載置于機(jī)動交通工具上的控制單元具有電子部件,其設(shè)置在殼體中以便保護(hù)所述電子部件受到有害環(huán)境的影響。具體而言,在機(jī)動交通工具上可能存在升高的溫度、振動、水分、灰塵或腐蝕介質(zhì)。例如,當(dāng)機(jī)動交通工具在冬季道路狀況下在砂礫車道上行駛時,燃料、潤滑劑、液壓流體或者鹽霧可以屬于腐蝕介質(zhì)的類別。
殼體可以由輕金屬壓鑄制成。已經(jīng)證明的是,在機(jī)動交通工具上,在長期操作的情況下,這種殼體可能腐蝕到一定程度,使得所述殼體在某些情形下不再能夠確保對控制單元的保護(hù)。特別在殼體的接合部的區(qū)域中可能出現(xiàn)腐蝕,所述腐蝕滲入接合區(qū)域,從而最終發(fā)展到殼體的內(nèi)側(cè)。
眾所周知的是使用較高品級的輕金屬合金(例如銅比例降低的鋁合金)來避免該問題。然而,用于殼體的材料成本因此可能會增加。另一途徑是,借助于最佳化的清洗過程來清理殼體元件的將進(jìn)行接合操作的部位,以便提供最佳的粘結(jié)性能。然而,這種清洗過程是復(fù)雜的,并且可能增加殼體的制造成本。另外,通過清洗過程也不能確保完全中和掉殼體元件的表面上的所有污染物。
本發(fā)明的一個目的是提供一種改善的殼體,其具有特別而言不太容易腐蝕的接合部。本發(fā)明的再一目的是提供一種相應(yīng)的殼體制造方法。本發(fā)明借助于具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的殼體和制造方法來實(shí)現(xiàn)這些目的。從屬權(quán)利要求反映優(yōu)選實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明,用于載置于機(jī)動交通工具上的控制單元的殼體具有殼體元件和額外元件,所述額外元件附接至殼體元件,即特別而言固定至殼體元件。所述額外元件借助于接合技術(shù)附接至殼體元件,即特別而言以無接合層的方式或借助于接合層緊固至殼體元件。
殼體元件具有由輕金屬特別是由輕金屬壓鑄形成的主體。此外,所述殼體元件具有保護(hù)層,其設(shè)置在主體和與之接合的額外元件之間。保護(hù)層優(yōu)選直接毗鄰輕金屬主體。在借助于接合層例如借助于粘結(jié)劑層緊固額外元件的情況下,保護(hù)層特別而言不同于接合層,即所述保護(hù)層構(gòu)造成與接合層分離。
在無接合層緊固的情況下,額外元件特別而言直接毗鄰保護(hù)層。在借助于接合層進(jìn)行緊固的情況下,接合層特別而言直接毗鄰保護(hù)層。
通過保護(hù)層可獲得額外元件與殼體元件的特別良好的連接。因此,殼體在接合部的區(qū)域中可能在較小程度上發(fā)生腐蝕。具體而言,可以避免腐蝕對接合部的任何滲透。
額外元件與殼體元件的接合可以包括眾所周知的組裝、填充、壓配合、模制、成型、熔焊、錫焊/釬焊、基于紡織的接合或優(yōu)選的粘接。這些接合方式例如在當(dāng)前適用的DIN 8593中有詳細(xì)描述。
在一個設(shè)計(jì)實(shí)施例的情況下,保護(hù)層至少在一些部位施加至主體的面向額外元件的面。換言之,面向額外元件的面完全被保護(hù)層覆蓋,或者在一些部位被保護(hù)層覆蓋并且在一些部位不被保護(hù)層覆蓋。主體的表面的一部分優(yōu)選不被保護(hù)層覆蓋。這樣,能以成本有效方式制造殼體。
具體而言,在俯視面向額外元件的面時,保護(hù)表面優(yōu)選側(cè)向突出超過額外元件。在借助于接合層緊固額外元件的情況下,保護(hù)層優(yōu)選還側(cè)向突出超過接合層。具體而言,保護(hù)層的面向額外元件的表面的部分區(qū)域不被額外元件以及可選的接合層覆蓋,并且在一改進(jìn)情況下暴露在外。這樣,能實(shí)現(xiàn)特別良好地保護(hù)接合部免受腐蝕滲透。
在一個設(shè)計(jì)實(shí)施例的情況下,主體具有凹部,保護(hù)層構(gòu)造成以環(huán)繞方式圍繞凹部,并且額外元件覆蓋凹部。例如,保護(hù)層以環(huán)形方式圍繞凹部延伸。例如,在額外元件設(shè)置成以流體不透方式(即液體不透和/或氣體不透方式)覆蓋凹部的設(shè)計(jì)實(shí)施例的情況下,能由此實(shí)現(xiàn)接合部的特別良好的流體密封性。
保護(hù)層優(yōu)選具有金屬或合金,或由金屬或合金構(gòu)成。金屬或合金優(yōu)選施加至主體的表面,以形成保護(hù)層。
如果且當(dāng)額外元件具有金屬時,額外元件的金屬與殼體元件的金屬之間的接觸就耐蝕性而言可以是決定性的。例如,接觸元件(其在暴露于比如鹽水等電解質(zhì)時顯示出公知的腐蝕行為)可以由兩種不同的金屬形成。殼體就構(gòu)造而言可以構(gòu)造成使得腐蝕的進(jìn)展不易使得腐蝕降低或破壞殼體的保護(hù)效果。
在一個實(shí)施例中,保護(hù)層的金屬或合金在化學(xué)上比主體的輕金屬更貴重。具體而言,化學(xué)上不太貴重的材料趨于比其它材料更強(qiáng)烈地腐蝕。在該情況下,保護(hù)層可以實(shí)質(zhì)上薄于主體的壁厚,因?yàn)橹黧w在保護(hù)層之前腐蝕。由此,可以快速地且節(jié)約成本地施加保護(hù)層。
在另一實(shí)施例中,主體的輕金屬在化學(xué)上比保護(hù)層的金屬或合金更貴重。由此,保護(hù)層可以用作犧牲陽極。這樣可以有效地抑制主體的腐蝕,直到保護(hù)層被完全腐蝕。
金屬在化學(xué)上的貴重程度通常取決于金屬在pH值為7的水溶液中相對于氫電極的正常電位。
在又一實(shí)施例中,保護(hù)層的金屬對應(yīng)于主體的輕金屬的呈純凈形態(tài)的主要元素。保護(hù)層的金屬優(yōu)選純凈得使得其實(shí)際上不再包含其它物質(zhì)造成的污染物。由此,保護(hù)層可以相對較輕易地附接至殼體元件的表面。通過金屬的純凈性可以促進(jìn)保護(hù)層與額外元件之間的連接。
在一個特別優(yōu)選的實(shí)施例中,輕金屬特別是輕金屬壓鑄件是鋁合金,并且金屬是純鋁。由此,可以通過特別具有成本效益的方式制造殼體。
在再一優(yōu)選實(shí)施例中,保護(hù)層延伸超過用于額外元件的承載表面,超過量不大于預(yù)定區(qū)域。換言之,優(yōu)選的是,主體不是完全設(shè)置保護(hù)層,而是只在圍繞接合部的預(yù)定區(qū)域中設(shè)置保護(hù)層。例如,特別是在俯視承載表面時,保護(hù)層的外部輪廓所圍繞的面積最多是承載表面的外部輪廓所圍繞的面積的大小的兩倍。由此,可以降低在殼體元件上設(shè)置保護(hù)層的復(fù)雜性。由此,可以降低殼體的制造成本。
在一個變型中,額外元件具有用于封閉殼體元件的蓋。在該情況下,可以在相對較大的連續(xù)部分區(qū)域中施加保護(hù)層。例如,所述蓋是殼蓋,主體在與殼蓋的連接區(qū)域上具有密封溝槽,并且在密封區(qū)域中,螺母設(shè)置有保護(hù)層。具體而言,密封溝槽可以包覆有保護(hù)層。
在另一變型中,額外元件具有功能部件。保護(hù)層在本文中可以優(yōu)選附接至殼體元件的表面上的相對較小的部件區(qū)域。功能元件可以包含電氣部件,例如電功率元件,特別是功率半導(dǎo)體,比如功率晶體管等。然而,功能部件也可以為機(jī)械性的。例如,可以通過功能部件來實(shí)施用于均衡殼體的內(nèi)部壓力與外部壓力的壓力平衡元件或緊固元件。具體而言,在該情況下,額外元件優(yōu)選還具有用于封閉殼體元件特別是用于優(yōu)選封閉主體的凹部或凹部之一的蓋。蓋可以構(gòu)造成整合到功能部件中。例如,將蓋構(gòu)造為用于壓力平衡的防液和可透氣的膜片。
根據(jù)再一方面,提供了用于制造控制單元的殼體的方法。
根據(jù)該方法的一個步驟,設(shè)置由輕金屬形成的殼體元件特別是上述設(shè)計(jì)實(shí)施例之一所述的殼體元件的主體。在一改進(jìn)情況中,所述方法包括借助于壓鑄制造主體的下一步驟。
在后一方法步驟中,向主體施加保護(hù)層。在施加保護(hù)層之后的方法步驟中,借助于接合技術(shù)在保護(hù)層的區(qū)域中將額外元件附接至殼體元件。例如,所述方法包括在額外元件與保護(hù)層之間建立焊接連接,或者向保護(hù)層施加接合層特別是粘結(jié)劑層。
通過所述方法可以更簡單地提供用于控制單元的殼體。這樣,殼體的上述優(yōu)點(diǎn)可以通過具有成本效益的方式得到實(shí)施。該制造方法可以能夠輕松地整合到公知制造工藝中。
根據(jù)再一方面,提供了具有所述殼體的控制單元。控制單元便利地具有電子線路板,其被接收在殼體中,并且特別是設(shè)置在殼體元件中。
所述殼體、控制單元和方法的再一些優(yōu)點(diǎn)以及有利設(shè)計(jì)實(shí)施例和改進(jìn)例源自以下參考附圖示出的示例性實(shí)施例,附圖中:
圖1示出了具有由輕金屬形成的主體的用于控制單元的殼體;
圖2示出了圖1所示殼體的一部分的剖視圖;并且
圖3示出了用于制造圖1所示殼體的方法的流程圖。
圖1以分解圖示出了用于特別是機(jī)動交通工具上的控制單元的殼體100。殼體100具有殼體元件105,其具有由輕金屬壓鑄制成的主體107。在不限制一般方面的情況下,特別可以使用鋁壓鑄。此外,殼體100在該情況下具有兩個適于借助于接合技術(shù)特別是通過粘接或焊接方式連接至殼體元件105的額外元件110,它們在殼體的完成狀態(tài)下借助于接合技術(shù)特別是通過粘接或焊接方式連接至殼體元件105。
一個額外元件110在該情況下具有用于封閉殼體元件105的蓋115。更具體地,蓋115是用于封閉上側(cè)的殼蓋,所述上側(cè)在控制單元的組裝期間為了插入電子線路板而打開。
另一額外元件110具有功能部件120。在所示實(shí)施例中,功能部件120包含壓力平衡元件(PEE),其特別可以具有膜片。在組裝狀態(tài)下,膜片覆蓋殼體元件105的主體107的凹部215。所述膜片可以便利地是液體不可透過但氣體可透過的,使得所述膜片允許殼體內(nèi)部與環(huán)境之間的壓力平衡,并防止水分穿過凹部215。例如,可以提供聚四氟乙烯(PTFE)膜片,其可以粘結(jié)至殼體元件105。在所示實(shí)施例中,功能元件120附接至殼體元件105的外表面,即附接至主體107的背離內(nèi)部空間的表面(在圖1的圖示中不可見)。在另一些實(shí)施例中,例如,如果所述功能元件120是電子元件或緊固元件,則功能元件120也可以附接至內(nèi)表面。
構(gòu)造有接合部125,在這里相應(yīng)的額外元件110連接至殼體元件105。元件110借助于接合技術(shù)特別是借助于粘性連接方式在接合部125處保持在殼體元件105上。為此,由粘結(jié)劑形成的接合層130特別設(shè)置在接合部125的區(qū)域中,處于額外元件110與殼體元件105之間。為了緊固功能部件120(PEE),粘結(jié)劑130可以特別是丙烯酸脂粘結(jié)劑,其特別是壓力敏感型的,即它在機(jī)械壓力作用下建立與配合件的粘結(jié)。為了緊固蓋115,粘結(jié)劑130可以特別是硅酮粘結(jié)劑,例如濕交聯(lián)硅酮粘結(jié)劑。
根據(jù)本發(fā)明,殼體元件105的保護(hù)層135附接至主體107。借助于保護(hù)層135可獲得額外元件110與殼體元件105之間的特別良好的接合型連接。具體而言,保護(hù)層135可以有助于改善粘結(jié)劑130的粘性。此外,保護(hù)層135優(yōu)選構(gòu)造成抵消接合部125的區(qū)域中的任何腐蝕,特別是通過腐蝕對接合部125的滲透。由此,可以防止腐蝕到達(dá)殼體100的內(nèi)部區(qū)域。具體而言,通過這種方式可以長時間有效地保護(hù)控制單元的設(shè)置在殼體內(nèi)的電子部件受到有害環(huán)境的影響。在本示例性實(shí)施例的情況下,保護(hù)層135由鋁構(gòu)成,而主體107由鋁合金構(gòu)成。保護(hù)層135和主體107的其它潛在設(shè)計(jì)實(shí)施例的示例在以上有進(jìn)一步描述。
供殼蓋(即蓋115)緊固至殼體元件105以便封閉殼體元件105的開放上側(cè)的接合部125在圖1中以重度示意性方式示出。例如,主體107的側(cè)壁的上部周緣可以設(shè)置有保護(hù)層135,并且接合層130可以施加至設(shè)置有保護(hù)層135的上部周緣,例如呈粘結(jié)圈的形式,特別是彈性密封材料。在一個設(shè)計(jì)實(shí)施例的情況下,接合層130可以至少部分地設(shè)置在上部周緣的凹槽中(圖1中未示出)。
圖2示出了圖1的殼體100的一部分的剖視圖,在包含具有膜片的功能部件120的額外元件110的接合部125的區(qū)域中。功能部件120以示例性方式表示為壓力平衡元件的形式,其已經(jīng)借助于粘接方式附接至殼體元件105。
保護(hù)層135在接合部125的區(qū)域中附接至殼體元件105的主體107的表面。本文中,保護(hù)層135優(yōu)選延伸超過承載表面210達(dá)一預(yù)定區(qū)域205,額外元件110在所述承載表面210上附接至殼體元件105。在所示實(shí)施例中,額外元件110在主體107的側(cè)壁之一中覆蓋凹部215,使得承載表面210和保護(hù)層135圍繞凹部215以環(huán)形方式延伸,并且承載表面210、保護(hù)層135和凹部215的內(nèi)部輪廓在俯視凹部215時至少基本上是一致的。
在所示粘性連接示例的情況下,形成接合層130的粘結(jié)劑施加至保護(hù)層135。在另一些實(shí)施例中,粘結(jié)劑或接合層130分別可以只設(shè)置在承載表面210的區(qū)域中??蛇x地,粘結(jié)劑也可以施加至延伸在外并且不被額外元件110覆蓋的區(qū)域205,在該區(qū)域205中,保護(hù)層135在本示例性實(shí)施例中是暴露的。在又一實(shí)施例中,粘結(jié)劑可以延伸超過保護(hù)層135的外部輪廓。
額外元件110設(shè)置成抵靠在接合層130上。在所示實(shí)施例中,優(yōu)選通過將接合層130構(gòu)造成完全環(huán)繞凹部215,來實(shí)現(xiàn)額外元件110與殼體元件105之間的緊密連接。
圖3示出了用于制造圖1的殼體100的方法300的流程圖。在第一步305中,設(shè)置主體107??蛇x地在后一步驟310中清理主體。在再一可選步驟315中,掩蔽主體107,以便限定在后一步驟320中將保護(hù)層135施加至主體107的表面的地方。
在步驟320中可以電鍍地、通過焊接、噴鍍或通過例如冶金連接來施加保護(hù)層135。在一優(yōu)選方式中,通過粉末冶金化合物來施加保護(hù)層。本文中,可以通過特殊方法來施加保護(hù)層135的合金元素,例如,借助于等離子射線以局部的方式融合殼體100上的粉末,以便隨后潤濕表面。
然后,在步驟325中,在保護(hù)層320的區(qū)域中將額外元件110接合至殼體元件105。本文中優(yōu)選的是,在步驟320中施加了保護(hù)層135之后,盡可能立即執(zhí)行步驟325中的接合。由此,可以避免保護(hù)層135的表面在附接額外元件之前受到任何污染。接合步驟325可以包括施加接合層130,特別是粘結(jié)劑層。
可以在可選步驟330中固著或固化額外元件110與殼體元件105之間的接合連接。為此,可以借助于例如壓力、紫外光或熱量來促進(jìn)固化。步驟330可以與殼體100上的其它處理步驟同時進(jìn)行。