DE102007023202B4 - Gehäuseaufbau eines Wechselrichters und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Gehäuseaufbau eines Wechselrichters und ein Verfahren zu seiner Herstellung, und insbesondere einen Gehäuseaufbau eines Wechselrichters und ein Verfahren zu dessen Herstellung, die in geeigneter Weise angewandt werden können, um die Festigkeit des Gehäuseaufbaus zu vergrößern.
- Für Wechselrichter wurden herkömmlicherweise Metallgehäuse verwendet, die durch Kombinationen aus Aluminiumdruckgusselementen und Blechen ausgebildet sind, so dass sie schwere Komponenten, wie beispielsweise einen Elektrolytkondensator und eine Kühlrippe tragen können.
-
US 3 307 894 A zeigt einen Gehäuseaufbau, der sich aus vertikalen Strukturteilen an den Ecken des Gehäuseaufbaus, Seiten-, Dach- und Bodenplatten und Längs- und Querverbindungen zusammensetzt. Die Quer- und Längsverbindungen sind im oberen Bereich des Gehäuseaufbaus auf Endplatten der vertikalen Strukturteile montiert. Im unteren Bereich sind die vertikalen Strukturteile mittels Endplatten mit der Bodenplatte verschraubt. Weitere Längsverbindungen sind im unteren Bereich des Gehäuseaufbaus zwischen den vertikalen Strukturteilen angeordnet. Längsförmige Verbindungen weißen dabei einen U-förmigen Querschnitt auf. -
EP 0 508 002 A1 beschreibt eine Kassette zum Einbau in einen Baugruppenträger, die aus vier Eckprofilabschnitten, vier Abschlussstücken, einer Frontplatte und einer Rückwand zusammengesetzt ist. -
DE 101 53 748 A1 undUS 6 657 320 B1 zeigen einen Gehäuseaufbau, bei dem zusammenhängende Rahmeneinheiten in einem großen Grundrahmen angeordnet werden. -
JP 2006 014 476 A -
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Gehäuseaufbau eines herkömmlichen Wechselrichters darstellt, und7 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die das Innere des Gehäuseaufbaus des herkömmlichen Wechselrichters darstellt. - Wie in
6 dargestellt, sind beim Gehäuseaufbau des Wechselrichters Aluminiumdruckgusselemente 101a und 101b, deren Länge im Wesentlichen der Breite des Wechselrichters entspricht, in einem oberen Teil bzw. einem unteren Teil vorgesehen. Die oberen und unteren Aluminiumdruckgusselemente 101a und 101b sind miteinander durch seitliche Blechtafeln 103a und 103b, welche Verkleidungen beider Seiten des Wechselrichters bilden, ein Rahmenblech 106 und eine hintere Platte 112 verbunden. - Ein Kühlkörper 113 und ein Elektrolytkondensator 115 sind am Rahmenblech 106 montiert, und eine obere Abdeckung 102 ist an einer Oberseite des Wechselrichters montiert. Es sei angemerkt, dass die seitlichen Blechtafeln 103a und 103b, das Rahmenblech 106 und die hintere Platte 112 mit den Aluminiumdruckgusselementen 101a und 101b durch Schrauben verbunden werden können.
- Wie in
7 dargestellt, sind Bleche, an denen Einbaukomponenten wie beispielsweise ein Hauptschaltungsanschlussblock 110 und eine Schaltungsplatine 111 montiert sind, an den seitlichen Blechtafeln 103a und 103b montiert und tragen an diesen montierte Bleche. - Beispielsweise ist ein Verfahren, bei dem eine vordere Abdeckung auf vier Trägern hoher Festigkeit für Belüftungsabdeckungen platziert wird, die an einer Deckenfläche und einer Bodenfläche montiert sind, und dann mittels Schrauben an den Trägern befestigt wird, um die zum Bearbeiten und Montieren der Bleche erforderliche Arbeitszeit zu verringern, in der offengelegten japanischen Patentpublikation
JP 2005 243 741 A - Beim Gehäuseaufbau des herkömmlichen Wechselrichters wird jedoch die Festigkeit des Gehäuses des Wechselrichters durch die oberen und unteren Aluminiumdruckgusselemente 101a und 101b, die seitlichen Blechtafeln 103a und 103b, und das Rahmenblech 106 gewährleistet. Daher werden, um schwere Komponenten wie beispielsweise einen Kühlkörper 113 und einen Elektrolytkondensator 115 in einem frühen Stadium der Montage zu installieren, die seitlichen Blechtafeln 103a und 103b an den Aluminiumdruckgusselementen 101a und 101b in einem frühen Stadium der Montage montiert, um die Gehäusefestigkeit zu gewährleisten, und daher sind den bei der Montage verwendeten Werkzeugen Einschränkungen auferlegt.
- Auch werden bei dem Gehäuseaufbau des herkömmlichen Wechselrichters die Aluminiumdruckgusselemente 101a und 101b verwendet, deren Länge im Wesentlichen der Breite des Wechselrichters entspricht, und daher sind die Formen der Aluminiumdruckgusselemente 101a und 101b durch die Breite des Wechselrichters eingeschränkt. Daher ist es erforderlich, Aluminiumdruckgusselemente 101a und 101b für jede Breite des Wechselrichters herzustellen, was hohe Kosten zur Folge hat.
- Weiter können, da Einbaukomponenten wie beispielsweise ein Hauptschaltungsanschlussblock 110 und eine Schaltungsplatine 111 an den seitlichen Blechtafeln 103a und 103b montiert sind, die im Wesentlichen ebene Gestalt haben, Fälle auftreten, bei denen durch Resonanz der seitlichen Blechtafeln 103a und 103b vibrationsanfällige Einbaukomponenten brechen. Demgemäß muss der Gehäuseaufbau des herkömmlichen Wechselrichters verstärkt werden, indem man Maßnahmen wie beispielsweise ein Einbauen von in Querrichtung verlaufenden Streben ergreift.
- Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Gehäuseaufbau eines Wechselrichters bereitzustellen, der schwere Komponenten ohne Verwendung seitlicher Blechtafeln tragen kann und bei dem Einschränkungen, die durch die Größe der Aluminiumdruckgusselemente betreffend die Breite des Wechselrichters bestehen, entfallen.
- Diese Aufgabe wird mit einem Gehäuseaufbau eines Wechselrichters gemäß Patentanspruch 1 und einem Verfahren zur Herstellung dieses Gehäuseaufbaus gemäß Patentanspruch 4 gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Bei dem beanspruchten Gehäuseaufbaus kann, da der Wechselrichter durch die Aluminiumdruckgussträger und die Blechstreben getragen werden kann, eine geeignete Gehäusefestigkeit ohne Verwendung seitlicher Blechtafeln ebener Form gewährleistet werden. Auch kann, da die Aluminiumdruckgussträger in Querrichtung durch die Blechstreben verbunden sind, die Breite des Wechselrichters durch die Abstände zwischen den Aluminiumdruckgusselementen definiert werden, und daher kann die Breite des Wechselrichters ohne Ändern der Größe der Aluminiumdruckgussträger angepasst werden.
- Aus diesem Grund können die seitlichen Blechtafeln nach dem Einbau schwerer Komponenten wie beispielsweise eines Kühlkörpers und eines Elektrolytkondensators eingebaut werden, und daher können Einschränkungen, die bezüglich der zur Montage verwendeten Werkzeuge bestehen, beseitigt werden und die Montageeffizienz verbessert werden. Auch ist es nicht erforderlich, Aluminiumdruckgussträger für eine jeweilige Breite eines Wechselrichters herzustellen, und daher kann eine Kostenerhöhung des Wechselrichters verhindert werden.
- Mit dem Gehäuseaufbau des Wechselrichters gemäß Patentanspruch 2 können die Bleche an den Aluminiumdruckgussträgern montiert werden, wobei dabei die Genauigkeit der Befestigungsorte gewährleistet wird, und es kann, bei verbesserter Montageeffizienz, auch eine geeignete Gehäusefestigkeit gewährleistet werden.
- Mit einem Gehäuseaufbau des Wechselrichters gemäß Patentanspruch 3 ist es nicht erforderlich, den Hauptschaltungsanschlussblock und die Schaltungsplatine an seitlichen Blechtafeln von ebener Form zu montieren, und daher ist es möglich, zu vermeiden, dass derartige vibrationsanfällige Einbaukomponenten durch Resonanz der seitlichen Blechtafeln brechen.
- Mit dem beanspruchten Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseaufbaus eines Wechselrichters kann, da die seitlichen Blechtafeln am Wechselrichter nach dem Einbau schwerer Komponenten, wie beispielsweise eines Kühlkörpers und eines Elektrolytkondensators, montiert werden können, ein Zugriff auf das Innere des Gehäuses erleichtert werden, wodurch die Montage vereinfacht wird. Auch können die seitlichen Blechtafeln am Wechselrichter im letzten Stadium der Montage montiert werden und dadurch eine Beschädigung der beschichteten Oberflächen der seitlichen Blechtafeln verhindert werden.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht, die einen Gehäuseaufbau eines Wechselrichters bei entfernter vorderer Abdeckung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; -
2A eine perspektivische Explosionsansicht, die zeigt, wie Aluminiumdruckgussträger an der oberen Abdeckung und an den in Querrichtung verlaufenden Blechstreben gemäß der Ausführungsform montiert werden; -
3A eine perspektivische Explosionsansicht, die darstellt, wie Aluminiumdruckgussträger und in Längsrichtung verlaufende Blechstreben gemäß der Ausführungsform montiert werden; -
3B eine perspektivische Explosionsansicht, die darstellt, wie Aluminiumdruckgussträger und in Längsrichtung verlaufende Blechstreben gemäß der Ausführungsform montiert werden; -
4 eine perspektivische Explosionsansicht, die darstellt, wie seitliche Blechtafeln beim Gehäuseaufbau des Wechselrichters gemäß der Ausführungsform montiert werden; -
5A -5H Allseitenansicht-Zeichnungen und perspektivische Ansichten, die den Aufbau eines Aluminiumdruckgussträgers gemäß der Ausführungsform darstellen; -
6 eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Gehäuseaufbau eines herkömmlichen Wechselrichters darstellt; und -
7 eine perspektivische Explosionsansicht, die das Innere des Gehäuseaufbaus des herkömmlichen Wechselrichters darstellt. -
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Gehäuseaufbau eines Wechselrichters bei entfernter vorderer Abdeckung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.2A ist eine perspektivische Explosionsansicht, die zeigt, wie Aluminiumdruckgussträger an der oberen Abdeckung und an den in Querrichtung verlaufenden Blechstreben gemäß der Ausführungsform montiert werden.3A ist eine perspektivische Explosionsansicht, die darstellt, wie Aluminiumdruckgussträger und in Längsrichtung verlaufende Blechstreben gemäß der Ausführungsform montiert werden.3B ist eine perspektivische Explosionsansicht, die darstellt, wie Aluminiumdruckgussträger und in Längsrichtung verlaufende Blechstreben gemäß der Ausführungsform montiert werden.4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die darstellt, wie seitliche Blechtafeln beim Gehäuseaufbau des Wechselrichters gemäß der Ausführungsform montiert werden. - Wie in den
1 bis4 dargestellt, sind beim Gehäuseaufbau des Wechselrichters Aluminiumdruckgussträger1a bis1d an vier Ecken des Wechselrichters angeordnet. Die Aluminiumdruckgussträger1a und1b sind miteinander in Querrichtung durch eine U-förmig gebogene Blechstrebe6a mit scharfen Biegekanten verbunden, und die Aluminiumdruckgussträger1c und1d sind miteinander in Querrichtung durch eine entsprechende U-förmige Blechstrebe6b verbunden. - Die Aluminiumdruckgussträger
1b und1d sind miteinander in Längsrichtung durch eine U-förmige Blechstrebe14a mit scharfen Biegekanten verbunden, und die Aluminiumdruckgussträger1a und1c sind miteinander in Längsrichtung durch eine entsprechende U-förmig gebogene Blechstrebe14b verbunden. Obere Abdeckungen2 und3b sind an den Aluminiumdruckgussträgern1a und1b montiert, und eine untere Abdeckung3a ist an den Aluminiumdruckgussträgern1c und1d montiert. Ein Befestigungsfuß4a ist an der unteren Abdeckung3a montiert, und ein Befestigungsfuß4b ist an der oberen Abdeckung3b montiert. - Rahmenbleche
9a und9b , an denen ein Elektrolytkondensator und ein Kühlkörper13 montiert sind, sind an den Aluminiumdruckgussträgern1a bis1d montiert, und ein Hauptschaltungsanschlussblock10 und eine Schaltungsplatine11 sind an den Blechstreben14a und14b montiert. Weiter sind seitliche Blechtafeln5a und5b jeweils an den Seiten des Wechselrichters montiert. - Beim Zusammenbauen des Gehäuseaufbaus von
1 werden die Aluminiumdruckgussträger1a bis1d jeweils an den vier Ecken des Wechselrichters angeordnet, wie in2 dargestellt. Die Blechstreben6a und6b werden an den Basen der Aluminiumdruckgussträger1a bis1d mittels Schrauben montiert, und die Aluminiumdruckgussträger1a bis1d werden in Querrichtung des Wechselrichters miteinander verbunden. Durch Ändern der Länge der Blechstreben6a und6d kann die Breite des Wechselrichters nach Belieben verändert werden. - Die oberen Abdeckungen
2 und3b und die untere Abdeckung3a werden an den Aluminiumdruckgussträgern1a bis1d befestigt, die in Querrichtung mittels Schrauben verbunden sind. Auch wird ein Rahmenblech7 an der oberen Abdeckung3b mittels Schrauben befestigt. Weiter wird der Befestigungsfuß4a an der unteren Abdeckung3a mittels Schrauben befestigt, und der Befestigungsfuß4b wird an der oberen Abdeckung3b mittels Schrauben befestigt. - Als Nächstes werden, wie in
3 dargestellt, die oberen Abdeckungen2 und3b und die untere Abdeckung3a gegeneinander gerichtet derart angeordnet, dass die Befestigungsfüße4a und4b nach außen weisen. Die Blechstreben14a und14b werden dann an den Aluminiumdruckgussträgern1a bis1d mittels Schrauben befestigt, so dass die Aluminiumdruckgussträger1a bis1d in Längsrichtung des Wechselrichters verbunden werden. Durch Ändern der Längen der Blechstreben14a und14b kann die Länge des Wechselrichters in Längsrichtung nach Belieben verändert werden. - Die Rahmenbleche
9a und9b werden dann an den Aluminiumdruckgussträgern1a bis1d befestigt, die in Längsrichtung des Wechselrichters mittels Schrauben verbunden sind, und der Elektrolytkondensator und der Kühlkörper13 werden an den Rahmenblechen9a und9b montiert. Eine Blechtafel8 und eine rückwärtige Platte12 werden dann an den Aluminiumdruckgussträgern1a bis1d mittels Schrauben befestigt. - Als Nächstes werden, wie in
14 dargestellt, der Hauptschaltungsanschlussblock10 und die Schaltungsplatine11 an den Blechstreben14a und14b montiert, die mit den Aluminiumdruckgussträgern1a bis1d verbunden sind, und danach werden die seitlichen Blechtafeln5a und5b an den Aluminiumdruckgussträgern1a bis1d und den Blechstreben14a und14b mittels Schrauben befestigt. - Als Folge können die Aluminiumdruckgussträger
1a bis1d und die Blechstreben6a ,6b ,14a und14b den Wechselrichter tragen, und eine geeignete Gehäusefestigkeit kann ohne die Verwendung der seitlichen Blechtafeln5a und5b von ebener Form gewährleistet werden. Auch kann, da die Aluminiumdruckgussträger1a bis1d in Querrichtung durch die Blechstreben6a und6b verbunden sind, die Breite des Wechselrichters durch die Abstände zwischen den Aluminiumdruckgussträgern1a bis1d definiert werden, und daher kann die Breite des Wechselrichters ohne Verändern der Größe der Aluminiumdruckgussträger1a bis1d angepasst werden. - Aus diesem Grund können die seitlichen Blechtafeln
5a und5b nach dem Einbau schwerer Komponenten wie beispielsweise eines Kühlkörpers13 und eines Elektrolytkondensators eingebaut werden, und daher können Einschränkungen, die bezüglich der zur Montage verwendeten Werkzeuge bestehen, beseitigt werden und die Montageeffizienz verbessert werden. Auch ist es nicht erforderlich, Aluminiumdruckgussträger1a bis1d für eine jeweilige Breite eines Wechselrichters herzustellen, und daher kann eine Kostenerhöhung des Wechselrichters verhindert werden. -
5A -5H sind Allseitenansicht-Zeichnungen bzw. perspektivische Ansichten, die den Aufbau eines Aluminiumdruckgussträgers gemäß der Ausführungsform darstellen - Wie in
5 dargestellt, sind die Aluminiumdruckgussträger1a bis1d mit Blechbefestigungsgewindebohrungen21a bis21k , Blechstrebenbefestigungskerben22a und22b , und Einheit-Aufhänglöchern23a und23b versehen. Andererseits können die Blechstreben6a ,6b ,14a und14b gebördelt sein, insbesondere derart, dass sie mit Befestigungslöchern mit diese umgebenden Kragen oder Ansätzen versehen sind. - Bleche, wie beispielsweise die Blechstreben
6a ,6b ,14a und14b , und die Rahmenbleche9a und9b sind an den Aluminiumdruckgussträgern1a bis1d mittels Schrauben befestigt, die in die Blechbefestigungsgewindebohrungen21a bis21k eingeschraubt sind, und Bleche, wie beispielsweise Blechstreben6a und6b , sind in die Blechstrebenbefestigungskerben22a und22b eingesetzt. - Demzufolge ist es möglich, Bleche an Aluminiumdruckgussträgern
1a bis1d zu montieren, wobei dabei eine angemessene Genauigkeit der Befestigungsorte gewährleistet wird. Daher ist es möglich, eine geeignete Gehäusefestigkeit zu gewährleisten, wobei dabei die Montageeffizienz verbessert wird. - Zwar sind bei der vorliegenden Ausführungsform die Aluminiumdruckgussträger
1a bis1d an den vier Ecken des Wechselrichters angeordnet, jedoch ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt, sondern die Gehäusefestigkeit kann weiter dadurch vergrößert werden, dass die Anzahl der Träger vergrößert wird, beispielsweise können zusätzliche Aluminiumdruckgussträger in Längsrichtung des Wechselrichters vorgesehen sein. Das heißt, die Anzahl der Aluminiumdruckgussträger kann in Abhängigkeit von der erforderlichen Gehäusefestigkeit festgelegt werden.
Claims (4)
- Gehäuseaufbau eines Wechselrichters, aufweisend: Aluminiumdruckgussträger (1a-d), die an mindestens vier Ecken des Wechselrichters angeordnet sind; und U-förmig gebogene Blechstreben (6a-b, 14a-b) mit scharfen Biegekanten, wobei die Blechstreben (6a-b, 14a-b) die Aluminiumdruckgussträger (1a-d) in Querrichtung und in Längsrichtung des Wechselrichters verbinden, wobei die Aluminiumdruckgussträger (1a-d) Blechbefestigungsgewindebohrungen (21a-k) zum Befestigen von Blechen, Blechstrebenbefestigungskerben (22a-b) zum Befestigen von Blechstreben und Einheit-Aufhänglöcher (23a-b) zum Aufhängen des Wechselrichters aufweisen, und wobei die Aluminiumdruckgussträger (1a-d) im Wesentlichen kreuzförmig sind mit einem vertikalen Abschnitt der die Blechstrebenbefestigungskerben (22a-b) aufweist, die dazu geeignet sind, die Blechstreben bündig aufzunehmen, und einem horizontalen Abschnitt, der integral mit dem vertikalen Abschnitt verbunden ist und der die Einheit-Aufhänglöcher (23a-b) aufweist, wobei der horizontale Abschnitt derart zu dem vertikalen Abschnitt angeordnet ist, dass jeweils ein Einheit-Aufhängeloch (23a-b) rechts und links zu dem vertikalen Abschnitt positioniert ist.
- Gehäuseaufbau eines Wechselrichters nach
Anspruch 1 , bei dem: die Blechstreben (6a-b, 14a-b) Bördelungen zur Befestigung der Aluminiumdruckgussträger (1a-d) aufweisen. - Gehäuseaufbau eines Wechselrichters nach einem der
Ansprüche 1 und2 , bei dem ein Hauptschaltungsanschlussblock (10) und eine Schaltungsplatine (11), die in den Wechselrichter eingebaut sind, an den Blechstreben (6a-b, 14a-b) montiert sind, welche die Aluminiumdruckgussträger (1a-d) in Längsrichtung des Wechselrichters verbinden. - Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseaufbaus eines Wechselrichters gemäß zumindest einem der
Ansprüche 1 -3 , beinhaltend: einen Schritt, bei dem erste U-förmige Blechstreben (6a-b) mit Basen von Aluminiumdruckgussträgern (1a-d) verbunden werden, die an mindestens vier Ecken des Wechselrichters angeordnet sind, und zwar in Querrichtung des Wechselrichters; einen Schritt, bei dem obere Abdeckungen und eine untere Abdeckung an den Aluminiumdruckgussträgern (1a-d) montiert werden, die in Querrichtung des Wechselrichters verbunden sind; einen Schritt, bei dem zweite U-förmige Blechstreben (14a-b) mit den Aluminiumdruckgussträgern (1a-d) in Längsrichtung des Wechselrichters angeschlossen werden, wobei die zweiten U-förmigen Blechstreben (14a-b) in den Blechstrebenbefestigungskerben (22a-b) bündig angeordnet werden; einen Schritt, bei dem Rahmenbleche, an denen ein oder mehrere Elektrolytkondensatoren und ein oder mehrere Kühlkörper zu montieren sind, an den Aluminiumdruckgussträgern (1a-d) montiert werden, die durch die zweiten U-förmigen Blechstreben (14a-b) in Längsrichtung des Wechselrichters miteinander verbunden sind; einen Schritt, bei dem ein Hauptschaltungsanschlussblock (10) und eine Schaltungsplatine (11) an den zweiten U-förmigen Blechstreben (14a-b) montiert werden, die die Aluminiumdruckgussträger (1a-d) in Längsrichtung des Wechselrichters verbinden; und einen Schritt, bei dem seitliche Blechtafeln am Wechselrichter montiert werden, nachdem der Hauptschaltungsanschlussblock (10) und die Schaltungsplatine (11) an den U-förmigen Blechstreben (6a-b, 14a-b) montiert wurden.
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