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Technisches Gebiet:
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Schaltungsanordnung sowie eine Leistungselektronikvorrichtung mit einem genannten Gehäuse.
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Stand der Technik:
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Gehäuse für Schaltungsanordnungen werden mit Isolierdichtungen abgedichtet, welche beispielsweise in Form von O-Ringen aus einem elastischen Kunststoff, wie z. B. Gummi, ausgebildet sind. Bei Leistungselektronikvorrichtungen, insbesondere bei Leistungsendstufen zum Betrieb von elektrischen Maschinen, ist die Anforderung an die Abdichtungen für die Gehäuse dieser Leistungselektronikvorrichtungen sehr hoch.
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Die Druckschrift
DE 10 2010 001 979 A1 beschreibt eine Anordnung zur Abdichtung eines Fügebereichs zwischen zwei Fügepartnern mit einem elastischen Dichtelement, das zwischen Dichtflächen der beiden Fügepartner angeordnet ist. In einer Dichtzone einer der Dichtflächen ist ein Reservoir für ein Antikorrosionsmedium ausgebildet, wobei das Dichtelement das Reservoir zusammen mit den Dichtflächen umschließt.
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Damit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine bessere Abdichtung für die Gehäuse bzw. die Leistungselektronikvorrichtungen bereitzustellen.
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Beschreibung der Erfindung:
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Diese Aufgabe wird durch Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Gehäuse für eine Schaltungsanordnung bereitgestellt. Das Gehäuse umfasst (mindestens) zwei Gehäuseteile zur Aufnahme und zur Isolierung der Schaltungsanordnung von der Umgebung. Das Gehäuse umfasst ferner ein elastisches (und vorzugsweise auch wasserabweisendes) Abdichtungsmittel zur Abdichtung eines Spaltes zwischen den beiden Gehäuseteilen bzw. des Gehäuses (bzw. des Gehäuseinnenraumes von der Umgebung), wobei das Abdichtungsmittel eine hydrophobe Flüssigkeit aufweist, welche in den Spalt diffundiert und somit den Spalt feuchtigkeitsdicht abdichtet.
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Dabei ist die hydrophobe Flüssigkeit in dem Abdichtungsmittel derart eingeschlossen, dass diese unter Einwirkung einer Verpresskraft aus dem Abdichtungsmittel ausschwitzt und in den vorgelagerten Spalt diffundiert und somit den Spalt feuchtigkeitsdicht abdichtet.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Grundmaterial der Fügepartner eines Dichtsystems eines Gehäuses einen Schwachpunkt des Dichtsystems darstellt, welches durch korrosive Beschädigung der Dichtflächen der Fügepartner des Dichtsystems zu dessen Funktionsverlust führt. Diese korrosive Belastung der Fügepartner ist demnach im Bereich der Dichtung zu verhindern.
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Im Rahmen der Erfindung wurde ferner erkannt, dass konstruktions- bzw. fertigungstoleranzbedingt zwischen den Fügepartnern des Dichtsystems Spalte entstehen, durch die Feuchtigkeit, insb. salzhaltige Feuchtigkeit, eindringt, welche dann in den Spalten die korrosive Beschädigung der Dichtflächen der Fügepartner des Dichtsystems verursacht.
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Um diese Spalten vor dem Eindringen von der Feuchtigkeit zu schützen, wurde im Rahmen der Erfindung das Abdichtungsmittel vorgesehen, welches eine hydrophobe Flüssigkeit enthält. Dabei wird das Abdichtungsmittel als Teil des Dichtsystems zwischen den Fügepartnern des Dichtsystems angeordnet. Nach dem Zusammenfügen der Fügepartner schwitzt die hydrophobe Flüssigkeit aus dem Abdichtungsmittel und diffundiert in den Spalt zwischen den Fügepartnern und somit füllt den Spalt. Dadurch isoliert die hydrophobe Flüssigkeit den Spalt luft- und somit feuchtigkeitsdicht. Durch die Adhäsionskraft zwischen der hydrophoben Flüssigkeit und der Oberflächen der Fügepartner im Bereich des Spaltes bleibt die hydrophobe Flüssigkeit an den Oberflächen der Fügepartner bzw. an dem Spalt haften.
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Der Gewichtsanteil der hydrophoben Flüssigkeit in dem Abdichtungsmittel ist derart, dass der Spalt vorzugsweise über seine gesamte Länge (unter anderem) von der hydrophoben Flüssigkeit abgedichtet ist. Ferner sind die hydrophobe Flüssigkeit und das Abdichtungsmittel derart geschaffen, dass die hydrophobe Flüssigkeit für mindestens eine vorbestimmte Zeitdauer den Spalt abdichtet und insb. durch Ausdiffundieren aus dem Abdichtungsmittel die Abdichtung für die genannte Zeitdauer aufrechterhält.
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Damit ist eine bessere Abdichtung für die Gehäuse bzw. die Leistungselektronikvorrichtungen bereitgestellt.
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Dabei wird die Verpresskraft insb. von den beiden Gehäuseteilen auf das Abdichtungsmittel ausgeübt. Unter der Einwirkung der Verpresskraft diffundiert die hydrophobe Flüssigkeit aus dem Abdichtungsmittel aus und dichtet den Spalt für die zuvor genannte Zeitdauer ab.
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Vorzugsweise enthält das Abdichtungsmittel Silikonkautschuk bzw. besteht im überwiegenden Teil aus dem Silikonkautschuk.
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Vorzugsweise sind zusätzliche Additive für das Abdichtungsmittel vorgesehen, welche einen ausreichend hohen Druckverformungsrest (DVR) und eine der Anwendung entsprechende Shore-Härte er-möglichen.
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Die hydrophobe Flüssigkeit enthält vorzugsweise Silikon-Öl bzw. besteht diese vorzugsweise im überwiegenden Teil aus dem Silikon-Öl.
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Zusätzlich kann ein Silikon-Öl in das Abdichtungsmittel eingebunden werden, welcher über eine bestimmte Lebensdauer kontinuierlich in einem anwendungsspezifischen Maß ausdiffundiert durch die aufgebrachte Verpresskraft.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Leistungselektronikvorrichtung bereitgestellt. Die Leistungselektronikvorrichtung umfasst eine Schaltungsanordnung sowie ein zuvor beschriebenes Gehäuse zur Aufnahme und zur Isolierung der Schaltungsanordnung von der Umgebung. Dabei ist die Schaltungsanordnung im Gehäuseinnenraum des Gehäuses angeordnet und von dem Gehäuse von der Umgebung (insb. feuchtigkeitsdicht) isoliert.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des oben beschriebenen Gehäuses sind, soweit möglich, auf die oben genannte Leistungselektronikvorrichtung übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der Leistungselektronikvorrichtung anzusehen.
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Abdichtungsmittel aus und dichtet den Spalt für die zuvor genannte Zeitdauer ab.
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Vorzugsweise enthält das Abdichtungsmittel Silikonkautschuk bzw. besteht im überwiegenden Teil aus dem Silikonkautschuk.
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Vorzugsweise sind zusätzliche Additive für das Abdichtungsmittel vorgesehen, welche einen ausreichend hohen Druckverformungsrest (DVR) und eine der Anwendung entsprechende Shore-Härte ermöglichen.
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Die hydrophobe Flüssigkeit enthält vorzugsweise Silikon-Öl bzw. besteht diese vorzugsweise im überwiegenden Teil aus dem Silikon-Öl.
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Zusätzlich kann ein Silikon-Öl in das Abdichtungsmittel eingebunden werden, welcher über eine bestimmte Lebensdauer kontinuierlich in einem anwendungsspezifischen Maß ausdiffundiert durch die aufgebrachte Verpresskraft.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Leistungselektronikvorrichtung bereitgestellt. Die Leistungselektronikvorrichtung umfasst eine Schaltungsanordnung sowie ein zuvor beschriebenes Gehäuse zur Aufnahme und zur Isolierung der Schaltungsanordnung von der Umgebung. Dabei ist die Schaltungsanordnung im Gehäuseinnenraum des Gehäuses angeordnet und von dem Gehäuse von der Umgebung (insb. feuchtigkeitsdicht) isoliert.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des oben beschriebenen Gehäuses sind, soweit möglich, auf die oben genannte Leistungselektronikvorrichtung übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der Leistungselektronikvorrichtung anzusehen.
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Beschreibung der Zeichnung:
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Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung bezugnehmend auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur in einer schematischen Querschnittdarstellung einen Abschnitt einer Leistungselektronikvorrichtung LV mit einem Gehäuse GH gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die Leistungselektronikvorrichtung LV umfasst ein Gehäuse GH, das einen Gehäuseinnenraum GI von der Umgebung des Gehäuses GH räumlich isoliert und luftdicht abdichtet. In diesem Gehäuseinnenraum GI ist eine Schaltungsanordnung SA der Leistungselektronikvorrichtung LV angeordnet.
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Das Gehäuse GH umfasst zwei Gehäuseteile GT1, GT2, welche den Gehäuseinnenraum GI umschließt und von der Umgebung isoliert und luftdicht abdichtet.
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Das Gehäuse GH umfasst ferner ein Abdichtungsmittel AD aus Silikonkautschuk, das entlang einer flanschförmigen Kontaktstelle KS der beiden Gehäuseteilen GT1, GT2 verlegt ist und den Gehäuseinnenraum GI von der Umgebung luftdicht abdichtet.
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Aufgrund der fertigungstoleranzbedingten Unebenheiten an Kontaktflächen KF1, KF2 zwischen den beiden Gehäuseteilen GT1, GT2 entsteht ein Spalt SP zwischen den beiden Gehäuseteilen GT1, GT2. Durch Kapillarwirkung kann durch den Spalt SP Feuchtigkeit, insb. salzhaltige Feuchtigkeit, von der Umgebung in den Gehäuseinnenraum GI eindringen. Enthalten die Gehäuseteile GT1, GT2 an ihren dem Gehäuseinnenraum GI weisenden Innenseiten nicht-korrosionsbeständiges Material wie z. B. Aluminium, so kommt es durch die eindringende (salzhaltige) Feuchtigkeit zu Korrosionen bei den beiden Gehäuseteilen GT1, GT2 und folglich zur Dichtungsunterwanderung.
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Um diesem entgegenzuwirken und den Spalt gegen die eindringende (salzhaltige) Feuchtigkeit abzudichten, enthält das Abdichtungsmittel AD hydrophobe Flüssigkeit FL, welche aus Silikon-Öl besteht und in dem Silikonkautschuk des Abdichtungsmittels AD enthalten ist. Beim Zusammenbau des Gehäuses GH drücken die beiden Gehäuseteile GT1, GT2 auf das Abdichtungsmittel AD, wodurch die hydrophobe Flüssigkeit FL unter Einwirkung der Verpresskraft aus dem Abdichtungsmittel AD ausschwitzt und in den Spalt SP diffundiert und somit diesen füllt und feuchtigkeitsdicht abdichtet.
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Dabei hängt der erforderlich bzw. der optimale Gewichtsanteil des Silikon-Öls in dem Silikonkautschuk von der Größe und der Form des Spaltes SP ab.
