

在引入第一材料之后，引入第二密封元件8的第二材料。这里，组件可以优选地转动180°，如图5所示，从而将第二材料引入向上的开口中。这在图5中由箭头80表示。

第二材料具有比第一材料更低的粘度，使得第二材料能够容易地在通孔3的角部区域中流动。在第二材料将通孔的剩余的空置的第二部分容积3'填充之后，进行第二材料的硬化。如上所述，固化步骤可以以这样的方式进行，使得密封元件7、8的两种材料可以在一个步骤中同时固化。固化可以例如通过UV照射或加热等进行。

因此，在根据本发明的构思中，在插入件5的封装期间，有意地保持通孔3暴露，这能够实现在该通孔3处的插入件5和注塑成型体2之间的密封。有针对性地，密封通过两种不同的密封材料实现。两种密封材料优选地基于硅树脂，从而能够与插入件形成化学连接，该插入件优选由铜制成。结果，可以安全地实现气密密封。因此，外部液体不会通过插入件5和注塑成型部件2之间的最小间隙进入诸如控制装置等的部件的内部。

图6示出了根据本发明的第二优选实施例的载体组件。

从图6中可以看出，第二实施例的载体组件包括两个插入件，即第一插入件5a和第二插入件5b。两个插入件5a和5b一起布置在通孔3中，彼此相距一定距离。从图6中可以看出，两个插入件5a、5b位于共同的平面E上，该共同平面E也是载体组件1的中间平面。如在第一实施例中那样，第一密封元件7和第二密封元件8完全包围插入件5a、5b以实现气密密封。在这种情况下，能够获得与第一实施例中相同的优点。而且，与第一实施例中制造载体组件的方法的不同之处在于，在注塑成型工艺之后插入两个插入件并且部分地布置在通孔3中。

还应注意，对于第二实施例，插入件5a、5b也可以布置在载体组件1内的不同平面处。

此外，对于第二实施例特别有利的是，在载体组件的外侧和内侧之间建立连接(特别是电连接和/或数据连接等)的所有插入件通过共同的通孔3，然后与第一密封元件7和第二密封元件8共同密封。因此，这样的组件特别是可以显著降低制造成本。

Claims

1.一种载体组件，包括：

-主体(2)，具有通孔(3)、第一外侧(21)和第二外侧(22)；

-插入件(5)，仅部分地被所述主体(2)的材料包围，并且横向于所述通孔的开口方向地延伸通过所述通孔(3)；

-其中，所述插入件被布置在所述通孔(3)中，使得所述插入件(5)的上侧(50)具有到所述第一外侧(21)的第一距离(A1)，并且所述插入件(5)的下侧(51)具有到所述第二外侧(22)的第二距离(A2)；

-由第一材料制成的第一密封元件(7)，所述第一密封元件被布置在所述通孔(3)中，并且直接与所述插入件(5)接触；

-由第二材料制成的第二密封元件(8)，所述第二密封元件被布置在所述通孔(3)中，并且直接与所述插入件(5)接触；

-其中，所述第一密封元件(7)和所述第二密封元件(8)在所述通孔(3)中的接触区域(9)处彼此接触，并且在所述插入件的圆周方向上完全包围所述插入件(5)。

2.根据权利要求1所述的载体组件，其中所述第一密封元件(7)的第一材料具有比所述第二密封元件(8)的第二材料更高的粘度。

3.根据权利要求1或2所述的载体组件，其中所述通孔(3)具有台阶(4)，所述第一密封元件(7)抵靠所述台阶(4)。

4.根据权利要求3所述的载体组件，其中所述台阶(4)完全地围绕所述通孔(3)的圆周。

5.根据权利要求1或2所述的载体组件，其中所述插入件(5)具有四边形的横截面。

6.根据权利要求5所述的载体组件，

其中所述第一密封元件(7)与所述插入件的第一平面(52)完全接触；和/或

其中所述第二密封元件(8)与所述插入件的第二平面(53)、第三平面(54)和第四平面(55)接触。

7.根据权利要求1或2所述的载体组件，其中所述第一距离(A1)等于所述第二距离(A2)。

8.根据权利要求1或2所述的载体组件，其中所述插入件(5)从所述主体(2)中引出。

9.根据权利要求1或2所述的载体组件，

其中所述插入件(5)包括铜，或者所述插入件(5)完全由铜制成；并且

其中所述第一密封元件(7)的第一材料和所述第二密封元件(8)的第二材料包括硅树脂。

10.根据权利要求1或2所述的载体组件，其中所述主体(2)是注塑成型体。

11.根据权利要求1或2所述的载体组件，至少包括第一插入件(5a)和第二插入件(5b)，其中所述插入件(5a、5b)的相应的部分区域被布置在共同的通孔(3)中。

12.根据权利要求8所述的载体组件，其中从所述主体(2)引出到外侧的所有插入件(5)被布置在共同的通孔(3)中。

13.根据权利要求11所述的载体组件，其中所述插入件(5a、5b)被布置在共同的平面(E)中或者被布置在不同的平面中。

14.根据权利要求1所述的载体组件，其中所述载体组件是控制装置的壳体组件。

15.根据权利要求1或2所述的载体组件，其中所述插入件(5)具有矩形的横截面。

16.根据权利要求1或2所述的载体组件，其中所述主体(2)是塑料注塑成型体。

17.一种控制装置，包括根据权利要求1至16中任一项所述的载体组件。

18.根据权利要求17所述的控制装置，其中所述控制装置是汽车控制装置。

19.一种用于制造载体组件(1)的方法，包括以下步骤：

-将至少一个插入件(5)插入注塑模具中；

-部分地对所述插入件(5)进行注塑包封以制造主体(2)，其中所述插入件(5)在所述主体(2)的通孔(3)中的部分区域保持暴露；

-将第一密封元件(7)的第一材料引入到所述通孔(3)中，使得所述插入件(5)的第一部分区域被所述第一材料覆盖，并且所述通孔(3)的部分容积(3')保持空置；

-将第二密封元件(8)的第二材料引入到所述通孔(3)的所述部分容积(3')中，使得所述插入件(5)未被所述第一材料覆盖的第二部分区域完全被所述第二密封元件的所述第二材料覆盖，并且所述插入件(5)被所述第一材料和所述第二材料完全包围。