Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Elektronikgehäuse sowie auf die Herstellung desselben. Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein modulares Elektronikgehäuse-System und auf ein modulares Wandler-System.Embodiments of the present invention relate to an electronics housing as well as the manufacture thereof. Further embodiments relate to a modular electronics housing system and to a modular transducer system.
Wandler, wie z. B. DC/DC-, AC/DC-, DC/AC- oder AC/AC-Wandler, dienen zur Spannungswandlung bzw. Frequenzumrichtung. Solche Wandler bzw. Umrichter werden häufig mittels Halbleiterbausteinen realisiert, wobei aufgrund der hohen zu übertragenden elektrischen Leistungen Leistungselektronik verwendet wird. Aufgrund der hier vorhandenen hohen Leistungsdichte werden die Wandler typischerweise aktiv oder passiv gekühlt, um die thermische Verlustleistung abzuführen. Hierbei erfolgt eine thermische Kopplung der Leistungselektronik an einen Kühlkörper oder an einen mit einem Flüssigkeitskühlkreislauf verbundenen Flüssigkeitskühler.Transducer, such. As DC / DC, AC / DC, DC / AC or AC / AC converter, are used for voltage conversion or frequency conversion. Such converters or inverters are often realized by means of semiconductor components, power electronics being used due to the high electrical powers to be transmitted. Due to the high power density present here, the converters are typically actively or passively cooled in order to dissipate the thermal power loss. In this case, there is a thermal coupling of the power electronics to a heat sink or to a connected to a liquid cooling circuit liquid cooler.
Im Zuge der zunehmenden Elektromobilität kommen die oben genannten Wandler in Fahrzeugen, wie z. B. PKWs oder auch Nutzfahrzeugen (z. B. Busse, LKWs, Landwirtschaftsfahrzeuge) im Haupt- oder Nebentrieb bzw. für Nebenaggregate (z. B. Lüftung, Lenkhilfspumpe, Kompressor, Wasserpumpe, usw.) zum Einsatz. Hierdurch ergeben sich insbesondere hinsichtlich NVH (noise vibration harshness = Geräuschvibrationrauheit), EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) und hinsichtlich Abdichtung (z. B. Spritzschutz, Schutzklasse IP6K9K) neue Anforderungen an solche Wandler, deren Kühlung und insbesondere an deren Gehäuse. Da ferner die Einsatzgebiete variieren, ergeben sich weitere Anforderungen hinsichtlich Flexibilität der Wandler-Systeme.In the wake of increasing electric mobility, the above converter in vehicles, such. As cars or commercial vehicles (eg buses, trucks, agricultural vehicles) in the main or secondary drive or auxiliary equipment (eg ventilation, power steering pump, compressor, water pump, etc.) are used. This results in particular in terms of NVH (noise vibration harshness = noise vibration roughness), EMC (electromagnetic compatibility) and sealing (eg splash guard, protection class IP6K9K) new requirements for such converters, their cooling and in particular to the housing. Further, as the applications vary, there are further requirements in terms of flexibility of the transducer systems.
Deshalb ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Konzept für Wandler-Systeme und das zugehörige Elektronikgehäuse zu schaffen, welches einen verbesserten Kompromiss aus flexiblem, anforderungsgerechtem und herstellungsgerechtem Design darstellt.It is therefore an object of the present invention to provide a concept for transducer systems and the associated electronics housing, which represents an improved compromise of flexible, requirement-oriented and production-oriented design.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Elektronikgehäuse gemäß Anspruch 1, ein modulares Elektronikgehäuse-System gemäß Anspruch 14, ein modulares Wandler-System gemäß Anspruch 17 und durch ein Verfahren zur Herstellung eines Elektronikgehäuses gemäß Anspruch 19 gelöst.The object of the present invention is achieved by an electronics housing according to claim 1, a modular electronics housing system according to claim 14, a modular transducer system according to claim 17 and by a method for manufacturing an electronics housing according to claim 19.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen ein Elektronikgehäuse mit einem ersten Flansch und einem zweiten Flansch. Der erste Flansch weist einen Teil einer ersten Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung auf, während der zweite Flansch einen Teil einer zweiten Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung aufweist, wobei der Teil der ersten Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung und der Teil der zweiten Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung derartige Geometrien aufweisen, dass der erste Flansch des Elektronikgehäuses mit einem zweiten Flansch eines weiteren gleichartigen Elektronikgehäuses formschlüssig verbindbar ist.Embodiments of the present invention provide an electronics housing having a first flange and a second flange. The first flange has a part of a first projection-recess connection, while the second flange has a part of a second projection-recess connection, wherein the part of the first projection-recess connection and the part of the second projection-recess connection Such geometries have that the first flange of the electronics housing with a second flange of another similar electronics housing is positively connected.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung basieren darauf, dass ein Elektronikgehäuse, z. B. für einen Wandler oder Umrichter, mechanisch modular aufgebaut ist, so dass durch Kombination mehrerer Elektronikgehäuse eine Skalierbarkeit das gesamten Gehäuses und somit der integrierten Elektronik erreicht wird. Folglich besteht der Vorteil, dass eine beliebige Zahl an Elektronikgehäusen bzw. der darin integrierten Elektronik bedarfsweise zusammengesteckt werden können, was insbesondere hinsichtlich Bauraum und Gewicht vorteilhaft ist, da nicht für jedes zusätzliche Elektronikmodul weitere Peripherie, wie z. B. Deckel, Kühlflüssigkeitsanschuss und/oder Verkabelung vorgesehen werden muss. Hierbei weist jedes Elektronikgehäuse auf einer ersten Seite einen ersten Flansch und auf einer zweiten (beispielsweise gegenüberliegenden) Seite einen zweiten Flansch auf, wobei der erste Flansch das Gegenstück zu dem zweiten Flansch ist, so dass ein erstes Elektronikgehäuse auf Seiten des ersten Flansches um ein weiteres Elektronikgehäuse über dessen zweiten Flansch erweitert werden kann. Die Flanschverbindung basiert hierbei auf einer sogenannten Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung, wie z. B. einer Feder-Nut-Verbindung oder einer ähnlichen Steckverbindung, die zumindest die Freiheitsgrade in Querrichtung zwischen zwei zusammengesteckten Elektronikgehäusen einschränkt.Embodiments of the present invention are based on the fact that an electronics housing, for. B. for a converter or inverter, mechanically modular, so that by combining multiple electronics housing scalability, the entire housing and thus the integrated electronics is achieved. Consequently, there is the advantage that any number of electronics housings or the electronics integrated therein can be plugged together as needed, which is particularly advantageous in terms of space and weight, since not for each additional electronics module more peripherals, such. B. cover, Kühlflüssigkeitsanschuss and / or wiring must be provided. Here, each electronics housing on a first side a first flange and on a second (for example opposite) side a second flange, wherein the first flange is the counterpart to the second flange, so that a first electronics housing on the side of the first flange to another Electronics housing can be extended via the second flange. The flange is based on a so-called projection-recess connection, such as. As a tongue and groove connection or a similar connector that limits at least the degrees of freedom in the transverse direction between two assembled electronics housings.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen weist diese Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung auf Seiten des ersten Flansches eine (z. B. umlaufende) Feder und auf Seiten des zweiten Flansches eine (z. B. ebenfalls umlaufende) Nut auf. Eine solche Nut bzw. Feder kann z. B. beim Spritzgießen mit den passenden Toleranzen hergestellt werden, so dass auch ohne spanende Nachbearbeitung die Funktion sichergestellt ist. Da typischerweise durch eine derartige Nut-Feder-Verbindung vor allem die Freiheitsgrade in Querrichtung (Querkräfte) eingeschränkt werden, weist jeder Flansch entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen ein oder mehrere Schraubenaufnahmen auf, mittels welchen die Längsverbindung sichergestellt werden kann.According to further exemplary embodiments, this projection-recess connection has a (eg circumferential) spring on the side of the first flange and a (for example likewise circumferential) groove on the side of the second flange. Such a groove or spring may, for. B. in injection molding can be made with the appropriate tolerances, so that even without machining finishing the function is ensured. Since, in particular, the degree of freedom in the transverse direction (transverse forces) is typically limited by such a tongue and groove connection, each flange has correspondingly further exemplary embodiments one or more screw receptacles by means of which the longitudinal connection can be ensured.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann das Elektronikgehäuse einen integrierten Kühlkörper aufweisen, der beispielsweise Kühlflüssigkeitskanäle für eine Flüssigkeitskühlung aufweist. Hierbei können vorteilhafterweise mittels der Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung die Kühlkörper bzw. genauer die Kühlflüssigkeitskanäle so miteinander verbunden werden, dass eine serielle Durchspülung mit Kühlflüssigkeit aller Kühlkörper stattfindet. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann an dem ersten und/oder dem zweiten Flansch eine Dichtung, wie z. B. eine Ohrring-Dichtung oder eine angespritzte Dichtung, zur Abdichtung der Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung bzw. der Kühlflüssigkeitskanäle vorgesehen sein.According to further embodiments, the electronics housing may have an integrated heat sink, which has, for example, cooling liquid channels for liquid cooling. Here, advantageously, by means of the projection-recess connection, the cooling body or more precisely the cooling liquid channels so be connected to each other, that a serial flushing with coolant of all heat sinks takes place. According to further embodiments, at the first and / or the second flange, a seal, such. B. an earring seal or a molded seal, be provided for sealing the projection-recess connection or the cooling liquid channels.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
1 eine schematische Schnittdarstellung eines Elektronikgehäuses gemäß einem Ausführungsbeispiel; 1 a schematic sectional view of an electronics housing according to an embodiment;
2a eine schematische, perspektivische Darstellung eines Elektronikgehäuses mit integriertem Kühlkörper gemäß einem Ausführungsbeispiel; 2a a schematic, perspective view of an electronics housing with integrated heat sink according to an embodiment;
2b, 2c schematische, perspektivische Darstellungen von Deckeln für das Elektronikgehäuse aus 2a; und 2 B . 2c schematic, perspective views of covers for the electronics housing 2a ; and
3 eine schematische Explosionsdarstellung eines modularen Elektronikgehäuse-Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel. 3 a schematic exploded view of a modular electronics housing system according to an embodiment.
Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer austauschbar bzw. aufeinander anwendbar ist.Before embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the figures, it is pointed out that identical or equivalent elements are provided with the same reference numerals, so that the description of which is interchangeable or mutually applicable.
1 zeigt ein Elektronikgehäuse 10, beispielsweise ein würfelförmiges oder quaderförmiges Elektronikgehäuse in der Schnittdarstellung AA (vgl. dreidimensionale Darstellung), wobei in einem Innenvolumen 12 des Elektronikgehäuses 10 exemplarisch eine optionale Elektronik 14, wie z. B. ein Wandler oder ein Umrichter, angeordnet ist bzw. an einer Innenwand des Elektronikgehäuses 10 befestigt ist. Zu Illustrationszwecken ist ein weiteres gleichartiges Elektronikgehäuse 10' neben dem Elektronikgehäuse 10 angedeutet. 1 shows an electronics housing 10 , For example, a cube-shaped or cuboid electronics housing in the sectional view AA (see three-dimensional representation), wherein in an internal volume 12 of the electronics housing 10 exemplarily an optional electronics 14 , such as As a converter or a converter, is arranged or on an inner wall of the electronics housing 10 is attached. For illustration purposes is another similar electronics housing 10 ' next to the electronics housing 10 indicated.
Das Elektronikgehäuse 10 weist an zwei Seiten, die beispielsweise einander gegenüberliegen, eine Gehäuseöffnung 16 und 18 auf, wobei an jeder dieser Gehäuseöffnung 16 und 18 ein Flansch, nämlich ein erster Flansch 16 und ein zweiter Flansch 18 ausgebildet ist. Der erste Flansch 16 weist einen Vorsprung 20, der beispielsweise durch eine von der Außenseite des Elektronikgehäuses 10 reduzierte Wandstärke gebildet ist, auf. Umgekehrt weist der zweite Flansch 18 eine Ausnehmung 22, die beispielsweise durch eine von der Innenseite reduzierte Wandstärke gebildet ist, auf. Es sei ferner angemerkt, dass diese Ausnehmung bei dem weiteren Elektronikgehäuse 10' mit dem Bezugszeichen 22' markiert ist. In anderen Worten ausgedrückt heißt das, dass die Ausnehmungen 22 und 22' durch eine Kante des Elektronikgehäuses 10 bzw. 10' realisiert, wobei der Vorsprung 20 eine Art Feder im Sinne einer Feder-Nut-Verbindung darstellt.The electronics housing 10 has on two sides, for example, opposed to each other, a housing opening 16 and 18 on, at each of these housing opening 16 and 18 a flange, namely a first flange 16 and a second flange 18 is trained. The first flange 16 has a lead 20 for example, by one from the outside of the electronics housing 10 reduced wall thickness is formed on. Conversely, the second flange 18 a recess 22 , which is formed for example by a wall thickness reduced from the inside, on. It should also be noted that this recess in the other electronics housing 10 ' with the reference number 22 ' is marked. In other words, that means that the recesses 22 and 22 ' through an edge of the electronics housing 10 respectively. 10 ' realized, with the projection 20 represents a kind of spring in the sense of a tongue and groove connection.
Wie zu erkennen ist, entsprechen die Außenabmessungen d20 des Vorsprungs 20 etwa den Innenabmessungen d22 der Ausnehmung 22 bzw. 22'. Sie sind, um genau zu sein, minimal, z. B. um 0,5% bis 5,0%, infolge von Passungstoleranzen kleiner als die Innenabmessungen d22, wobei der Vorsprung 20 und die Ausnehmung 22 bzw. 22' entgegengesetzte Geometrien aufweisen, so dass jeder für sich einen Teil einer steckbaren Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung ausbildet. Eine derartige Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung 24 ist zwischen dem Elektronikgehäuse 10 und dem weiteren Elektronikgehäuse 10' illustriert. Hierbei wird ein erster Teil dieser Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung 24 durch den Vorsprung 20 des ersten Flansches 16 und ein zweiter Teil der Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung 24 durch die Ausnehmung 22' des zweiten Flansches des weiteren Elektronikgehäuses 10' gebildet. Somit sind über die Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung 24 das Elektronikgehäuse 10 und das weitere gleichartige Elektronikgehäuse 10' formschlüssig in Reihe verbindbar, so dass die Freiheitsgrade zumindest in Querrichtung (Verschiebung, Verkippung und Rotation) zwischen den zwei Elektronikgehäusen 10 und 10' eingeschränkt sind. Es sei ferner angemerkt, dass die Ausnehmung 22 des Elektronikgehäuses 10 analog zu der Ausnehmung 22' einen Teil einer zweiten Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung 24' bildet.As can be seen, correspond to the outer dimensions d 20 of the projection 20 about the inner dimensions d 22 of the recess 22 respectively. 22 ' , They are, to be precise, minimal, z. B. by 0.5% to 5.0%, due to fitting tolerances smaller than the inner dimensions d 22 , wherein the projection 20 and the recess 22 respectively. 22 ' have opposite geometries, so that each forms a part of a plug-in projection-recess connection. Such a projection-recess connection 24 is between the electronics housing 10 and the other electronics housing 10 ' illustrated. Here is a first part of this projection-recess connection 24 through the lead 20 of the first flange 16 and a second part of the projection-recess connection 24 through the recess 22 ' the second flange of the other electronics housing 10 ' educated. Thus, via the projection-recess connection 24 the electronics housing 10 and the other similar electronics housing 10 ' form-fitting connectable in series, so that the degrees of freedom at least in the transverse direction (displacement, tilting and rotation) between the two electronic housings 10 and 10 ' are restricted. It should also be noted that the recess 22 of the electronics housing 10 analogous to the recess 22 ' a part of a second projection-recess connection 24 ' forms.
2a zeigt ein weiteres Elektronikgehäuse 11 mit einem ersten Flansch 16 und einem zweiten Flansch 18 auf einer gegenüberliegenden Seite, wobei das Elektronikgehäuse 11 einen integrierten Kühlkörper 26 aufweist, der so im Innenvolumen des Elektronikgehäuses 11 angeordnet ist, dass der Kühlkörper 26 das Innenvolumen in zwei Innenvolumensegmente 28a und 28b teilt. Jedes dieser zwei Innenvolumensegmente 28a und 28b ist auf der Seite des ersten Flansches 16 und des zweiten Flansches 18 mittels jeweils einer Gehäuseöffnung 16a und 18a bzw. 16b und 18b geöffnet, sodass die in dem jeweiligen Innenvolumensegment 28a und 28b befindliche Elektronik mit einer weiteren Elektronik in einem weiteren Elektronikgehäuse kontaktierbar ist. 2a shows another electronics housing 11 with a first flange 16 and a second flange 18 on an opposite side, the electronics housing 11 an integrated heat sink 26 has, so in the inner volume of the electronics housing 11 is arranged that the heat sink 26 the internal volume in two internal volume segments 28a and 28b Splits. Each of these two inner volume segments 28a and 28b is on the side of the first flange 16 and the second flange 18 by means of a respective housing opening 16a and 18a respectively. 16b and 18b open so that in the respective interior volume segment 28a and 28b located electronics can be contacted with another electronics in another electronics housing.
Bei diesen Ausführungsbeispiel ist der Kühler 26 als Flüssigkeitskühler ausgeführt und weist deshalb mindestens eine, aber bevorzugt mehrere Kühlflüssigkeitsleitungen 27a, 27b, 27c und 27d auf. Diese Kühlflüssigkeitsleitungen 27a, 27b, 27c und 27d sind quer durch den Kühlkörper 26 von dem ersten Flansch 16 zu dem zweiten Flansch 18 angeordnet, so dass der Kühlkörper 26 mit Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, durchströmbar ist. Durch die mittige oder asymmetrische Anordnung des Kühlkörpers 26 im Elektronikgehäuse 11 steigt die Platzeffizienz desselben. Die Platzeffizienz erhöht sich dadurch, dass der Kühlkörper 26 so mit mehreren elektronischen Elementen in mehreren Innenvolumensegmenten 28a und 28b gekoppelt sein kann, was zu einer insgesamt kleineren Dimensionierung des Elektronikgehäuses 11 führt.In this embodiment, the radiator 26 designed as a liquid cooler and therefore has at least one, but preferably a plurality of coolant lines 27a . 27b . 27c and 27d on. These coolant lines 27a . 27b . 27c and 27d are across the heat sink 26 from the first one flange 16 to the second flange 18 arranged so that the heat sink 26 with coolant, z. B. water, can flow. Due to the central or asymmetrical arrangement of the heat sink 26 in the electronics housing 11 the space efficiency of the same increases. The space efficiency increases because of the heat sink 26 so with several electronic elements in several inner volume segments 28a and 28b coupled, resulting in an overall smaller dimensions of the electronics housing 11 leads.
Bei diesem Elektronikgehäuse 11 wird die Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung durch eine Feder-Nut-Verbindung realisiert, wobei der Flansch 16 mindestens eine Feder (von der Oberfläche des Flansches 16 herausragenden Kante) und der Flansch 18 mindestens eine Nut aufweist. Da in diesem Ausführungsbeispiel das Elektronikgehäuse 11 zwei Innenvolumensegmente 28a und 28b sowie die vier Kühlflüssigkeitsleitungen 27a, 27b, 27c und 27d aufweist, weist der erste Flansch 16 eine erste Feder 30a, die um die erste Gehäuseöffnung 16a (des ersten Innenvolumensegments 28a) verläuft, eine zweite Feder 30b, die um die erste Gehäuseöffnung 16b (des zweiten Innenvolumensegments 28b) verläuft, sowie vier kreisrund verlaufende Federn 31a, 31b, 31c und 31d auf, die für die jeweiligen Kühlleitungen 27a, 27b, 27c und 27d die Anschlüsse bilden. Die Federn 30a, 30b, 31a, 31b, 31c und 31d ragen aus dem Elektronikgehäuse 11 heraus, so dass sie mit den entsprechenden Nuten eines zweiten Flansches eines weiteren gleichartigen Elektronikgehäuses eine entsprechende Vorsprung-Ausnehmung-Verbindung bzw. Nut-Feder-Verbindung bilden. Deshalb weist der Flansch 18 sechs umlaufende Nuten, nämlich vier runde als Kühlflüssigkeits-Anschlüsse für die Kühlflüssigkeitsleitungen 27a, 27b, 27c und 27d sowie zwei um die jeweils zweiten Gehäuseöffnungen 18a und 18b der Innenvolumensegmente 28a und 28b verlaufende Nut (nicht dargestellt) auf. Die Nuten sind Vertiefungen in dem Flansch 18 bzw. in der Oberfläche des Flansches 18, die die entgegengesetzte Geometrie zu den Federn 30a, 30b, 31a, 31b, 31c und 31d ausbilden.In this electronics housing 11 the projection-recess connection is realized by a spring-groove connection, wherein the flange 16 at least one spring (from the surface of the flange 16 outstanding edge) and the flange 18 has at least one groove. As in this embodiment, the electronics housing 11 two inner volume segments 28a and 28b as well as the four coolant lines 27a . 27b . 27c and 27d has, the first flange 16 a first spring 30a around the first housing opening 16a (the first inner volume segment 28a ) runs, a second spring 30b around the first housing opening 16b (the second inner volume segment 28b ) runs, and four circular springs 31a . 31b . 31c and 31d on that for the respective cooling lines 27a . 27b . 27c and 27d form the connections. The feathers 30a . 30b . 31a . 31b . 31c and 31d protrude from the electronics housing 11 out, so that they form a corresponding projection-recess connection or tongue and groove connection with the corresponding grooves of a second flange of another similar electronics housing. That's why the flange points 18 six circumferential grooves, namely four round as coolant connections for the coolant lines 27a . 27b . 27c and 27d and two around the respective second housing openings 18a and 18b the inner volume segments 28a and 28b extending groove (not shown). The grooves are recesses in the flange 18 or in the surface of the flange 18 that have the opposite geometry to the springs 30a . 30b . 31a . 31b . 31c and 31d form.
Es sei angemerkt, dass die Anzahl der umlaufenden Nuten je Flansch 18 variieren kann, so dass beispielsweise auch nur drei Nuten, also zwei für die zwei Innenvolumensegmente 28a und 28b und nur eine für eine Kühlflüssigkeitsleitung (wenn der Kühlkörper 26 z. B. nur eine Kühlflüssigkeitsleitung 27a aufweist) je Flansch 18 vorgesehen sein können.It should be noted that the number of circumferential grooves per flange 18 may vary, so for example, only three grooves, so two for the two inner volume segments 28a and 28b and only one for a coolant line (if the heat sink 26 z. B. only a coolant line 27a has) per flange 18 can be provided.
Ebenso können alternativ auch mehr als die dargestellten sechs Nuten, also allgemein ausgedrückt, n Nuten je Flansch 16 ausgebildet sein. An dieser Stelle sei ferner angemerkt, dass das Elektronikgehäuse 11 beispielsweise Kunststoff oder mehrere kombinierte Kunststoffe oder Metall, z. B. Aluminium, aufweisen kann, wobei ein Materialmix bevorzugt wird. Somit kann das Elektronikgehäuse 11 bevorzugterweise Kunststoff, zum Beispiel Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) umfassen, während der Kühlkörper 26 ein Metall, wie zum Beispiel Aluminium, aufweist.Likewise, alternatively, more than the illustrated six grooves, so generally speaking, n grooves per flange 16 be educated. It should also be noted at this point that the electronics housing 11 For example, plastic or more combined plastics or metal, eg. As aluminum, may have, with a mix of materials is preferred. Thus, the electronics housing 11 preferably plastic, for example polypropylene (PP) or polyethylene (PE), while the heat sink 26 a metal, such as aluminum.
Da solche Nut-Feder-Verbindungen bzw. Steckverbindungen typischerweise nur Steckkräfte und Druckkräfte aufnehmen bzw. als Zentrierung für die Steckverbindung dienen, weist das Elektronikgehäuse 11 entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen eine Vielzahl von optionalen Schraubaufnahmen 32 je Flansch 16 und 18 auf, so dass an jedem Flansch 16 und 18 ein weiteres Elektronikgehäuse oder ein Deckel anschraubbar ist. Durch diese Schraubverbindung 32 können dann auch Zugkräfte in Längsrichtung aufgenommen werden, wobei die Druckkräfte durch die Nut-Feder-Verbindungen selbst bzw. einen in die Feder-Nut-Verbindung integrierten Anschlag aufgenommen werden. Es sei ferner angemerkt, dass derartige Schraubaufnahmen 32 als Schraubauge mit einer einfachen Bohrung oder mit einer Gewindebohrung ausgeführt sein können. An dieser Stelle sei angemerkt, dass auch die Verbindung in Längsrichtung nicht notwendigerweise durch Schrauben realisiert sein muss, sondern auch beispielsweise in Form eines Klemm- oder Schnappverschlusses ausgeführt sein kann.Since such tongue and groove connections or plug-in connections typically only absorb plug-in forces and compressive forces or serve as centering for the plug connection, the electronics housing has 11 according to further embodiments, a plurality of optional screw receptacles 32 each flange 16 and 18 on, so on every flange 16 and 18 another electronics housing or a lid can be screwed. Through this screw connection 32 can then also tensile forces are absorbed in the longitudinal direction, wherein the pressure forces are absorbed by the tongue and groove connections themselves or integrated into the spring-groove connection stop. It should also be noted that such screw receptacles 32 can be designed as a screw eye with a simple bore or with a threaded hole. It should be noted at this point that the connection in the longitudinal direction does not necessarily have to be realized by means of screws, but can also be embodied, for example, in the form of a clamping or snap closure.
Zusätzlich weist das Elektronikgehäuse 11 entsprechend einem Ausführungsbeispiel ein oder mehrere optionale Gehäusehalterungen 34 mit Bohrungen auf, so dass das Elektronikgehäuse 11 beispielsweise an die Karosserie eines PKWs angeschraubt werden kann. Alternativ zu der mittels Verschrauben realisierten Gehäusehalterung 34 wäre auch eine Schnappvorrichtung möglich, mittels welcher die Elektronikgehäuse 11 auf einer Hutschiene montiert werden könnten. Zur besseren Zugänglichkeit kann das Elektronikgehäuse 11 auch eine weitere mit einem Deckel verschließbare Gehäuseöffnung 36a bzw. 36b je Innenvolumensegment 28a und 28b auf einer Nicht-Flansch-Seite aufweisen, über welche die Elektronik einfach in dem Innenvolumensegment 28a bzw. 28b oder auf dem Kühler 26 angeordnet bzw. befestigt werden kann.In addition, the electronics housing has 11 according to an embodiment, one or more optional housing holders 34 with holes on it, leaving the electronics housing 11 for example, can be screwed to the body of a car. As an alternative to the housing holder realized by means of screwing 34 would also be a snap device possible by means of which the electronics housing 11 could be mounted on a DIN rail. For better accessibility, the electronics housing 11 also another with a lid closable housing opening 36a respectively. 36b per inner volume segment 28a and 28b on a non-flange side over which the electronics are simply in the inner volume segment 28a respectively. 28b or on the radiator 26 can be arranged or attached.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Kühlkörper 26 eine Elektronik-Aufnahme (nicht dargestellt) auf Seiten des ersten Innenvolumensegments 28a und eine weitere Elektronik-Aufnahme (nicht dargestellt) auf Seiten des zweiten Innenvolumensegments 28b aufweisen, mit der eine Elektronik, wie z. B. eine Leistungselektronik eines Umrichters, thermisch an den Kühlkörper 26 gekoppelt werden kann. Die Elektronik-Aufnahme ist im einfachsten Fall eine Gewindebohrung im Kühlkörper 26, mittels welche die Elektronik befestigbar ist. Alternativ weist die Elektronik-Aufnahme die Form eines thermischen Abschirmbleches auf, das die Steuerungs- und Leistungsbauelemente der aufgebrachten Elektronik bzw. Umrichter-Elektronik trennt. Durch die zwei Innenvolumensegmente 28a und 28b des Elektronikgehäuses 11 ist es ferner möglich, die Steuerungsbauelemente und Leistungsbauelemente in den zwei Innenvolumensegmenten 28a und 28b zu trennen und so auf die Abschirmbleche zu verzichten, die zur Einhaltung von EMV-Richtlinien dienen.According to a further embodiment, the heat sink 26 an electronics receptacle (not shown) on the side of the first inner volume segment 28a and another electronics receptacle (not shown) on the side of the second inner volume segment 28b have, with the electronics, such. As a power electronics of an inverter, thermally to the heat sink 26 can be coupled. The electronics holder is in the simplest case a threaded hole in the heat sink 26 , by means of which the electronics can be fastened. Alternatively, the electronics recording the shape of a thermal shield on which separates the control and power components of the applied electronics or converter electronics. Through the two inner volume segments 28a and 28b of the electronics housing 11 it is also possible to control the control components and power devices in the two inner volume segments 28a and 28b to separate and so on the shielding plates, which serve to comply with EMC guidelines.
Um die Kühlflüssigkeits-Anschlüsse 31a, 31b, 31c und 31d bzw. die Anschlüsse auf Seiten des zweiten Flansches 18, sowie die ersten und zweiten Gehäuseöffnungen 16a, 16b, 18a und 18c des ersten und zweiten Innenvolumensegments 28a und 28b gegeneinander und gegenüber der Umgebung abzudichten, kann das Elektronikgehäuse 11 entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen ein oder mehrere Dichtungen für den ersten Flansch 16 und/oder für den zweiten Flansch 18 aufweisen. Diese Dichtungen können als Ohrring-Dichtungen (beispielsweise auf Silikon-Basis), welche in die Nuten eingelegt werden, oder als direkt in das Elektronikgehäuse 11 integrierte Dichtungen oder als angespritzte Dichtung (Silikondichtung) ausgeführt sein. Die Dichtung entfaltet typischerweise die Dichtwirkung bei Pressung derselben, wobei die Presskraft beispielsweise mittels einer Verschraubung über die Schraubaufnahmen 32 aufgebracht wird. Durch die Dichtungen kann das Elektronikgehäuse 11 die entsprechenden Anforderungen hinsichtlich Dichtigkeit bzw. Spritzschutz erfüllen.To the coolant connections 31a . 31b . 31c and 31d or the connections on the side of the second flange 18 , as well as the first and second housing openings 16a . 16b . 18a and 18c of the first and second inner volume segments 28a and 28b To seal against each other and to the environment, the electronics housing 11 according to further embodiments, one or more seals for the first flange 16 and / or for the second flange 18 exhibit. These seals can be used as earring seals (for example, silicone-based) that are inserted into the grooves, or as directly into the electronics housing 11 integrated seals or as a molded seal (silicone seal) be executed. The seal typically unfolds the sealing effect when pressed the same, wherein the pressing force, for example by means of a screw on the screw receptacles 32 is applied. Through the seals, the electronics housing 11 meet the appropriate requirements with regard to tightness or splash protection.
Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Herstellungsverfahren für das Elektronikgehäuse 11, das bevorzugterweise mittels Gießen (z. B. Aluminium-Druckguss oder Strang-Guss) oder Spritzgießen (z. B. Kunststoff-Spritzgießen) hergestellt wird. Da für das Entformen bei dem Gussvorgang parallele Wände ungünstig sind, werden typischerweise bei der Konstruktion des Elektronikgehäuses 11 sogenannte Aushebelschrägen, z. B. in der Größenordnung von 0,5° bis 5° je Wand, vorgesehen. Folglich können die Nuten 30a, 30b, 31a, 31b, 31a, 31b, 31c und 31d diese Aushebelschrägen aufweisen, wobei sich derartige Schrägen bzw. Aushebeschrägen vorteilhaft auf die Passung bei groben Oberflächentoleranzen, die mittels Gießen erzielbar sind, auswirken. Insofern kann der Flansch 16 und 18 direkt, also ohne spanendes Nachbearbeiten, hergestellt werden. Bei einem Strangguss jedoch, welches in der Herstellung meistens günstiger ist, erfolgt typischerweise eine Nacharbeit bzgl. der Nut-Feder-Verbindungen. Zwischen den verschiedenen Gussverfahrensmöglichkeiten entscheidet der Endpreis.Further exemplary embodiments relate to a production method for the electronics housing 11 which is preferably produced by means of casting (eg aluminum die casting or strand casting) or injection molding (eg plastic injection molding). Since parallel walls are unfavorable for demolding in the casting operation, typically in the construction of the electronics housing 11 so-called Aushebelschrägen, z. B. on the order of 0.5 ° to 5 ° per wall provided. Consequently, the grooves can 30a . 30b . 31a . 31b . 31a . 31b . 31c and 31d having these Aushebelschrägen, with such bevels or Aushebeschrägen advantageous to the fit with coarse surface tolerances that can be achieved by casting, impact. In that sense, the flange 16 and 18 directly, so without machining reworking, are produced. In a continuous casting, however, which is usually cheaper to manufacture, there is typically a reworking with respect to the tongue and groove joints. Between the different casting process options, the final price decides.
Da der Kühlkörper 26 typischerweise Metall, wie z. B. Aluminium, umfasst, wird dieser, insbesondere wenn das restliche Elektronikgehäuse 11 Kunststoff, z. B. PP oder PE, aufweist, beim Spritzgießen in das Elektronikgehäuse 11 mit eingegossen. Diese zweigeteilte Fertigung ermöglicht des Weiteren, den Kühlkörper vor dem Eingießen in das Gehäuse nachzubearbeiten (z. B. Planarisieren bzw. Planfräsen der Kontaktflächen für die Elektronik). Insbesondere beim Kunststoff-Spritzgießen besteht der Vorteil, dass die optionale Dichtung direkt während des Spritzgießvorgangs mit integriert bzw. hergestellt werden kann. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen können die Kühlflüssigkeitsleitungen 27a, 27b, 27c und 27d auch zu einem späteren Zeitpunkt in das Elektronikgehäuse 11 bzw. in eine Anordnung einer Vielzahl aneinandergereihter Elektronikgehäuse eingebracht werden, so dass geringe Anforderungen an die Dichtigkeit der Feder-Nut-Verbindung im Bereich der Kühlkörper entstehen.Because the heat sink 26 typically metal, such as. B. aluminum, this is, especially if the remaining electronics housing 11 Plastic, z. As PP or PE, during injection molding in the electronics housing 11 with poured. This two-part production also makes it possible to post-process the heat sink before it is poured into the housing (eg, planarizing or face milling of the contact surfaces for the electronics). In particular, in plastic injection molding, there is the advantage that the optional seal can be integrated or produced directly during the injection molding process. According to further embodiments, the cooling liquid lines 27a . 27b . 27c and 27d also at a later date in the electronics housing 11 or in an arrangement of a plurality of juxtaposed electronics housing are introduced so that low demands on the tightness of the spring-groove connection in the heatsink arise.
2b zeigt einen Deckel 40 für das Elektronikgehäuse 11, um dieses auf Seiten des zweiten Flansches 18 zu verschließen. Deshalb weist der Deckel 40 auf der Innenseite die entgegengesetzte Geometrie zu dem Flansch 18, also die Geometrie des Flansches 16, mit den Federn 30a und 30b sowie den Federn 31a, 31b, 31c und 31d für die Kühlflüssigkeit-Anschlüsse auf. Zusätzlich kann der Deckel 40 die optionalen Schraubaufnahmen 32, die um das Elektronikgehäuse angeordnet sind, aufweisen. Während der Deckel 40 die Gehäuseöffnung 18a und 18b für die Innenvolumensegmente 28a und 28b verschließt, kann der Deckel 40 an der Position der Kühlflüssigkeitsleitungen (vgl. 27a, 27b, 27c und 27d) jeweils eine Bohrung aufweisen, so dass ein Zulauf bzw. Ablauf durch ein Kühlflüssigkeitsterminal 41 des Deckels 40 gebildet wird (parallele Durchströmung). Das Kühlflüssigkeitsterminal 41 kann entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen geschlossen sein oder Verbindungskanäle aufweisen, so dass z. B. die Kühlflüssigkeitsleitungen 27a und 27b sowie die Kühlflüssigkeitsleitungen 27c und 27d zur Zirkulation mittels des Kühlflüssigkeitsterminals 41 verbunden werden. Infolgedessen kann eine mäanderförmige Durchspülung derselben erfolgen. Bei einer geraden Anzahl an Kühlflüssigkeitsleitungen (vgl. 27a, 27b, 27c und 27d) würde demzufolge das eine Kühlflüssigkeitsterminal 41 des ersten Deckels 40 sowohl einen Zufluss als auch einen Abfluss aufweisen, während bei dem zweiten Deckel nur Rückführungen in das Kühlflüssigkeitsterminal 41 integriert sind. Bei einer ungeraden Anzahl an Kühlflüssigkeitsleitungen (vgl. 27a, 27b, 27c und 27d) würde der erste Deckel einen Zufluss und der zweite Deckel einen Abschluss aufweisen. 2 B shows a lid 40 for the electronics housing 11 to this on the side of the second flange 18 to close. That's why the lid points 40 on the inside, the opposite geometry to the flange 18 So the geometry of the flange 16 , with the feathers 30a and 30b as well as the springs 31a . 31b . 31c and 31d for the coolant connections. In addition, the lid can 40 the optional screw holders 32 , Which are arranged around the electronics housing have. While the lid 40 the housing opening 18a and 18b for the interior volume segments 28a and 28b closes, the lid can 40 at the position of the coolant lines (see. 27a . 27b . 27c and 27d ) each have a bore, so that an inlet or outlet through a coolant fluid terminal 41 of the lid 40 is formed (parallel flow). The coolant fluid terminal 41 can be closed according to further embodiments or have connection channels, so that z. B. the coolant lines 27a and 27b and the coolant lines 27c and 27d for circulation by means of the coolant fluid terminal 41 get connected. As a result, a meandering flushing of the same can take place. With an even number of coolant lines (see. 27a . 27b . 27c and 27d ) would therefore the one Kühlflüssigkeitsterminal 41 of the first lid 40 have both an inflow and an outflow, while in the second lid only feedback into the coolant fluid terminal 41 are integrated. With an odd number of coolant lines (see. 27a . 27b . 27c and 27d ), the first lid would have an inlet and the second lid would have a termination.
2c zeigt den Deckel 42 für den Flansch 16. Dieser Deckel weist auf der Innenseite ebenfalls die entgegengesetzte Geometrie zu dem Flansch 16, also die Geometrie des Flansches 18 mit den zwei Nuten 43a und 43b als Gegenstücke zu den Federn 32a und 32b sowie den vier runden Nuten 44a, 44b, 44c und 44d als Gegenstücke zu den vier Federn 31a, 31b, 31e und 31d auf. Analog zu dem Deckel 40 weist der Deckel 42 die optionalen Schraubaufnahmen 32 und das Kühlflüssigkeitsterminal 41 auf. 2c shows the lid 42 for the flange 16 , This cover also has the opposite geometry to the flange on the inside 16 So the geometry of the flange 18 with the two grooves 43a and 43b as counterparts to the feathers 32a and 32b as well as the four round grooves 44a . 44b . 44c and 44d as counterparts to the four feathers 31a . 31b . 31e and 31d on. Analogous to the lid 40 points the lid 42 the optional screw holders 32 and the coolant fluid terminal 41 on.
3 zeigt ein modulares Elektronikgehäuse-System 50, bei welchem drei gleichartige Elektronikgehäuse 11, 11' und 11'' in Reihe angeordnet sind. Hier sind der erste Flansch 16 des Elektronikgehäuses 11 mit dem zweiten Flansch 18 des Elektronikgehäuses 11' und der erste Flansch 16 des Elektronikgehäuses 11' mit dem zweiten Flansch 18 des Elektronikgehäuses 11'' formschlüssig über eine Feder-Nut-Verbindung verbindbar. Zusätzlich ist an dem zweiten Flansch 18 des Elektronikgehäuses 11 der Deckel 40 illustriert, mittels welchem dasselbe und damit das gesamte modulare Elektronikgehäuse-System 50 verschließbar ist. Es sei ferner angemerkt, dass bei dem dargestellten modularen Elektronikgehäuse-System 50 der zweite Deckel 42, mit welchem das Elektronikgehäuse 11'' verschlossen werden kann, nicht dargestellt ist. Ferner kann, wie oben erläutert, zwischen den einzelnen Elektronikgehäusen 11'' und 11' bzw. 11' und 11 je eine Dichtung (nicht dargestellt) pro Feder-Nut-Verbindung oder pro Flansch 16 bzw. 18 vorgesehen sein. 3 shows a modular electronics housing system 50 , in which three similar electronics housing 11 . 11 ' and 11 '' arranged in series. Here are the first flange 16 of the electronics housing 11 with the second flange 18 of the electronics housing 11 ' and the first flange 16 of the electronics housing 11 ' with the second flange 18 of the electronics housing 11 '' positively connected via a tongue and groove connection. In addition, on the second flange 18 of the electronics housing 11 the lid 40 illustrated by means of which the same and thus the entire modular electronics housing system 50 is closable. It should also be noted that in the illustrated modular electronics housing system 50 the second lid 42 with which the electronics housing 11 '' can be closed, not shown. Furthermore, as explained above, between the individual electronic housings 11 '' and 11 ' respectively. 11 ' and 11 one seal (not shown) per spring-groove connection or per flange 16 respectively. 18 be provided.
Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein modulares Wandler-System, bei dem mindestens eines der oben diskutierten Elektronikgehäuse mit einer Wandler-Elektronik (vgl. 1, BZ 14) kombiniert wird. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann bei diesem modularen Wandler-System die Wandler-Elektronik so angeordnet sein, dass sie durch die Gehäuseöffnungen 16a, 16b, 18a und 18b des jeweiligen Flansches 16 und 18 durchragt und beim Anstecken eines weiteren Elektronikgehäuses mit einer integrierten Wandler-Elektronik direkt mit der weiteren Wandler-Elektronik die elektrische Verbindung herstellt.Further exemplary embodiments relate to a modular transducer system in which at least one of the electronics housings discussed above is provided with converter electronics (cf. 1 , BZ 14 ) is combined. According to further embodiments, in this modular transducer system, the transducer electronics may be arranged to pass through the housing openings 16a . 16b . 18a and 18b of the respective flange 16 and 18 penetrates and when connecting another electronics housing with an integrated converter electronics directly with the other converter electronics establishes the electrical connection.
Zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sei ferner angemerkt, dass die konkrete Ausführung des Elektronikgehäuses abweichen kann, so dass beispielsweise vier Innenvolumensegmente je Elektronikgehäuses für vier Elektronikelemente ausgebildet sein können, oder dass beispielsweise das Elektronikgehäuse eine andere Form, z. B. eine Zylinderform mit zwei Flanschen an den Zylindergrundflächen aufweisen kann. Ferner sei angemerkt, dass die Flansche auch nicht notwendigerweise gegenüberliegend angeordnet sein müssen, sondern auch gewinkelt, beispielsweise um 90° gewinkelt, angeordnet sein können, so dass Bezug nehmend auf 3 die einzelnen Elektronikgehäuse nicht längs, sondern verschachtelt anortenbar sind.To the embodiments described above, it should also be noted that the actual design of the electronics housing may differ, so that, for example, four inner volume segments per electronics housing may be formed for four electronic elements, or that, for example, the electronics housing another shape, eg. B. may have a cylindrical shape with two flanges on the cylinder base surfaces. It should also be noted that the flanges also need not necessarily be arranged opposite one another, but can also be angled, for example angled at 90 °, so that reference is made to FIG 3 The individual electronics housing is not lengthwise but nested anortenbar.
Bezug nehmend auf 2a sei angemerkt, dass die Federn 30a und 30b entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen nicht notwendigerweise umlaufend sein müssen, sondern auch unterbrochen oder nur an ausgewählten Position (z. B. an den Kühlflüssigkeitskanäle 27a, 27b, 27c, 27d) vorhanden sein können.Referring to 2a It should be noted that the springs 30a and 30b according to further embodiments need not necessarily be circumferential, but also interrupted or only at a selected position (eg., On the cooling liquid channels 27a . 27b . 27c . 27d ) may be present.
Bezug nehmend auf 2a sei ferner angemerkt, dass der Kühlkörper 26 nicht notwendigerweise vier Kühlflüssigkeitsleitungen 27a, 27b, 27c, 27d aufweisen muss, sondern alternativ auch weniger oder mehr Kühlflüssigkeitsleitungen aufweisen kann. Ferner kann der Kühlkörper 26 auch als luftgekühlter Kühlkörper ausgeführt sein, wobei dieser dann typischerweise im Außenbereich des Elektronikgehäuses 11, d. h. als Seitenwand, gebildet ist, so dass eine gute Wärmeleitung an die Umgebung möglich ist.Referring to 2a It should also be noted that the heat sink 26 not necessarily four coolant lines 27a . 27b . 27c . 27d must have, but alternatively may also have fewer or more cooling fluid lines. Furthermore, the heat sink 26 be designed as an air-cooled heat sink, which then typically in the outer region of the electronics housing 11 , ie as a side wall, is formed, so that a good heat conduction to the environment is possible.
Bezug nehmend auf 2b und 2c sei ferner angemerkt, dass der Deckel 40 bzw. 42 ferner entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen auch einen elektrischen Anschluss bzw. eine Öffnung für einen elektrischen Anschluss aufweisen kann, so dass durch den Deckel 40 bzw. 42 die Elektronik in dem Elektronikgehäuse 11 kontaktiert werden kann. Um dann die elektrische Verbindung durch das Elektronikgehäuse-System 50 durchzuschleusen bzw. um jede Elektronik in den Elektronikgehäusen zu kontaktieren, kann dann jedes Gehäusemodul ebenso elektrische Anschlüsse aufweisen.Referring to 2 B and 2c It should also be noted that the lid 40 respectively. 42 Furthermore, according to further embodiments may also have an electrical connection or an opening for an electrical connection, so that through the lid 40 respectively. 42 the electronics in the electronics housing 11 can be contacted. Then the electrical connection through the electronics housing system 50 durchzuschleusen or to contact any electronics in the electronics housings, then each housing module may also have electrical connections.
Bezug nehmend auf 3 sei ferner angemerkt, dass die einzelnen Elektronikgehäuse 11, 11' und 11'' des modularen Elektronikgehäuse-Systems 50 alternativ auch unterschiedliche Größen aufweisen können, so dass eine feinere Skalierung entsprechend der benötigten Leistung der verwendeten Elektronik möglich ist.Referring to 3 It should also be noted that the individual electronics housing 11 . 11 ' and 11 '' of the modular electronics housing system 50 Alternatively, they may also have different sizes, so that a finer scaling according to the required power of the electronics used is possible.
