CN210900081U

CN210900081U - 电部件

Info

Publication number: CN210900081U
Application number: CN201920476419.2U
Authority: CN
Inventors: 克里斯蒂安·克拉克森贝格; 托马斯·莱特纳
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2020-06-30
Anticipated expiration: 2029-04-10
Also published as: DE102018108410B4; DE102018108410A1

Abstract

本实用新型涉及一种电部件(1)，所述电部件(1)带有由第一塑料材料制成的至少一个壳体部(2、3)。此外，所述部件(1)具有至少一个插入部(6、6')，所述插入部(6、6')带有由导热的第二塑料材料制成的至少一个散热元件(7、7')。在此，所述插入部(6、6')嵌入到所述壳体部(2、3)内。此外，本实用新型涉及用于此部件(1)的制造方法。

Description

电部件

技术领域

本发明一般地涉及电部件的散热。

背景技术

电部件或电子部件的散热总是这些部件开发中的巨大挑战。在该部件具有塑料制成的壳体部的情况下尤其是如此，因为塑料具有不良的导热性。

但在车辆中，对于例如保险盒、高压箱、电池系统、电子模块等，经常需要将壳体部设计为封闭的或甚至密封的系统，以保护安置在其内的电部件不受外部影响。这附加地使得电部件的散热困难。由于散热不足可能在此形成热点，所述热点通常必须通过大的金属面或金属体积散热，所述金属面或金属体积并非在电方面是需要的，而仅用于散热。特别地在使用铜或其他高成本的金属时，这在部件成本方面是缺点。在最不利的情况下，不可完全地避免热点，这特别地在热敏感的电子部件的情况中对于寿命可能具有不利的影响。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，通过使用构造上尽可能简单的方式实现改进电部件散热的可能性。

本发明涉及电部件，所述电部件在概念上包含电子部件。相应地，部件也可具有带有电路的电路板。部件特别地适合于使用在车辆内，且在其运行期间可至少部分地产生热，例如由于电流产生热，例如在电子电路或在电接口运行时。

该部件具有由第一(基础)塑料材料制成的壳体部。壳体部可以是壳体基部或壳体盖，所述壳体基部或壳体盖作为第一壳体部(壳体基部)和第二壳体部(壳体盖)可互补地协作形成自身封闭的壳体。第一塑料材料可例如是适合于注塑的塑料，例如PA、PA6、PA66、PBT、PES、POM等。

此外，部件具有至少一个插入部，所述插入部带有由与第一塑料材料不同的、导热的第二塑料材料制成的至少一个散热元件，其中导热的塑料材料可理解为可掺有可导热的填充物的塑料，以提高导热性。此塑料材料在市场上可购得且可适合于注塑。在此，第一插入部嵌入到壳体部内，其中嵌入可特别地理解为在多组分注塑过程中将插入部包封注塑在第一塑料材料内，且因此壳体部和插入部形成混合的一体部。在方法技术方面，插入部也可考虑为多组分注塑过程的预注坯件。

以此构造明显改进了部件的散热，因为导热的第二塑料材料可与部件的待散热的部分直接接触。插入部可在此有针对性地以第二塑料材料成形，而对于更大体积的壳体部可使用成本更低的第一塑料材料。但电部件可使用常规的多组分注塑方法制造。

有利的改进方案建议，插入部可部分地穿过壳体部。因此，例如壳体基部的底面或壳体盖的顶面可被插入部穿过，其中穿过可理解为在此部分上第一塑料材料完全地被第二塑料材料替代。由此，可特别地在封闭的壳体的情况中进一步改进散热，因为插入部可将壳体内部内出现的热直接释放到壳体环境中。

为实现插入部到部件的环境的直接热传输面，可在壳体部的外面上将第一塑料材料和第二塑料材料相互齐平地布置。由此，插入部的面形成壳体部的外面的部分，且可将待导出的热直接释放到环境中。在此，可使得壳体部的外面例如靠放在车身部分上，使得附加地实现向车身部分的良好的热导出。

在最简单的情况中，散热元件可以是由实体材料制成的塑料圆顶。所述塑料圆顶可具有不同的几何形状，且可布置在第一壳体部内、第二壳体部内或第一以及第二壳体部内。如果例如应对电路板上的电路进行散热，则散热元件可通过直接接触产生电路板的待散热的热点向壳体环境的导热连接。

作为其替代，电组件可接收在散热元件内，所述电组件至少部分地被第二塑料材料包围。特别地，电组件可通过以第二塑料材料的包封注塑被嵌入到所述第二塑料材料内。组件例如是接触销、套筒、汇流排等。被证明特别有利的是组件是由金属原料制成的电接触部。在此，第二塑料材料直接包围金属原料且因此可特别好地导出热。

如果在组件上的第二塑料材料在所述组件的两个端侧被空出，则可将更多的热释放到环境中。通过端侧的一个可例如实现通向电缆靴、插头接触部等的电接触。通过另一个端侧可进一步有利于热导出，因为在此处也可根本不布置塑料。根据应用，特别地在组件应被电绝缘时，在端侧上可布置由第二塑料材料制成的例如具有冕环的形式的至少一个塑料环。

为通过第二塑料材料可导出特别多的热，可有利的是在组件和第一壳体部之间总是布置第二塑料材料。

有利的改进方案建议，在插入部内将两个或多个组件通过第二塑料材料相互连接。例如，两个或多个接触销、套筒、汇流排或电子组件可通过第二塑料材料相互连接。更多的组件优选地处在共同的平面内，在所述平面内第二塑料材料形成热传输面。以此可特别地在接触销和套筒的情况中附加地实现位置正确的布置。因为所述接触销和套筒可使用第二塑料材料相对简单且过程安全地被包封注塑，其中在插入部成形时无需考虑相邻组件的另外的轮廓。

为实现最优的热导出且同时良好的机械强度，可使得由第二塑料材料制成的筋条分别在多个组件之间延伸。筋条可成形为使其至少在一侧上形成尽可能大的热传输面。

为形成冷却肋片的形式，第二塑料材料可突出过第一壳体部的内面。在此，壳体部可具有相对低的壁厚，而第二塑料材料至少部分地、例如以冷却肋片突伸出第一塑料材料。除改进冷却效果外，同时提高了插入部的机械强度以及刚度。

为实现与第一塑料材料的尽可能好的形状配合和/或施力配合连接或至少以几何形状支持的连接，第二塑料材料可沿组件的纵向延伸方向形成底切。特别地，底切可相对于壳体部形成。

另外的有利的实施方式建议，插入部具有第一面以及与所述第一面对置的第二面，且第二面大于第一面。优选地，第二面是外面，所述外面因此是大的热导出面。

此外，作为有利的改进方案，可在第一面和第二面之间设计凸肩，所述凸肩实现了插入部在注塑模具内的更简单的包封注塑。但也可将散热元件成形为锥形或将散热元件在一侧或两侧倒角。

为从注塑模具中将插入部脱模且为实现改进的热导出，已被证明有利的是将第二面向第一壳体部的外侧布置。因此，插入部可沿主脱模方向从模具中导出，使得不必设置特别的模具。同时，有利于与第一塑料材料的良好的形状配合和/或施力配合的连接。

如果第一面和第二面之间的凸肩具有向着壳体部的内侧的边棱，则进一步有利于包封注塑和与第一塑料材料的连接。以此方式，可强化与第一塑料材料的形状配合和/或施力配合的连接。

附图说明

下文中通过参考附图解释本发明的有利的实施例。各图为：

图1在透视俯视图中示出了根据本发明的实施例的带有第一壳体部的电部件，

图2在透视底视图中示出了根据本发明的实施例的带有第一壳体部的电部件，

图3在俯视图中示出了根据本发明的实施例的带有第二壳体部的电部件，

图4在透视俯视图中示出了根据本发明的实施例的用于电部件的插入部，

图5在透视下视图中示出了根据本发明的实施例的用于车辆电部件的插入部，

图6在透视侧视图中示出了插入部的子部分，和

图7示出了根据本发明的实施例的制造方法的流程图。

附图仅是示意性图示且仅用于解释本发明。相同的或作用相同的元件在各处被提供以相同的附图标号。

具体实施方式

图1在俯视图中示出了电部件1的部分，其中，所述电部件在此典型地是用于车辆的主保险盒。电部件具有第一壳体部2，所述第一壳体部2具有壳体基部的形式，具有壳体盖的形式的互补的第二壳体部3(见图3)可安放到所述第一壳体部2上。第一壳体部2由第一塑料材料注塑成，所述第一塑料材料例如是PA或另外的合适的塑料材料。此外，第一壳体部2具有底部4以及侧壁5。

此外，部件1具有嵌入到底部4的第一塑料材料内的注塑的插入部6，所述插入部6具有多个、在此典型地六个散热元件7，以及相同数量的容纳在所述散热元件7内的电组件8。这些电组件8在此典型地设计为具有金属接触销的形式的电接触部，具有电缆靴的形式的相对接触件可插到所述电接触部上且然后被旋紧。在插入部6内成形由第二塑料材料制成的散热元件7。第二塑料材料与更廉价的第一塑料材料相比是导热的塑料材料，其中，第二塑料材料例如是带有导热的填充物的合适的塑料。各组件8通过第二塑料材料相互连接，所述第二塑料材料在此典型地以笼形的方式作为散热元件7包围相应的组件8。如在图1中所示，第二塑料材料作为散热元件7沿周向方向完全地包围相应的组件8，使得在组件8和第一壳体部2的第一塑料材料之间不存在直接接触，而是总是在其间布置第二塑料材料。

插入部6的第二塑料材料以筋条9的形式在相应的散热元件7之间延伸，因此分别在相邻的散热元件7之间延伸，所述筋条9具有至少部分地设计为平的基础部分10，所述基础部分10带有第一面11(见图4)和与之对置的第二面12(见图2)，且所述筋条9具有一个或多个肋片13。在根据图 1的图示中，第一面11形成插入部6的内面，且第二面12形成插入部6的外面。肋片13在此垂直竖立在第一面11上。圈形的散热元件7向内突伸入底部4，即突伸入第一壳体部2的内面，且因此形成大的热导出面。肋片13 也向内突伸入底部4，且因此可作为冷却肋片起作用。如在图1中典型地示出，根据应用情况、热点形成等，仅唯一的或多个肋片13在组件8之间延伸。筋条9的基础部分10的材料厚度在底部4的区域内可大致对应于第一塑料材料的材料厚度。

在图2中现在在下视图中示出了部件1。可见，现在可见的插入部6的侧，即筋条9的第二面12或散热元件7的外侧，与第二壳体部2的底部4 的外面齐平。此外，第二塑料材料在相应的组件8的一个端侧上被空出，使得所述第二塑料材料在此处形成圆环或一种冕环。由此，相应的组件8的金属原料在端侧露出，且组件8总是向外被绝缘且第一壳体部2也被密封，但可有利于从组件8向外的直接热导出。

图3示出了第二壳体部3，所述第二壳体部3设计为与第一壳体部2互补的壳体盖。此第二壳体部3也由第一塑料材料形成，其中在此带有由第二塑料材料制成的多个散热元件7’的插入部6’嵌入到第一塑料材料内。与第一壳体部2的情况不同，在散热元件7’内不容纳电组件8，而是相应的散热元件7’由实体材料制成，即完全地由第二塑料材料制成。在此实施例中，散热元件7’因此是塑料圆顶，所述塑料圆顶在此典型地形成为圆柱形。在将第二壳体部3与第一壳体部2对接时，相应的散热元件7’抵靠第二壳体部2的组件8或与之直接接触，使得也可通过壳体盖3附加地从组件8导出热。插入部6’在此实施例中除组件8外与插入部6具有相同的构造，即也具有带有基础部分10’以及面11’、12’和肋片13’的筋条9’。

在图4中，插入部6(页类似于插入部6’)作为单独组件示出。可见，相应的散热元件7以圈形形式围绕相应的组件8，其中散热元件7在直观观察上如同被安放到第一面11上。在第一面11和第二面12之间的过渡区域内将散热元件7和基础部分10倒角，使得第二面12大于第一面11。这一方面导致通过根据图1至图3形成相应的壳体部2、3的外面的第二面12可释放更多的热，且另一方面有利于第一塑料材料和第二塑料材料之间的连接或固定保持。

图5示出了图4中的插入部6，现在在底视图中示出。可见，第二面12 在原理上设计为平的，在此实施例中组件8的端面的仅一个部分典型地以圆形方式被空出。

在图6中在侧视图中示出了插入部6的部分。在此可见第一倒角14和 (几乎与之镜面对称的)第二倒角15，所述第一倒角14和第二倒角15在相互组合时形成沿散热元件7的纵向延伸方向的底切，或形成在此实施例中沿组件8的纵向延伸方向的底切。此底切有利于第一塑料材料和第二塑料材料之间的固定保持。此外，从图6出发，第二塑料材料在此作为散热元件7在整个周向上包围组件8。

前述部件1或第一壳体部2与第二壳体部3可使用如下所述的方法制造。

方法可使用(未示出的)注塑模具以多组分注塑方法执行。

首先，在步骤S1中由导热的第二塑料材料进行散热元件7、7’的成形，其中以此形成插入部6、6’。涉及到注塑，插入部6、6’形成用于随后的过程步骤的预注坯件的形式。

在选择性的步骤S11中，随着散热元件7的成形也可使用第二塑料材料包封注塑组件8。在此情况中，因此实现将组件8作为用于步骤S1的插入部插入到注塑模具内。

在第二步骤S2中，然后以与第二塑料材料不同的第一塑料材料包封注塑插入部6，以用于成形相应的壳体部2、3。

图7作为流程图示出了前述方法。

从所图示的实施例出发，本发明可在多个方面中改变。因此，例如可将散热元件7用于电子器件的散热，所述电子器件例如为电路板上的电路设备，这以如下方式实现，即通过将散热元件7靠放在待散热的热点上形成电子器件和壳体部2、3之间的导热的连接。在一些应用情况中，可将导热的第二塑料材料附加地构造为可导电。

附图标记列表

1 电子部件

2 第一壳体部(例如，壳体基部)

3 第二壳体部(例如，壳体盖)

4 底部

5 侧壁

6、6’ 插入部

7、7’ 散热元件

8 电组件(例如，接触销、接触套筒等)

9、9’ (连接)筋条

10、10’ 基础部分

11、11’ 第一面(例如，内面)

12、12’ 第二面(例如，外面)

13、13’ 肋片

14 第一倒角

15 第二倒角。

Claims

1.一种电部件(1)，其特征在于，带有

-由第一塑料材料制成的至少一个壳体部(2、3)，和

-带有由导热的第二塑料材料制成的至少一个散热元件(7)的至少一个插入部(6)，

其中，所述插入部(6)嵌入到所述壳体部(2、3)内。

2.根据权利要求1所述的电部件(1)，其特征在于，所述插入部(6)部分地穿过所述壳体部(2、3)。

3.根据权利要求1或2所述的电部件(1)，其特征在于，在所述壳体部(2、3)的外面上所述第一塑料材料和所述第二塑料材料相互齐平地布置。

4.根据权利要求1或2所述的电部件(1)，其特征在于，所述散热元件(7)是由实体材料制成的塑料圆顶。

5.根据权利要求1所述的电部件(1)，其特征在于，在所述散热元件(7)内容纳电组件(8)，所述电组件(8)至少部分地被所述第二塑料材料包围。

6.根据权利要求5所述的电部件(1)，其特征在于，所述第二塑料材料在所述组件(8)上在两个端侧上被空出。

7.根据权利要求5或6所述的电部件(1)，其特征在于，在所述组件(8)和所述壳体部(2、3)之间总是布置所述第二塑料材料。

8.根据权利要求5或6所述的电部件(1)，其特征在于，在所述插入部(6)内，两个或多个组件(8)通过所述第二塑料材料相互连接。

9.根据权利要求8所述的电部件(1)，其特征在于，各一个由所述第二塑料材料制成的筋条(9)在多个所述组件(8)之间延伸。

10.根据权利要求1或2所述的电部件(1)，其特征在于，所述第二塑料材料突伸出所述壳体部(2、3)的内面。

11.根据权利要求1或2所述的电部件(1)，其特征在于，所述第二塑料材料沿所述散热元件(7)的纵向延伸方向形成底切。

12.根据权利要求1或2所述的电部件(1)，其特征在于，所述插入部(6)具有第一面(11)以及与所述第一面(11)对置的第二面(12)，且所述第二面(12)大于所述第一面(11)。