气密壳体、流体计量装置和用于制造壳体的方法与流程

本发明涉及一种用于在不同环境压力条件下使用的气密壳体，特别是电子器件壳体，该气密壳体有包括塑料材料的壳体壁。本发明还涉及一种流体计量装置和一种用于制造这种气密壳体的方法。

背景技术：

1、在很多应用中，特别是对于电子部件，希望最佳地保护接收在壳体中的部件，这超过了简单地防止灰尘和液体。例如，对于流体计量装置(特别是水表和/或煤气表和/或热量表)或这种流体计量装置的通信模块(例如无线电模块)就是如此，这些流体计量装置设计成在非常不同且有时不利的环境条件下使用，因此设计成坚固和功能可靠。对于这样的应用，在现有技术中已经提出了完全镶铸(casting-in)要保护的电子部件或其他部件，以便形成包围部件的壳体。一方面，已知使用完全固化的成形浇铸体，使得例如在电子部件的情况下能够生产所谓的模制电子模块。还一方法使用形状形成框架，目的是执行要布置在框架(所谓的框架模块)内部的部件的凝胶浇铸。

2、尽管这些方案提供了有效保护，特别是还提供了部件的气密密封，但是它们还有缺点。例如，在电子部件的情况下，回收特别困难。而且，浇铸体需要大量材料，因此壳体的总重量也随其中接收的部件而增加。

3、因此，设想使用由塑料制造并包括壳体壁的气密壳体，部件(特别是电子部件)能够布置在该气密壳体的内部空腔中。不过，在流体计量装置中，例如这种壳体将在非常不同的环境条件下使用，因此也在非常不同的环境压力条件下使用，其中，例如由于温度波动、天气影响等，不同的压力条件可能在气密壳体内和气密壳体外占优势。在生产中和在随后的使用地点的不同地理高度也可能导致相对于环境的压力差。该压力差可能对壳体有负面影响，因为壳体壁受到压力差的应力，因此可能损坏(特别是在它们的使用寿命中)，这可能导致产生开口，空气、水分、污垢和液体能够通过该开口进入。

4、使用灰尘和水不可穿透但允许空气交换的隔膜(因此存在压力补偿)的相关方案在现有技术中已知。不过，当需要壳体的气密性时，总是不能使用这种隔膜，例如为了防止湿空气的渗透等。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是降低在不同环境条件下施加至壳体部件上的应力水平，从而提高对以气密方式接收于其中的部件(特别是电子部件)的保护。

2、为了在引言中提及类型的气密壳体中实现该目的，根据本发明，至少一个壳体壁有以气密方式密封在壳体壁中的切口的压力补偿装置，其中，弹性扁平补偿元件位于切口的顶部上。

3、因此，根据本发明，提出了一种弹性气密补偿元件作为气密壳体的一部分。在特别是热塑性的尺寸稳定壳体壁的切口区域中，弹性补偿元件因此使得壳体内部(即壳体的内部空腔)与环境分离。当在壳体内部和环境之间存在压力差时，这导致补偿元件能够沿相应方向偏转，其中，该偏转能够向内和向外发生。空气补偿元件的这种偏转导致封闭在气密壳体中的空气体积的增加或减少。由于在压力和密封内部内的体积之间的关系，这导致气密壳体的内部相对于环境的压力补偿。

4、这样，压力补偿元件能够减小由于在壳体内部和环境之间的压力差而施加至气密壳体的壳体部件(特别是壳体壁)上的应力水平，该压力差例如能够由于温度波动、天气影响和不同地理高度而引起。在这种情况下，将继续保证壳体的气密性，从而没有气流，没有潮湿空气的进入，并因此没有水分附加进入气密壳体。

5、特别是，壳体能够是气密电子壳体，该气密电子壳体因此接收电子部件作为要保护的部件。例如，承载至少一个电子部件(例如芯片等)的印刷电路板能够布置在壳体内，并以改进和耐用的方式进行保护。

6、补偿元件能够例如设置为气密的柔性弹性补偿隔膜。

7、特别有利地，补偿元件能够包括弹性体材料，特别是热塑性弹性体(tpe)。压力补偿装置能够特别有利地设置成单件，使得它能够整体包括弹性体材料，特别是热塑性弹性体。因此，能够提供一个实施例，其中，壳体和压力补偿装置都包括塑料，特别是，该壳体能够包括热塑性尺寸稳定塑料或硬塑料，且压力补偿装置(因此压力补偿元件)能够包括具有合适弹性特性的软塑料，特别是tpe。

8、压力补偿装置能够有用于安装在切口中并用于密封的连接部分。特别是，在切口的边缘(在该边缘处产生气密安装或连接)上为连接部分提供与壳体壁的至少一侧交叠。在单件式压力补偿装置的情况下，这能够包括例如补偿元件，该补偿元件扁平地位于切口顶部上，同时连接部分向外地邻接切口的边缘。

9、在这种情况下，特别有利的是，单件式压力补偿装置的连接部分通过在壳体壁侧的切口边缘上的材料连接来保持。材料连接已经提供了所希望的气密性，因此特别有利。

10、在本文中，通常和特别有利的实施例提供为，至少包括压力补偿装置的壳体壁和压力补偿装置通过双组分注射模制来制造。这样，压力补偿装置通过以坚固和气密的方式与在切口边缘上的壳体壁进行材料连接而制造成单件和进行附接。在第一步骤中，至少包括压力补偿装置的壳体壁(可选地还有整个壳体)能够由热固性塑料注塑模制为第一部件，之后在第二步骤中，利用软塑料(例如热塑性弹性体)来添加压力补偿装置，且在壳体壁中的切口由弹性压力补偿装置来覆盖。得到的材料连接保证了整个壳体的气密性。替代但不太优选的示例实施例还能够设置为，具有切口的壳体壁和压力补偿装置单独制造，并在随后步骤中连接在一起，例如通过材料连接，例如粘接剂粘合或者以气密方式密封的其他紧固装置。

11、在这一点上，还应当提出，特别是除了压力补偿装置在壳体壁上的材料紧固之外，原则上还能够设想通过形锁合连接(positive connection)进行的紧固，例如通过包围切口边缘的连接部分。当在双组分注射模制方法中制造材料和形锁合连接时，将产生提供坚固和可靠的气密性和紧固的特别优选实施例，特别是通过包围切口边缘的单件式压力补偿装置的连接部分。

12、有利地，切口能够是圆形的，特别是圆。这已经证明是关于力和这些力的分布的最佳方案，该力由于压力差而在凸形或凹形的情况下出现。而且，由于对称性，特别是对于圆形切口，这导致对于压力补偿的变形的较低阻力。

13、根据本发明的壳体能够特别有利地与流体计量装置一起使用，例如水表和/或燃气表和/或热量表，用于在其中使用的电子器件，特别是对应于控制装置和/或用于通信模块(特别是无线电模块)的至少一部分。特别是，关于流体计量装置，希望有气密性，用于理想地保护电子器件，但是还用于在非常不同的环境条件下使用，在根据本发明的实施例中，气密性壳体能够以改进方式承受这些环境条件，同时保持气密性。

14、因此，本发明还涉及一种流体计量装置，特别是水表和/或煤气表，它包括计数器和控制装置，该控制装置至少局部布置在根据本发明的壳体中。与根据本发明的壳体相关的所有实施例能够等同地转移至根据本发明的流体计量装置，通过该流体计量装置，能够实现上述优点。例如，流体计量装置能够是超声测量装置，其中，必须特别保护的电子部件存在为控制装置的部件。

15、本发明最后还涉及一种用于制造根据本发明的壳体的方法，其特征在于，至少包括压力补偿装置的壳体壁通过双组分注射模制来制造。如已经阐述，这优选是直接导致牢固保持气密性的材料连接。热塑性材料能够用作壳体壁的组分，且热塑性弹性体能够用作压力补偿装置的组分。在有利的发展形式中，如已经提及，在壳体壁和压力补偿装置之间的形锁合连接也能够通过双组分注射模制来产生，特别是通过壳体壁在连接部分中由压力补偿装置包围。根据本发明的关于气密壳体的实施例自然也继续适用于该方法。