CN111295932B - 电气部件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种电气部件（1），其包括电气零件（2）以及平坦的载体（3），电气零件（2）布置在该载体上。根据本发明的电气部件（1）还包括壳体（4），该壳体容纳载体（3）与电气零件（2），使得载体（3）上的零件（2）坐落成与载体（3）所连接到的壳体区段（5）相对。本发明具有包括柔性材料的环形罩壳（6），所述罩壳完全包围电气零件（2）并通过其第一端部（6a）承靠在载体（3）上、以及通过其第二端部（6b）承靠在壳体区段（5）上。灌封化合物（8）包围罩壳（6）内的电气零件（2）并且至少部分地填充自由体积。

Description

电气部件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种电气部件，其中电气零件嵌入壳体中的灌封化合物中。本发明还涉及一种用于制造电气部件的方法。

背景技术

在一些电气部件中，出于机械原因和热量耗散的原因，有必要将布置在电气部件的壳体中的许多大功率电气零件（诸如，例如变压器、电容器等）嵌入灌封化合物中。为此目的，电气零件通常布置在槽状的壳体结构零件中。在用所述电气零件进行电气接触并且测试所述电气零件的功能之后，将其中布置有电气零件的槽完全用灌封化合物填充。然后使灌封化合物固化，使得布置在槽中的电气零件受到机械保护（例如，免受振动的影响），并且热量能够经由灌封化合物耗散到壳体结构零件。

一个问题是，由于电气零件不再可通达，因此灌封之后在电气零件中的一个中发生的缺陷不再能够被补救，使得必须丢弃作为整体的电气部件。这在经济上是不可接受的，特别是在车辆领域中，其中这种类型的电气部件与高昂的成本相关联。该程序的另外的缺点是，例如由于设计要求，电气零件在槽状壳体中的位置无法轻易改变。因此，以所描述的方式制造电气部件在修改或衍生物的形成方面是不灵活的。此外，由于槽状壳体与灌封化合物的组合，这种类型的电气部件笨重且昂贵。

需要就制造电气部件的能力而言来简化电气部件。特别地，意图是确保如果在已制造了电气部件之后出现缺陷，则使得对有缺陷零件的部分替换也是可能的。

发明内容

本发明的目的是指定一种满足上述要求的电气部件。另外的目的是指定一种用于制造电气部件的方法。

这些目的通过根据本文提出的电气部件以及根据本文提出的电子部件的其制造方法来实现。

本发明提出了一种电气部件，其包括电气零件。电气零件布置在平坦的载体上。壳体容纳带有电气零件的载体，使得载体上的零件坐落成与载体所连接到的壳体的壳体区段相对。附加地，提供了包括柔性材料的环形罩壳，所述罩壳完全包围电气零件并通过其第一端部承靠在载体上以及通过其第二端部承靠在壳体区段上。灌封化合物包围罩壳内的电气零件并且至少部分地填充自由体积。

在本电气部件的情况下，通过提供环形罩壳，单独或多个电气零件能够以有针对性的方式被灌封化合物包围。结果是，布置在罩壳内的一个或多个电气零件受到保护而免受机械影响（例如，振动）和环境影响（例如，水分）。此外，由于还存在到壳体的连接，因此能够经由灌封化合物从一个或多个电气零件去除热量。在这种情况下，术语“环形”旨在被广义地理解。这些包括圆形罩壳形状以及不同于圆形形状的罩壳形状（例如，椭圆形或多边形罩壳形状）。重要的是，罩壳具有封闭的截面，使得灌封化合物无法经由罩壳表面离开。

电气部件能够具有一个或多个结构单元，该结构单元具有被单独地包围的电气零件或被灌封化合物单独地包围的多个电气零件。在这种类型的电气部件的情况下，其他电气零件或结构单元同样也有可能不被灌封化合物包围。结果是，如果例如由于缺陷而需要替换，则有可能从壳体中移除单独的电气零件或结构单元。结果是，布置在壳体中的另外的零件或结构单元在替换之后能够继续使用。

这种类型的电气部件首先使得需要从这种类型的电气零件进行可靠的热量耗散是可能的，所述电气零件在操作期间被加热至相当大的程度。为此，以已知的方式使用被提供有导热性质的灌封化合物。通过灌封化合物和壳体之间的热接触来去除热量。

另外的结果是改善了制造能力。特别地，在随后替换单独部件的情况下提供了更大程度的灵活性，无论它们是否被灌封化合物包围。

由于不再有必要用灌封化合物填充电气部件的整个壳体，因此能够相当大地减轻电子部件的重量。

另外的优点是改善了电气部件的不同电气零件或其他部件的布置的灵活性。

另外的有利的改进规定，平坦的载体是印刷电路板，电气零件与该印刷电路板进行电气接触。平坦的载体能够在其与罩壳相关联的主侧部上与灌封化合物接触，或不与其接触。

另外的有利的改进规定，平坦的载体在罩壳的周边内包括至少两个切口，所述切口将由罩壳围封的内部空间连接到周围区域，特别是连接到壳体内部。由于提供了至少两个切口，有可能以有针对性的方式将灌封化合物引入到内部空间中，该内部空间由罩壳、壳体区段和印刷电路板界定。

有利的是，罩壳以互锁或粘着或力配合的方式连接到载体。这使得提供用于制造电气部件的预制结构单元是可能的。特别地，结果是，简化了对电气部件的制造过程的管理。

此外有利的是，罩壳以力配合的方式连接到壳体区段。由于由柔性材料（例如，橡胶）制成的罩壳的设计，能够通过该材料以及可能地通过所述材料的成形来建立到壳体区段的足够的力配合（加压）连接。特别地，罩壳的材料的柔性性质还确保了能够在某些限度内补偿可能存在的任何公差（例如，壳体区段和印刷电路板之间的不精确的平行度）。特别地，结果是，还能够避免印刷电路板上的机械负荷。

此外有利的是，罩壳内的灌封化合物始终邻接壳体区段，而与用灌封化合物填充自由体积的程度无关。以这种方式，能够以特别简单的方式确保经由壳体有效地从电气零件去除热量，该壳体例如包括压铸件或另一种材料。在另一替代方案中，能够规定，由罩壳、壳体区段和印刷电路板形成的内部空间用灌封化合物完全填充。能够取决于所需的机械性质和关于热量去除的要求来选择由灌封化合物填充内部空间的程度。

有利的是，灌封化合物具有导热性质以便确保从一个或多个电气结构元件有效地去除热量。

另外的有利的改进规定，灌封化合物由在加工期间具有粘性性质并固化或在加工之后能够固化的类型的材料形成。灌封化合物的粘性性质允许通过切口中的一些将灌封化合物引入到罩壳的周边的内部中。当将灌封化合物引入到内部空间时被移出的空气能够通过其他切口中的一些从内部空间离开。这确保了在罩壳的内部中未产生意外的空腔。

根据有利的改进，电气结构元件是变压器。然而，原则上，由于其在操作期间的高热量输出而必须从其有效地去除热量的类型的所有电气部件都能够被视为电气结构元件。这些例如是电容器、开关元件等。

该目的还通过用于制造本文献中所描述的类型的电气部件的方法来实现。该方法包括以下步骤：提供具有壳体区段的壳体；提供结构单元，该结构单元包括具有至少两个切口的载体、电气零件和环形的柔性罩壳，其中，电气零件布置在载体上并由罩壳环绕，使得在罩壳的在其第二端部处的周边和载体之间的环形接触线被密封；将结构单元紧固到壳体，以达到如下目的：以这样的方式提供中间部件，使得零件坐落成与壳体区段相对并且罩壳以密封的方式承靠在壳体区段上；将中间部件布置成使得壳体区段沿重力方向位于载体下方；以及通过至少两个切口中的一些将灌封化合物引入到罩壳的内部中。

根据本发明设计的电气部件能够包括如上文所描述的多个结构单元。除了一个或多个结构单元之外，电气部件还能够包括另外的部件（诸如，例如电气零件、机械零件等），这些部件形成作为整体的电气部件。

在该方法的有利的改进中，作为另外的步骤，提供灌封化合物的固化，例如，通过热处理。

附图说明

下文参考附图中的示例性实施例来更详细地描述本发明。

图1示出了根据本发明的电气部件的细节的截面图示。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的电气部件1的细节。电气部件1包括壳体4，仅图示了该壳体的壳体区段5。仅仅作为示例，截面图示中的壳体区段5是平坦的设计。作为示例，壳体内部设有附图标记11，并且包围壳体的区域设有附图标记12。

结构单元13布置在壳体内部11中。结构单元13包括载体3（例如，印刷电路板（PCB））、布置在载体3上的电气零件2（在本示例性实施例中为变压器）、以及还有包括柔性材料（例如，橡胶）的环形罩壳6。除了机械地紧固电气零件2之外，载体3还用于所述电气零件的电气接触连接。为此，载体3能够以本领域技术人员已知的但图中未以任何细节图示的方式具有一个或多个印刷电路板、导线接头等。在本示例性实施例中，载体3布置成基本上平行于壳体区段5。载体3借助于图中未以任何细节图示的紧固元件连接到壳体4的壳体区段5或另一部分，使得产生了载体3相对于图中所图示的壳体区段5的相对位置。

罩壳6在其第一端部6a处以这样的方式连接到载体3，使得所述罩壳完全环绕电气零件2。罩壳6能够在其第一端部6a处以互锁、力配合或粘着的方式连接到载体3。例如，可构想粘合剂结合。

罩壳6的截面具有基本上柱形的形状，并且由于其材料性质和/或成形而被提供有略微回弹性或弹性的性质，使得其在载体3的所示的相对位置中相对于壳体区段5而被加压并支撑在壳体区段5上。这确保了罩壳6不仅在其第一端部6a（罩壳6通过该第一端部承靠在载体3上）处而且也在其第二端部6b（罩壳6通过该第二端部承靠在壳体区段5上）处密封住内部空间7，该内部空间由罩壳6、壳体区段5和载体3界定。

作为示例，载体3在罩壳6的周边内具有两个切口9、10。灌封化合物8经由这两个切口9或10中的一个被压到内部空间7中。在该过程中，被移出的空气能够通过这两个切口10或9中的另一个逸出，使得原则上有可能用灌封化合物8完全填充内部空间7。由于空气有可能从内部空间7逸出，因此无法建立防止热量经由灌封化合物8从电气零件2耗散到壳体区段5的气穴。在替代性改进中，也有可能用导热的灌封化合物8仅部分地填充内部空间7。

灌封化合物（例如，包括硅树脂）在引入到内部空间7中期间具有粘性性质。能够通过热处理步骤将灌封化合物固化到预先指定的程度。

电气部件能够包括一个或多个结构单元13（如图1中所图示）以及直接布置在壳体4中的可选地另外的部件，该电气部件是如下制造的：

在第一步骤中，提供壳体4，该壳体包括若干壳体区段5，其对应于待布置在壳体4中的结构单元13的数量。

通过将电气零件2布置在载体3上来提供相应的结构单元13。在一个变型中，能够将多于一个的电气零件布置在结构单元13中的载体3上。然后，将环形的柔性罩壳6布置在载体3上，使得罩壳6环绕电气零件2。将罩壳6连接到载体3，例如由于罩壳6的成形和壳体3的成形、由于粘着连接（例如，通过焊接）或通过粘合剂结合等。在这种情况下，罩壳6所具有的长度突出超过电气零件2。

在下一步骤中，将结构单元13以这样的方式紧固到壳体4，使得零件2坐落成与壳体区段5相对。结构单元13例如通过螺钉、螺栓和壳体的适当的对应配合零件被紧固到壳体。在该过程中，罩壳6以密封的方式变得搁靠在壳体区段5上。然后，将以这种方式形成的中间部件布置在空间中，使得壳体区段5沿重力方向位于载体3或结构单元13下方。然后，通过至少两个切口9、10中的一些将灌封化合物8引入到罩壳6的内部中。在该过程中，能够用灌封化合物8部分地或完全地填充罩壳6的内部。然后，使灌封化合物8固化。

Claims (10)

1.一种电气部件(1)，所述电气部件包括：

-电气零件(2)；

-平坦的载体(3)，所述电气零件(2)布置在所述平坦的载体上；

-壳体(4)，所述壳体容纳所述载体(3)与所述电气零件(2)，使得所述载体(3)上的所述电气零件(2)坐落成与所述载体(3)所连接到的壳体区段(5)相对；

-包括柔性材料的环形罩壳(6)，所述罩壳完全包围所述电气零件(2)并通过其第一端部(6a)承靠在所述载体(3)上、以及通过其第二端部(6b)承靠在所述壳体区段(5)上；

-灌封化合物(8)，所述灌封化合物包围所述罩壳(6)内的所述电气零件(2)并且至少部分地填充自由体积；

其中，所述平坦的载体(3)在所述罩壳(6)的周边内包括至少两个切口(9、10)，所述切口将由所述罩壳(6)围封的内部空间(7)连接到周围区域。

2.根据权利要求1所述的电气部件(1)，其特征在于，所述平坦的载体(3)是印刷电路板，所述电气零件(2)与所述印刷电路板进行电气接触。

3.根据权利要求1或2所述的电气部件(1)，其特征在于，所述罩壳(6)以互锁或粘着或力配合的方式连接到所述载体(3)。

4.根据权利要求1或2所述的电气部件(1)，其特征在于，所述罩壳(6)以力配合的方式连接到所述壳体区段(5)。

5.根据权利要求1或2所述的电气部件(1)，其特征在于，所述罩壳(6)内的所述灌封化合物(8)始终邻接所述壳体区段(5)，而与用所述灌封化合物(8)填充所述自由体积的程度无关。

6.根据权利要求1或2所述的电气部件(1)，其特征在于，所述灌封化合物(8)是导热的。

7.根据权利要求1或2所述的电气部件(1)，其特征在于，所述灌封化合物(8)由在加工期间具有粘性性质并固化或在加工之后能够固化的类型的材料形成。

8.根据权利要求1或2所述的电气部件(1)，其特征在于，所述电气零件(2)是变压器。

9.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的电气部件(1)的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供具有壳体区段(5)的壳体(4)；

-提供结构单元(13)，所述结构单元包括具有所述至少两个切口(9、10)的所述载体(3)、所述电气零件(2)和所述环形的柔性罩壳(6)，其中，所述电气零件(2)布置在所述载体(3)上并由所述罩壳(6)环绕，使得在所述罩壳(6)的在其第二端部(6b)处的周边与所述载体(3)之间的环形接触线被密封；

-将所述结构单元(13)紧固到所述壳体(4)，以达到如下目的：以这样的方式提供中间部件，使得所述电气零件(2)坐落成与所述壳体区段(5)相对并且所述罩壳(6)以密封的方式承靠在所述壳体区段(5)上；

-将所述中间部件布置成使得所述壳体区段(5)沿重力方向位于所述载体(3)下方；

-通过所述至少两个切口(9、10)中的一些将所述灌封化合物(8)引入到所述罩壳(6)的内部中。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，作为另外的步骤，所述灌封化合物(8)被固化。

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