DE102020207338A1 - Device for sealing two housings - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abdichtung zweier Gehäuse (14, 18), nämlich des Gehäuses (14) einer Leistungselektronik (12) und des Gehäuses (18) einer elektrischen Maschine (16). Innerhalb eines Freiraumes (24) zwischen den Gehäusen (14, 18) befindet sich eine Rahmenstruktur (26), die die Gehäuse (14, 18) kontaktierende Aufdickung (36) sowie eine Abdichtung (22) aufweist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung der Vorrichtung zur Abdichtung elektrischer Verbindungen (20) zwischen der Leistungselektronik (12) und der elektrischen Maschine (16) eines elektrischen Antriebes (10) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges.The invention relates to a device for sealing two housings (14, 18), namely the housing (14) of power electronics (12) and the housing (18) of an electrical machine (16). A frame structure (26) is located within a free space (24) between the housings (14, 18) and has a thickened portion (36) contacting the housings (14, 18) and a seal (22). The invention also relates to the use of the device for sealing electrical connections (20) between the power electronics (12) and the electrical machine (16) of an electrical drive (10) of an electrically powered vehicle.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abdichtung zweier Gehäuse, nämlich des Gehäuses einer Leistungselektronik und des Gehäuses einer elektrischen Maschine. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung der Vorrichtung zur Abdichtung elektrischer Verbindungen zwischen der Leistungselektronik und der elektrischen Maschine eines elektrischen Antriebes eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges.The invention relates to a device for sealing two housings, namely the housing of power electronics and the housing of an electrical machine. In addition, the invention relates to the use of the device for sealing electrical connections between the power electronics and the electrical machine of an electrical drive of an electrically driven vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Abdeckung zweier Gehäuse, nämlich des Gehäuses einer Leistungselektronik und des Gehäuses einer elektrischen Maschine vorgeschlagen, wobei innerhalb eines Freiraumes zwischen den Gehäusen eine Rahmenstruktur angeordnet ist, die die Gehäuse kontaktierende Aufdickungen sowie eine Abdichtung aufweist. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird in vorteilhafter Weise mit ein und demselben Bauteil sowohl eine EMV-taugliche Kontaktierung zwischen metallischen Gehäusen erreicht als auch gleichzeitig eine Abdichtung eines Durchbruches zwischen den Gehäusen gegen äußere Einflüsse erreicht. Durch den Durchbruch der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Rahmenstruktur lassen sich auf möglichst kurzen Wegen materialsparend elektrische Verbindungen zwischen den Komponenten der Leistungselektronik einerseits und beispielsweise einer elektrischen Maschine andererseits erreichen.According to the invention, a device for covering two housings, namely the housing of power electronics and the housing of an electrical machine, is proposed, with a frame structure being arranged within a free space between the housings, which has thickened areas contacting the housing and a seal. The solution proposed according to the invention advantageously achieves EMC-compatible contacting between metallic housings with one and the same component and, at the same time, seals an opening between the housings against external influences. Through the breakthrough of the frame structure proposed according to the invention, electrical connections between the components of the power electronics on the one hand and, for example, an electrical machine on the other hand, can be achieved in the shortest possible ways, in a material-saving manner.
In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung wird die Rahmenstruktur aus einem metallischen Material, beispielsweise Aluminium gefertigt und mit einem Durchbruch für mindestens eine elektrische Verbindung versehen.In an advantageous development of the solution proposed according to the invention, the frame structure is made of a metallic material, for example aluminum, and is provided with an opening for at least one electrical connection.
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung umfasst die Rahmenstruktur von den Aufdickungen ausgehende Anflachungen. Sie erstrecken sich in vorteilhafter Weise in Richtung auf den Durchbruch und dienen als Fläche, auf welcher beidseitig eine Mehrlippendichtung angeordnet werden kann.In the device proposed according to the invention, the frame structure comprises flattened areas emanating from the thickened areas. They extend in an advantageous manner in the direction of the opening and serve as a surface on which a multi-lip seal can be arranged on both sides.
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung zur Abdichtung umfasst die auf die erwähnten Anflachungen aufgebrachte Mehrlippendichtung eine Anzahl von Einzellippen, die in einer Teilung nebeneinander liegend angeordnet sind. Durch die Anordnung nebeneinander liegend angeordneter Einzellippen kann eine optimierte Dichtwirkung erreicht werden, so dass der Durchbruch, der von der umlaufenden Rahmenstruktur begrenzt ist, gegen Umwelteinflüsse abgeschirmt ist.In the case of the sealing device proposed according to the invention, the multi-lip seal applied to the flat areas mentioned comprises a number of individual lips which are arranged next to one another in a pitch. By arranging the individual lips arranged next to one another, an optimized sealing effect can be achieved, so that the opening, which is delimited by the surrounding frame structure, is shielded from environmental influences.
In vorteilhafter Weise können die Einzellippen als Trapezprofil, als Rechteckprofil, als Ovalprofil, Kreisprofil oder Dreieckprofil oder dergleichen konfiguriert werden. Die Einzellippen sind in Bezug auf den beidseitig der Abflachungen sich erstreckenden Freiraum im Übermaß ausgeführt, so dass bei Montage der beiden Gehäuse und dem sich dadurch ergebenden Freiraum aufgrund der Kompression des Materials der Dichtlippen eine Abdichtung des Durchbruches erreicht werden kann.The individual lips can advantageously be configured as a trapezoidal profile, as a rectangular profile, as an oval profile, circular profile or triangular profile or the like. The individual lips are oversized with respect to the free space extending on both sides of the flats, so that when the two housings are assembled and the resulting free space is due to the compression of the Material of the sealing lips a seal of the breakthrough can be achieved.
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung können die Einzellippen nebeneinander liegend angeordnet werden, wobei die Teilung wenige Millimeter, beispielsweise zwei Millimeter, beträgt.In the device proposed according to the invention, the individual lips can be arranged lying next to one another, the division being a few millimeters, for example two millimeters.
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung sind die Einzellippen aus elastischen Materialien wie beispielsweise Silikon oder Elastosil® oder weiteren elastische Eigenschaften aufweisende Materialien gefertigt.In the inventively proposed device, the individual lips made of elastic materials such as silicone or Elastosil ® or other materials having elastic properties are made.
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung weisen die Aufdickungen der Rahmenstruktur jeweils plan verlaufende Kontaktseiten auf, die die Gehäuse, d. h. insbesondere das Gehäuse der Leistungselektronik sowie das Gehäuse des elektrischen Antriebes kontaktieren, so dass die Elektromagnetische Verträglichkeit gegeben ist.
Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung der Vorrichtung zur Abdichtung elektrischer Verbindungen zwischen der Leistungselektronik und der elektrischen Maschine eines elektrischen Antriebes eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges.In the solution proposed according to the invention, the thickened areas of the frame structure each have flat contact sides which contact the housing, ie in particular the housing of the power electronics and the housing of the electric drive, so that electromagnetic compatibility is ensured.
In addition, the invention relates to the use of the device for sealing electrical connections between the power electronics and the electrical machine of an electrical drive of an electrically driven vehicle.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann eine, in vielerlei Geometrien ausbildbare Rahmenstruktur, bereitgestellt werden, die beispielsweise im Wege des Aluminium Druckgusses oder anderer Fertigungsverfahren hergestellt und individuell gestaltet werden kann. Die Rahmenstruktur wird in vorteilhafter Weise mit Anflachungen versehen, die sich ringartig um einen Durchbruch erstrecken, der von der verdickten Seite der Rahmenstruktur, d. h. den Aufdickungen in radiale Richtung nach innen verläuft. Die Anflachung, korrespondierend zur Rahmenstruktur umlaufend ausgebildet, dient zur Aufnahme von Mehrlippendichtungen an Ober- und Unterseite, so dass durch ein und dasselbe Bauteil sowohl eine Abdichtung des Durchbruchs zur Durchführung elektrischer Verbindungen einerseits als auch eine elektromagnetische Verträglichkeit in Bezug auf die Kontaktierung der übereinanderliegenden Gehäuse des elektrischen Antriebes erreicht werden kann.The solution proposed according to the invention makes it possible to provide a frame structure that can be embodied in many different geometries and that can be manufactured and individually designed, for example, by means of aluminum die casting or other manufacturing processes. The frame structure is advantageously provided with flattened areas which extend in a ring-like manner around an opening which extends from the thickened side of the frame structure, i. H. the thickenings in the radial direction inward. The flattened area, corresponding to the frame structure, serves to accommodate multi-lip seals on the top and bottom, so that one and the same component both seals the opening for making electrical connections on the one hand and electromagnetic compatibility with regard to the contacting of the housings on top of one another of the electric drive can be achieved.
Die Rahmenstruktur kann in individuell anpassbaren Geometrien gefertigt werden und beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein. In vorteilhafter Weise ist die Mehrlippendichtung sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite der Anflachungen aufgebracht. Die Anflachungen erstrecken sich radial in Richtung auf den Durchbruch der Rahmenstruktur ausgehend von den Aufdickungen. Zur Verbesserung der Kontaktierung der jeweils miteinander zu verbindenden Gehäuse der Leistungselektronik beziehungsweise der elektrischen Maschine, sind die Aufdickungen mit plan verlaufenden Oberseiten versehen. Mit diesen, plan verlaufenden Oberseiten, kontaktieren die Aufdickungen einerseits das Gehäuse der Leistungselektronik und andererseits auch das Gehäuse der elektrischen Maschine.The frame structure can be manufactured in individually adaptable geometries and, for example, made of aluminum. The multi-lip seal is advantageously applied both on the top and on the underside of the flat areas. The flattened areas extend radially in the direction of the opening in the frame structure, starting from the thickened areas. In order to improve the contacting of the respective housings of the power electronics or the electrical machine to be connected to one another, the thickened areas are provided with planar upper sides. With these flat upper sides, the thickenings contact the housing of the power electronics on the one hand and also the housing of the electrical machine on the other hand.
Die auf den Anflachungen vorgesehene Mehrlippendichtung umfasst eine Anzahl in einer Teilung nebeneinander liegend ausgeführter Einzellippen. Diese sind in Bezug auf ihre vertikale Höhe in Übermaß ausgeführt, so dass sich bei einer Anordnung der Rahmenstruktur im Freiraum und einer Verspannung der Gehäuse gegeneinander eine Komprimierung der Einzellippen und damit der Mehrlippendichtung ergibt. Dadurch wird eine zuverlässige und sichere Abdichtung des Durchbruches erreicht, durch den elektrische Verbindungen zwischen den miteinander verbundenen Gehäusen verlaufen.The multi-lip seal provided on the flats comprises a number of individual lips arranged next to one another in a division. These are oversized in relation to their vertical height, so that when the frame structure is arranged in the free space and the housings are braced against one another, the individual lips and thus the multi-lip seal are compressed. This achieves a reliable and secure sealing of the opening through which electrical connections run between the housings connected to one another.
Beispielsweise sind die Anflachungen in einer Dicke von wenigen Zentimillimetern ausgeführt, während beispielweise eine Teilung zwischen den Einzellippen der Mehrlippendichtung wenige Millimeter, so zum Beispiel zwei Millimeter betragen kann.For example, the flat areas are designed with a thickness of a few centimeters, while, for example, a division between the individual lips of the multi-lip seal can be a few millimeters, for example two millimeters.
Anstelle von zwei oder drei nebeneinander liegenden, in einer Teilung voneinander beabstandeten Einzellippen, kann die Mehrlippendichtung auch eine größere Anzahl von Einzellippen aufweisen, die beispielweise einen trapezförmigen Querschnitt, einen rechteckförmigen Querschnitt, einen quadratischen Querschnitt, einen ovalen Querschnitt oder auch einen kreisförmig ausgebildeten Querschnitt aufweisen können.Instead of two or three adjacent individual lips spaced apart from one another, the multi-lip seal can also have a larger number of individual lips, which have, for example, a trapezoidal cross-section, a rectangular cross-section, a square cross-section, an oval cross-section or a circular cross-section be able.
FigurenlisteFigure list
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings and the following description.
Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Draufsicht übereinander angeordneter Gehäuse von Leistungselektronik und elektrischem Antrieb, -
2 eine schematische Schnittzeichnung mit der Darstellung eines Freiraumes zwischen den Gehäusen gemäß1 , -
3 eine Ausführungsmöglichkeit der Vorrichtung zur Abdichtung zwischen den Gehäusen und -
4 eine Detailzeichnung eines Endes der Rahmenstruktur mit Aufdickung sowie Mehrlippendichtung.
-
1 a perspective top view of housings of power electronics and electric drive arranged one above the other, -
2 a schematic sectional drawing showing a free space between the housings according to FIG1 , -
3 an embodiment of the device for sealing between the housings and -
4th a detailed drawing of one end of the frame structure with thickening and multi-lip seal.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die beiden Gehäuse
Aus
Aus der Darstellung gemäß
Die Anflachungen
Aus
Wie aus der Darstellung gemäß
Aus Figur geht des Weiteren hervor, dass die Anflachung
Aus
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann sowohl eine EMV-Abdichtung
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described here and the aspects emphasized therein. Rather, a large number of modifications are possible within the range specified by the claims, which are within the scope of expert knowledge.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102017218825 A1 [0002]DE 102017218825 A1 [0002]
- DE 102016206096 A1 [0003]DE 102016206096 A1 [0003]
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102016206096A1 (en) | 2015-04-15 | 2016-12-29 | Ford Global Technologies, Llc | POWER MODULE ASSEMBLY AND METHOD |
DE102017218825A1 (en) | 2017-10-23 | 2019-04-25 | Audi Ag | Method for producing an electrical machine and electric machine |
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2020
- 2020-06-15 DE DE102020207338.4A patent/DE102020207338A1/en active Pending
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