Kunststoffgehäuse für automobile Anwendungen

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffgehäuse für automobile Anwendungen, insbesondere ein Kraftfahrzeug-Türschlossgehäuse, mit wenigstens einer vorzugsweise umlaufenden Dichtung aus einem bei Kontakt mit Wasser aufquellendem Dichtungsmaterial, insbesondere aus einem thermoplastischen Elastomer, an einem ersten Gehäuseteil.

Kunststoffgehäuse für automobile Anwendungen und insbesondere Kraftfahrzeug-Türschlossgehäuse sind in der Regel unterschiedlichen Umweltbedingungen ausgesetzt. Hierzu gehören nicht nur wechselnde Temperaturen und Staub, sondern auch und insbesondere Feuchtigkeit, die oftmals bereichsweise und teilweise ins Innere eines Kraftfahrzeuges eintreten kann. Das gilt insbesondere für Kraftfahrzeug-Türschlossgehäuse, die notwendigerweise im Bereich eines Einlaufmaules geöffnet sind, um hierin das Einfahren eines in der Regel karosseriefesten Schließbolzens in ein im Schlossgehäuse aufgenommenes Gesperre zu ermöglichen. Aus diesem Grund gibt es bereits verschiedene und vielfältige Ansätze dahingehend, solche Kunststoffgehäuse und insbesondere Kraftfahrzeug-Türschlossgehäuse möglichst dicht zu gestalten.

Tatsächlich nehmen Kraftfahrzeug-Türschlossgehäuse oder allgemein Kunststoffgehäuse für automobile Anwendungen in der Regel einen oder mehrere Elektromotoren inklusive Getriebe in ihrem Innern auf. Da aus Kosten- und Gewichtsgründen solche Getriebe oftmals ganz oder zumindest teilweise auf Zahnräder aus Kunststoff zurückgreifen, sind Verschmutzungen oder eindringende Feuchtigkeit der Funktionalität abträglich. Das gilt besonders auf langen Zeitskalen.

Aus diesem Grund ist es im gattungsbildenden Stand der Technik nach der EP 0 940 241 A1 bereits bekannt, bei einem Verfahren zur Herstellung eines Schlossgehäuses mit einer einstückig daran ausgebildeten Dichtung die Dichtung aus Elastomer-, Gummi-, Kautschuk-, thermoplastischem Elastomer (TPE)- oder Silikonmaterial herzustellen und an das Schlossgehäuse anzuvulkanisieren. Das Schlossgehäuse selbst wird dabei unter Rückgriff auf Spritzgießen aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Auf diese Weise soll insgesamt eine zulässige Dichtwirkung erreicht werden.

Vergleichbar geht der weitere gattungsbildende Stand der Technik nach der JPH06346645 A vor. Auch in diesem Fall kommt eine Dichtung aus einem elastomeren Material zum Einsatz, und zwar unter anderem ein sogenanntes thermoplastisches Elastomer (TPE). Dadurch soll insgesamt die Dichtigkeit zwischen zwei miteinander zu verbindenden Gehäuseteilen verbessert werden.

Bei einem anderen Ansatz, wie er in der WO 2005/089190 A2 beschrieben wird, geht es um Dichtungsmaterialien, die aktiv hinsichtlich beispielsweise Steifigkeit oder Querschnittsausbildung verändert werden kann.

Die EP 0 032 773 B1 betrifft schließlich ein Schloss mit einer Sicherheitsvorrichtung, die zumindest ein Fühlerglied umfasst. Das Fühlerglied ist mit einem flüssigkeitsabsorbierenden Schwellkörper ausgerüstet, welcher einen Riegel in eine Lösestellung drückt, wenn der Schwellkörper durch die Flüssigkeitsabsorption anschwillt.

Der Stand der Technik hat sich grundsätzlich bewährt, wenn es darum geht, Kunststoffgehäuse für automobile Anwendungen und insbesondere Kraftfahrzeug-Türschlossgehäuse dicht herzustellen und zu gestalten. Allerdings bieten die bekannten Vorgehensweisen nach wie vor und unverändert Raum für Verbesserungen. Denn Silikondichtungen oder solche aus beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer sind nicht generell anderen Materialien bei der Realisierung einer Dichtung überlegen. Vielmehr können an dieser Stelle Produktionsungenauigkeiten oder Veränderungen während des Betriebes die Dichtigkeit negativ beeinflussen. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Kunststoffgehäuse für automobile Anwendungen und insbesondere ein Kraftfahrzeug- Türschlossgehäuse des eingangs beschriebenen Aufbaus so weiterzuentwickeln, dass die Dichtigkeitswirkung gegenüber dem Stand der Technik nochmals verbessert ist, und zwar insbesondere auf langen Zeitskalen.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßes Kunststoffgehäuse für automobile Anwendungen im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung im Querschnitt U- oder V-förmig ausgebildet ist, und dass ein in die Dichtung eintauchender Drucksteg am anderen zweiten Gehäuseteil vorgesehen ist.

Die Erfindung geht zunächst einmal davon aus, dass das fragliche Kunststoffgehäuse wenigstens zweiteilig mit dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil ausgebildet ist. Bei dem ersten Gehäuseteil handelt es sich im Regelfall um eine Gehäuseschale. Der zweite Gehäuseteil ist demgegenüber typischerweise als die Gehäuseschale verschließender Gehäusedeckel ausgebildet. In Verbindung mit der Dichtung zwischen der Gehäuseschale und dem Gehäusedeckel kann folglich ein hermetischer Verschluss des auf diese Weise realisierten Kunststoffgehäuses erfindungsgemäß umgesetzt werden.

Tatsächlich nimmt ein solches Kraftfahrzeug-Türschlossgehäuse, - wie zuvor bereits erläutert - in der Regel Elektromotoren, Getriebeteile, Stellelemente, Sensoren etc. in seinem Innern auf und kann in Verbindung mit der Dichtung nach außen hin hermetisch abgedichtet werden, und zwar sowohl gegenüber Staub als auch insbesondere Feuchtigkeit, welche ansonsten insbesondere die im Innern befindlichen elektrischen Elemente wie Elektromotoren, Sensoren, Steuereinheiten etc. in ihrer Funktion und insbesondere dauernden Betriebsweise über die gesamte Produktlebensdauer gesehen beeinträchtigt. Grundsätzlich können auch andere Kunststoffgehäuse für automobile Anwendungen als Kraftfahrzeug-Türschlossgehäuse entsprechend gestaltet werden. Solche Kunststoffgehäuse kommen beispielsweise und nicht einschränkend in Verbindung mit Fensterhebern, Spiegelantrieben, Verriegelungen für Ladeklappen oder Tankklappen, Scheinwerferverstellungen usw. zum Einsatz und sind vergleichbar wie Kraftfahrzeug-Türschlossgehäuse insbesondere Feuchtigkeit (und natürlich auch Staub und wechselnden Temperaturen) ausgesetzt. Demzufolge kommt dem dichten Abschluss solcher Kunststoffgehäuse und vorzugsweise Kraftfahrzeug-Türschlossgehäusen eine besondere Bedeutung zu, und zwar auch und insbesondere über die gesamte Lebensdauer des Kraftfahrzeuges gesehen.

Die Dichtung ist dabei in der Regel an die Gehäuseschale als erstem Gehäuseteil angeformt. Die Gehäuseschale erfährt dabei mithilfe des Gehäusedeckels als zweitem Gehäuseteil einen Verschluss. Die Gehäuseschale wird in der Regel durch Kunststoffspritzgießen hergestellt und die Dichtung kann hieran angespritzt werden. In diesem Zusammenhang besteht auch die Möglichkeit, die Gehäuseschale einerseits und die Dichtung andererseits in einem gemeinsamen Spritzgießvorgang zu produzieren. Denn in beiden Fällen kommen Kunststoffe und insbesondere thermoplastische Kunststoffe zum Einsatz. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Dichtung in der Regel aus dem thermoplastischen Elastomer hergestellt wird wohingegen für die Gehäuseschale regelmäßig ein thermoplastischer, nicht elastomerer Kunststoff Verwendung findet.

Dabei ist die Dichtung in der Regel randseitig umlaufend an einer Dichtungsfläche des ersten Gehäuseteils angeordnet. Die Dichtungsfläche des ersten Gehäuseteils verfügt im Allgemeinen über einen hochstehenden Anschlagrand. Auch der Drucksteg ist im Allgemeinen randseitig umlaufend an einer Gegendichtungsfläche des zweiten Gehäuseteils angeordnet. Beim Schließen des Kunststoffgehäuses werden folglich die Dichtungsfläche und die Gegendichtungsfläche gegeneinander gedrückt. Außerdem sorgen beispielsweise Schrauben oder Clipsverbindungen dafür, dass der erste Gehäuseteil bzw. die Gehäuseschale und der zweite Gehäuseteil bzw. der Gehäusedeckel dauerhaft gegeneinander verspannt und mit Dichtwirkung verschlossen werden.

Es hat sich bewährt, wenn die Gegendichtungsfläche des zweiten Gehäuseteils bzw. des Gehäusedeckels einen hochstehenden und in montiertem Zustand des zweiten Gehäuseteils bzw. Gehäusedeckel an dem Anschlagrand des ersten Gehäuseteils anliegenden Anschlagflansch aufweist. Darüber hinaus ist die Auslegung vorteilhaft so getroffen, dass der Drucksteg mit seiner gesamten Querschnittsoberfläche und über seine gesamte Länge gesehen in die Dichtung eintaucht. Auf diese Weise stellt die Erfindung sicher, dass der Drucksteg vorteilhaft die Dichtung mit einer permanenten Kraft beaufschlagt.

D. h., die Auslegung ist insgesamt so getroffen, dass der Gehäusedeckel beim Verschluss der Gehäuseschale mit dem Drucksteg über seine gesamte Querschnittsoberfläche und über seine gesamte Länge gesehen in die Dichtung an der Gehäuseschale eintaucht. Die Dichtung an der Gehäuseschale ist dabei im Querschnitt U- oder V-förmig ausgebildet und ebenfalls in der Regel randseitig umlaufend an der Dichtungsfläche ausgeprägt.

Dadurch, dass die Dichtung mithilfe des Drucksteges permanent mit einer Druckkraft bzw. Andruckkraft beaufschlagt wird, wird eine Dichtungswirkung im Rahmen der Erfindung erzielt, die bisher im Stand der Technik nicht für möglich gehalten wurde. Das gilt auch und insbesondere vor dem Hintergrund, dass das an dieser Stelle eingesetzte und bei Kontakt mit Wasser aufquellende Dichtungsmaterial insbesondere aus dem thermoplastischen Elastomer für eine ergänzende Abdichtung sorgt. Das lässt sich im Wesentlichen darauf zurückführen, dass insbesondere solche thermoplastischen Elastomere hydrophil ausgelegt sind. D. h., derartige Polymere wie unter anderem auch Polymethylmeth- acrylat (PMMA) neigen aufgrund ihres polaren Charakters zur Aufnahme von Wasser. Es handelt sich folglich um bei Kontakt mit Wasser aufquellende Dichtungsmaterialien, die darüber hinaus im Allgemeinen besonders weich sind. Dadurch kann der Drucksteg am Gehäusedeckel vorteilhaft mit seiner gesamten Querschnittsoberfläche und über seine gesamte Länge gesehen in die (weiche) Dichtung bzw. das an dieser Stelle eingesetzte Dichtungsmaterial eintauchen. Das gilt auch und insbesondere dann, wenn das fragliche Dichtungsmaterial durch Kontakt mit Wasser aufquillt. Da erfindungsgemäß das fragliche Dichtungsmaterial mit einer permanenten Kraft bzw. Andruckkraft über seine gesamte Länge und den gesamten Querschnitt gesehen mithilfe des Drucksteges beaufschlagt wird, ist bereits in gleichsam trockenem Zustand des Dichtungsmaterials eine einwandfreie Dichtwirkung zwischen der Gehäuseschale und dem Gehäusedeckel gegeben und wird beobachtet. Diese Dichtwirkung wird dann sogar noch verstärkt, wenn dennoch Wasser eindringen sollte.

Dabei ist die durch das eindringende Wasser verstärkte Dichtwirkung aufgrund des Quellverhaltens des Dichtungsmaterials exakt auf die Bereiche beschränkt, die überhaupt einen Wassereintritt zulassen. Folgerichtig verfügt das erfindungsgemäße Kunststoffgehäuse und insbesondere Kraftfahrzeug-Türschlossgehäuse über eine verbesserte Dichtwirkung in Bereichen, die aufgrund einer etwaigen Undichtigkeit Wasser bis hin zur Dichtung eindringen lassen, sodass eine Art „Selbstabdichtung" in undichten Bereichen beobachtet wird. Dadurch ist das erfindungsgemäße Kunststoffgehäuse gleichsam und zusätzlich „selbstreparierend" ausgebildet. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 das Kunststoffgehäuse für automobile Anwendungen in Gestalt eines Kraftfahrzeug-Türschlossgehäuses in einer Übersicht und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A durch den Gegenstand nach der Fig. 1. In den Figuren ist ein Kunststoffgehäuse für automobile Anwendungen dargestellt. Tatsächlich handelt es sich bei dem Kunststoffgehäuse entsprechend der Wiedergabe in der Fig. 1 um ein Kraftfahrzeug-Türschlossgehäuse. Dieses ist nach dem Ausführungsbeispiel zweiteilig mit einem ersten Gehäuseteil bzw. einer Gehäuseschale 1 und einem zweiten Gehäuseteil bzw. einem Gehäusedeckel 2 ausgebildet. Der erste Gehäuseteil bzw. die Gehäuseschale 1 nimmt beispielhaft und nicht einschränkend einen Elektromotor 3 in seinem Innern auf. Mithilfe des Elektromotors 3 wird ein lediglich in der Fig. 1 angedeuteter Betätigungshebel 5 beaufschlagt. Dazu arbeitet der Elektromotor 3 über seine ausgangsseitige Abtriebswelle auf ein Antriebsrad 4, welches in Drehungen versetzt wird und hierdurch den Betätigungshebel 5 beaufschlagt. Mithilfe des Betätigungshebels 5 kann ein Verriegelungshebel des nicht näher bildlich dargestellten Kraftfahrzeug-Schlosses angesteuert werden. Alternativ kann der Betätigungshebel 5 aber auch direkt auf ein nicht gezeigtes Gesperre aus Drehfalle und Sperrklinke arbeiten, um dieses zuzuziehen oder zu öffnen. Daneben sind natürlich auch jegliche andere elektromotorisch ansteuerbare Schlossfunktionen denkbar, die mithilfe des Betätigungshebels 5 dargestellt werden können.

Von besonderer Bedeutung ist nun eine nach dem Ausführungsbeispiel umlaufende und insbesondere in der Schnittdarstellung der Fig. 2 zu erkennende Dichtung 6. Die Dichtung 6 ist dabei aus einem bei Kontakt mit Wasser aufquellendem Dichtungsmaterial gefertigt. Nach dem Ausführungsbeispiel wird an dieser Stelle mit einem thermoplastischen Elastomer (TPE) als Dichtungsmaterial für die Dichtung 6 gearbeitet. Das gilt selbstverständlich nicht zwingend und ist nur beispielhaft zu verstehen. Denn grundsätzlich kann hier beispielsweise auch mit dem bereits in der Beschreibungseinleitung angegebenen Polymethylmethacrylat (PMMA) gearbeitet werden.

Anhand der Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in der Fig. 2 erkennt man, dass die Dichtung 6 im Querschnitt U- oder V-förmig ausgebildet ist. Außerdem ist ein in die Dichtung 6 eintauchender Drucksteg 7 vorgesehen, der an dem anderen zweiten Gehäuseteil bzw. dem Gehäusedeckel 2 vorgesehen ist.

Sowohl die Dichtung 6 als auch der Drucksteg 7 sind jeweils vollständig umlaufend und über ihre Länge gesehen geschlossen ausgebildet. Außerdem ist die Dichtung 6 an die Gehäuseschale 1 angeformt. Tatsächlich wird die Gehäuseschale 1 durch Kunststoffspritzgießen hergestellt. Gleiches gilt für den Gehäusedeckel 2. Die Dichtung 6 ist dabei an die Gehäuseschale 1 angespritzt. Es besteht die Möglichkeit, die Gehäuseschale 1 und die Dichtung 6 in einem gemeinsamen Spritzgießvorgang herzustellen.

Die Dichtung 6 ist dabei randseitig umlaufend an einer insbesondere in der Fig. 2 zur erkennenden Dichtungsfläche 8 des ersten Gehäuseteils bzw. der Gehäuseschale 1 angeordnet. Der Drucksteg 7 ist ebenfalls randseitig umlaufend an einer korrespondierenden Gegendichtungsfläche 9 des zweiten Gehäuseteils bzw. des Gehäusedeckels 2 vorgesehen. Die Dichtungsfläche 8 der Gehäuseschale 1 verfügt beispielhaft und nicht zwingend über einen hochstehenden Anschlagrand 10. Die Gegendichtungsfläche 9 des zweiten Gehäuseteils bzw. des Gehäusedeckels 2 ist mit einem hochstehenden und in montiertem Zustand an dem Anschlagrand 10 anliegenden korrespondierenden Anschlagflansch 1 1 ausgerüstet. D. h., in montiertem Zustand des Gehäusedeckels 2 an der Gehäuseschale 1 liegen der Anschlagrand 10 und der Anschlagflansch 11 aneinander.

Der Drucksteg 7 an dem zweiten Gehäuseteil bzw. dem Gehäusedeckel 2 taucht mit seiner gesamten Querschnittsoberfläche und über seine gesamte Länge gesehen in die Dichtung 6 in montiertem Zustand ein, wie man anhand der Fig. 2 nachvollziehen kann. Außerdem sorgt der Drucksteg 7 dafür, dass die Dichtung 6 mit einer permanenten Kraft in montiertem Zustand des Gehäusedeckels 2 an der Gehäuseschale 1 beaufschlagt wird. Dadurch wird bereits die erforderliche Dichtwirkung zwischen dem Gehäusedeckel 2 einerseits und der Gehäuseschale 1 andererseits zur Verfügung gestellt und erfindungsgemäß realisiert. Sollte es gleichwohl zu einer etwaigen Undichtigkeit und beispielsweise einem Eindringen von Feuchtigkeit zwischen Anschlagrand 10 und Anschlagflansch 11 kommen, so führt die Feuchtigkeit im Rahmen der Erfindung dazu, dass das die Dichtung 6 definierende Dichtungsmaterial insbesondere aus dem thermo- plastischen Elastomer hierdurch aus den zuvor geschilderten Gründen aufquillt.

Das Quellverhalten des Dichtungsmaterials bzw. der Dichtung 6 hat zur Folge, dass eine etwaige Undichtigkeit exakt an der beobachteten Stelle durch das aufquellende Dichtungsmaterial der hieraus hergestellten Dichtung (wieder) verschlossen wird und das erfindungsgemäße Kunststoffgehäuse hierdurch einen „Selbstverschluss" erfährt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dichtung 6 bezüglich der Gehäuseschale 1 und dem Gehäusedeckel 2 innenliegend ausgeführt. Grundsätzlich kann die Dichtung 6 jedoch auch außenliegend ausgeführt sein. Eine außenliegende Dichtung 6 könnte auch beispielsweise als Schaum von außen aufgetragen werden.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuseschale 2 Gehäusedeckel

3 Elektromotor

4 Antriebsrad

5 Betätigungshebel

6 Dichtung 7 Drucksteg

8 Dichtungsfläche

9 Gegendichtungsfläche

10 Anschlagrand

11 Anschlagflansch