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Stand der Technik
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Der Ansatz geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Es gibt elektrische Schaltungen, wie beispielsweise Solarwechselrichter, die ständig im Freien betrieben werden. In Solarwechselrichtern wird Solarstrom in Netzstrom umgewandelt. Um die Stromumwandlung unter freiem Himmel vor äußeren Einflüssen zu schützen, werden elektrische Komponenten wie die Schaltungen dieser Geräte in mediendichte und mechanisch stabile Gehäuse eingebaut. Solche beispielsweise für Solarwechselrichter vorgesehene Gehäuse werden beispielsweise im Aluminiumdruckgussverfahren hergestellt und die Rohlinge für die Montage der Elektronik aufwendig zerspant.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Herstellen einer Gehäusewanne und ein Verfahren zum Herstellen einer Gehäusevorrichtung für zumindest eine elektrische Schaltung, weiterhin eine Gehäusewanne und eine Gehäusevorrichtung gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Verfahren möglich.
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Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer Gehäusewanne für zumindest eine elektrische Schaltung vorgestellt. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Bereitstellens einer Drahtgewebewanne aus einem elektrisch leitfähigen Material und einen Schritt des Anbindens eines Duroplastmaterials an die Drahtgewebewanne, um die Gehäusewanne herzustellen.
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Bei der elektrischen Schaltung kann es sich z. B. um einen Solarwechselrichter handeln. Die elektrische Schaltung kann von der Gehäusewanne aufgenommen werden. Die Gehäusewanne kann mit einer weiteren Gehäusewanne zu einem abgeschlossenen Gehäuse ergänzt werden. Der Schritt des Anbindens ermöglicht eine vorteilhafte Anbindung oder Anbringung des Duroplastmaterials.
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Die Drahtgewebewanne kann beispielsweise aus Aluminium- und/oder Kupferdraht ausgeformt sein. Das wärmeleitfähige Duroplastmaterial in Kombination mit der Drahtgewebewanne aus beispielsweise Metall bildet ein leichtes und kostengünstiges Gehäuse für die Schaltung, wobei das Gehäuse durch seine Beschaffenheit sowohl Flammschutz, Schutz gegen Ultraviolettstrahlung (UV-Schutz) als auch EMV-Schutz (EMV = elektromagnetische Verträglichkeit) gewährleisten kann. Da das Duroplastmaterial im flüssigen Zustand eine geringe Viskosität aufweist, eignet es sich für Herstellungsverfahren, bei denen Materialien in flüssigem Zustand angebracht werden, besonders.
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Ein unter Verwendung der Gehäusewanne hergestelltes Gehäuse kann alternativ zu einem Gehäuse aus thermoplastischem Kunststoff verwendet werden, bei dem zur Ableitung entstehender Wärme und der Gewährleistung von EMV-Schutz zusätzlich konfektionierte Aluminiumplatten und Kühlkörper mit integrierten Dichtungen eingebracht werden. Da bei der gemäß dem beschriebenen Ansatz hergestellten Gehäusewanne im Unterschied dazu keine hohe Anzahl an Zusatzbauteilen erforderlich ist, kann der anschließende Montage-, Abdichtungs- und Verschraubungsaufwand gering gehalten werden. Zudem kann das Gewicht des Gehäuses, im Vergleich zum Metallgussgehäuse gering gehalten werden, was bei der Installation, beispielsweise eines Solarwechselrichters, die Handhabung erleichtert. Auch können die Materialkosten gering gehalten werden, beispielsweise im Vergleich zu einem Gehäuse aus faserverstärktem Polyamid, das Flammschutz gewährleistet und keine Korrosion durch roten Phosphor an den Metallbauteilen erzeugt.
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Im Schritt des Anbindens kann das Duroplastmaterial vorteilhafterweise durch ein Spritzgießverfahren an die Drahtgewebewanne angespritzt werden. Formgebende Spritzgießwerkzeuge können dabei ermöglichen, dass die flüssige Duroplastschmelze aus dem Duroplastmaterial schnell und einfach in eine für die Gehäusewanne gewünschte Form an die Drahtgewebewanne gespritzt werden kann.
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Das Duroplastmaterial kann beispielsweise ein Faser-Matrix-Halbzeug und/oder Epoxidharz (EP) und/oder ein Phenoplast-Gemisch aufweisen. Ein Faser-Matrix-Halbzeug kann ein Gemisch aus Fasern und Harz, insbesondere ein sogenanntes Bulk Molding Compound (BMC) sein. Unter einem Phenoplast-Gemisch kann ein duroplastischer Kunststoff auf Basis von Phenolharz verstanden werden. Ein Beispiel für ein Phenoplast-Gemisch ist ein Phenolform Compound (PF). Da zum Beispiel beim BMC ein großer Anteil des Materials aus Kreide besteht, kann ein optimaler Flammschutz ermöglicht werden. Zusätzlich gewähren die genannten Duroplastmaterialien eine sehr gute UV-, Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Duroplastmaterial einen Feststoffpartikelanteil von im Wesentlichen 10 % bis 80 %, insbesondere von 30 % bis 60 %, aufweisen. Dabei können die Feststoffpartikel Graphit und/oder Bornitrid und/oder Aluminiumhydroxid und/oder Magnesiumhydroxid aufweisen. Durch einen gegenüber einem Standardfüllstoff erhöhten wärmeleitfähigen Feststoffpartikelanteil kann in der Gehäusewanne entstehende Wärme ideal verteilt und/oder durch die Gehäusewanne abgeleitet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Duroplastmaterial Glasfaser und Metallfaser aufweisen. Beispielsweise kann ein typischer Glasfaseranteil des BMC und/oder EP und/oder PF zu 2 % bis 30 %, insbesondere zu 5 % bis 20 % durch Metallfasern ersetzt sein. Beispielsweise können die Metallfasern Kupfer und/oder Aluminium und/oder Silber aufweisen. Auch diese wärmeleitenden Metallfasern können eine Verteilung und/oder Ableitung von in der Gehäusewanne entstehender Wärme begünstigen.
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Vorteilhaft ist es, wenn eine Maschenweite des Drahtgewebes der Drahtgewebewanne kleiner als 3 mm und/oder eine Drahtstärke des Drahtgewebes größer als 0,5 mm ist. Die bei einem Spritzgießverfahren eingespritzte Duroplastschmelze kann sich gut in und um ein solches Drahtgewebe verteilen. Zudem kann so nach dem Aushärten des Duroplastmaterials eine stabile Gehäusewanne entstehen.
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Von Vorteil ist es weiterhin, wenn im Schritt des Anbindens das Duroplastmaterial derart an die Drahtgewebewanne angebunden wird, dass durch das Duroplastmaterial ein Fixierelement zum Fixieren eines Gegenfixierelements einer weiteren Gehäusewanne ausgeformt wird. Durch das Fixierelement bietet sich die Möglichkeit, die Gehäusewanne beispielsweise mit der weiteren Gehäusewanne zu verbinden, wobei ein Koppeln von Fixierelement und Gegenfixierelement der weiteren Gehäusewanne eine sichere Verschlussmöglichkeit für beispielsweise eine die Schaltung vollständig umschließende Gehäusevorrichtung ermöglichen kann. Das Fixierelement kann dazu als eine Rastnase ausgeformt sein und das Gegenfixierelement als eine Rastlasche, wobei beim Verbinden der Gehäusewanne mit der weiteren Gehäusewanne die Rastnase in die Rastlasche greifen kann. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Gehäusewanne und die weitere Gehäusewanne mehrere solcher Fixierelemente und entsprechende Gegenfixierelemente aufweisen, um sicherstellen zu können, dass sich die Gehäusewanne und die weitere Gehäusewanne nicht voneinander lösen.
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Hierzu kann gemäß einer weiteren Ausführungsform im Schritt des Anbindens das Duroplastmaterial derart an die Drahtgewebewanne angebunden werden, dass die Gehäusewanne einen Abschnitt zum Aufnehmen zumindest eines Dichtelements ausformt. Wenn die Gehäusewanne mit einer weiteren Gehäusewanne verbunden wird, kann durch ein einsetzbares Dichtelement, wie beispielsweise einen Dichtring, eine fluiddichte Gehäusevorrichtung für die Schaltung realisiert werden.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Bereitstellens eines Drahtgewebes und einen Schritt des Umkantens des Drahtgewebes umfassen. Durch das Umkanten kann die Drahtgewebewanne hergestellt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren einen Schritt des Ausstanzens umfassen, in dem zumindest eine Öffnung zum Anbringen eines Fixierungsauswerfers in die Drahtgewebewanne gestanzt wird. Ein solcher Fixierungsauswerfer kann in die Öffnung eingeführt werden, um während des Anbindens des Duroplastmaterials eine Öffnung, beispielsweise einen Schraubenöffnung, in dem Duroplastmaterial zu erzeugen. Die entstandene Schraubenöffnung kann vorteilhafterweise dazu dienen, um die Schaltung und/oder eine Leiterplatte der Schaltung beispielsweise mit einer Schraube an der Gehäusewanne zu fixieren. Zudem kann der Fixierungsauswerfer verwendet werden, um die Drahtgewebewanne an einer gewünschten Position innerhalb eines Spritzgusswerkzeugs zu halten.
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Im Schritt des Anbindens das Duroplastmaterial kann das Duroplastmaterial gemäß einer Ausführungsform derart an die Drahtgewebewanne angebunden werden, dass zumindest ein Abschnitt des Rands der Drahtgewebewanne aus dem Duroplastmaterial herausragt. Die restliche Drahtgewebewanne kann vollständig in das Duroplastmaterial eingebettet sein. Somit ist es möglich, dass sich bei einem Verbinden der Drahtgewebewanne mit einer weiteren Drahtgewebewanne zu einer Gehäusevorrichtung, die nicht mit Duroplastmaterial umschlossenen Abschnitte des Rands der Drahtwanne und der weiteren Drahtwanne kontaktieren.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer Gehäusevorrichtung für zumindest eine elektrische Schaltung umfasst die folgenden Schritte:
Bereitstellen einer genannten Gehäusewanne und einer weiteren Gehäusewanne;
Fixieren der elektrischen Schaltung, insbesondere einer Wechselrichterschaltung, in der Gehäusewanne; und
Verbinden der Gehäusewanne mit der weiteren Gehäusewanne.
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Im Schritt des Verbindens können die Gehäusewanne und die weitere Gehäusewanne vorteilhafterweise fluiddicht miteinander verbunden werden, um Umwelteinflüssen im Freien standhalten zu können.
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Eine genannte Gehäusewanne für zumindest eine elektrische Schaltung weist eine Drahtgewebewanne aus einem elektrisch leitfähigen Material und ein an die Drahtgewebewanne angebundenes Duroplastmaterial auf. Eine solche Gehäusewanne kann als Ersatz und/oder Komponente für bekannte Gehäuse für elektrische Schaltungen, insbesondere Wechselrichterschaltungen, dienen. Die vorgestellte Gehäusewanne ist vorteilhafterweise leicht, günstig herzustellen und wärmeleitfähig.
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Eine Gehäusevorrichtung für zumindest eine elektrische Schaltung umfasst eine vorgestellte Gehäusewanne, weiterhin die elektrische Schaltung, insbesondere eine Wechselrichterschaltung, die in der Gehäusewanne fixiert ist und letztlich eine weitere Gehäusewanne, die mit der Gehäusewanne verbunden ist.
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Eine solche Gehäusevorrichtung kann als Ersatz für bekannte Gehäuse für elektrische Schaltungen, insbesondere Wechselrichterschaltungen, dienen. Die vorgestellte Gehäusevorrichtung ist vorteilhafterweise leicht, günstig herzustellen und wärmeleitfähig. Zudem kann sie fluiddicht ausgeformt werden und bietet Flamm-, und UV-Schutz.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
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1 einen Querschnitt einer Gehäusewanne für zumindest eine elektrische Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Gehäusewanne für zumindest eine elektrische Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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3 einen Querschnitt einer Gehäusevorrichtung für zumindest eine elektrische Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Gehäusevorrichtung für zumindest eine elektrische Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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5 einen Querschnitt einer Gehäusewanne gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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6 einen Querschnitt einer Gehäusevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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7 eine Seitenansicht einer Gehäusevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt einen Querschnitt einer Gehäusewanne 100 für zumindest eine elektrische Schaltung 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Gehäusewanne 100 weist eine Drahtgewebewanne 110 aus einem elektrisch leitfähigen Material und ein Duroplastmaterial 115 auf. Das Duroplastmaterial 115 umschließt die Drahtgewebewanne 110 gemäß diesem Ausführungsbeispiel bis auf einen umlaufenden Rand 120 der Drahtgewebewanne 110 komplett. Die Drahtgewebewanne 110 ist somit abgesehen von dem Rand 120 in das Duroplastmaterial 115 eingebettet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Schaltung 105 in der Gehäusewanne 100 aufgenommen. Bei der Schaltung 105 kann es sich beispielsweise um eine Wechselrichterschaltung wie eine Solarwechselrichterschaltung handeln. Die Schaltung 105 ist auf einer Leiterplatte 125 angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Schaltung 105 über die Leiterplatte 125 in der Gehäusewanne 100 fixiert. Dabei ist die Leiterplatte 125 auf dem Boden der Gehäusewanne 100 angeordnet.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Herstellen einer Gehäusewanne für zumindest eine elektrische Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von 1 beschriebene Gehäusewanne handeln. In einem Schritt 205 des Bereitstellens wird eine Drahtgewebewanne bereitgestellt. In einem weiteren Schritt 210 des Anbindens wird ein Duroplastmaterial an die Drahtgewebewanne angebunden.
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Der Schritt 210 des Anbindens kann vorteilhafterweise durch ein Spritzgießverfahren ausgeführt werden. Dazu kann die Drahtgewebewanne beispielsweise im Schritt 205 des Bereitstellens in ein Spritzgießwerkzeug aufgenommen werden. Im Schritt 210 des Anbindens kann dann das flüssige Duroplastmaterial durch eine in das Spritzgießwerkzeug angeformte Angussbuchse an die Drahtgewebewanne gespritzt werden. Dieser Vorgang wird anhand von 5 genauer beschrieben.
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Durch ein Spritzgießverfahren mit dem Duroplastmaterial können im Vergleich zu beispielsweise Aluminiumdruckguss- oder Thermoplastspritzgießherstellung Fertigungsaufwand, -zeit und mögliche Fehlerquellen reduziert werden.
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3 zeigt einen Querschnitt einer Gehäusevorrichtung 300 für zumindest eine elektrische Schaltung 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Gehäusevorrichtung 300 weist eine Gehäusewanne 100, eine weitere Gehäusewanne 305 und eine Schaltung 105 auf. Bei der Gehäusewanne 100 und der weiteren Gehäusewanne 305 kann es sich um zwei der anhand von 1 beschriebenen Gehäusewannen 100 handeln, bei der Schaltung 105 kann es sich ebenfalls um die anhand von 1 beschriebene Schaltung 105 handeln. Wie bereits anhand von 1 beschriebenen, ist die Schaltung 105 in der Gehäusewanne 100 fixiert. Die weitere Gehäusewanne 305 ist mit der Gehäusewanne 100 verbunden. Dabei liegen die umlaufenden Ränder der Gehäusewannen 100, 305 aneinander an, sodass ein Deckel der Gehäusevorrichtung 300 durch den Boden der weiteren Gehäusewanne 305, ein Boden der Gehäusevorrichtung 300 durch den Boden der Gehäusewanne 100 und eine umlaufende Wand der Gehäusevorrichtung 300 durch die Seitenwände der Gehäusewannen 100, 305 gebildet wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Gehäusewanne 305 fluiddicht mit der Gehäusewanne 100 verbunden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kontaktieren sich die umlaufenden Ränder der Drahtgewebewannen 110 der Gehäusewannen 100, 305 an einer umlaufenden Drahtgewebekontaktfläche 310.
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Im Folgenden werden anhand von 3 bereits beschriebene Details gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen genauer ausgeführt:
Mit der vorgestellten Gehäusevorrichtung 300 wird eine kostengünstige Gehäusevorrichtung 300 für zumindest eine Schaltung 105 wie beispielsweise für einen Solarwechselrichter ermöglicht. Die Schaltungen 105 in Form von beispielsweise elektronischen Komponenten des Solarwechselrichters können dabei mediendicht gegen Umwelteinflüsse geschützt werden. Zusätzlich ist durch die Gehäusevorrichtung 300 ein EMV- und Flammschutz gewährleistet. Entstehende Wärme im Inneren der Gehäusevorrichtung 300 ist ohne Zusatzbauteile über die Wände in Form der Gehäusewannen 100, 305 ableitbar. Die leichte Gehäusevorrichtung 300 kommt ohne zusätzliche Metallkomponenten und den damit verbundenen Anschraubpunkten und Dichtungen sowie den anschließenden Montageaufwand aus. So können mögliche Fehlerquellen beispielsweise bei der Montage reduziert werden.
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Das Kunststoffbauteil in Form des Duroplastmaterials der Gehäusewannen 100, 305 der Gehäusevorrichtung 300 ist bei UV-Strahlung und bei im Inneren der Gehäusevorrichtung 300 entstehenden Temperaturen zwischen –40°C und 105°C beständig. Das ist besonders wichtig, da die Gehäusevorrichtung 300 beispielsweise für den Solarwechselrichter unter freiem Himmel angeordnet werden kann. Ebenfalls ist die vorgestellte Gehäusevorrichtung 300 mechanisch stabil und beugt Spaltbildungen vor.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Herstellen einer Gehäusevorrichtung für zumindest eine elektrische Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von 3 beschriebene Gehäusevorrichtung handeln.
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In einem Schritt 405 des Bereitstellens werden eine Gehäusewanne und eine weitere Gehäusewanne bereitgestellt. In einem weiteren Schritt 410 des Fixierens wird eine elektrische Schaltung, insbesondere eine Wechselrichterschaltung beispielsweise eines Solarwechselrichters in der Gehäusewanne fixiert. In einem letzten Schritt 415 des Verbindens wird die Gehäusewanne mit der weiteren Gehäusewanne verbunden, wobei die offenen Seiten der Gehäusewannen einander zugewandt sind. Vorteilhafterweise wird die Gehäusewanne fluiddicht mit der weiteren Gehäusewanne verbunden.
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5 zeigt einen Querschnitt einer Gehäusewanne 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von 1 beschriebene Gehäusewanne 100 handeln. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Drahtgewebewanne 110 in einem Spritzgießwerkzeug, welches durch zwei Spritzgießformhälften 500 ausgeformt ist, aufgenommen. Die Spritzgießformhälften 500 berühren sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel entlang einer Trennebene 505. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind in eine der Spritzgießformhälften 500 beispielhaft fünf Fixierungsauswerfer 510 eingebaut, wobei vier der Fixierungsauswerfer 510 die Drahtgewebewanne 110 berühren und innerhalb des Spritzgießwerkzeugs in Position halten. Dabei sind in den zwischen den Spritzgießformhälften 500 ausgeformten Hohlraum hineinragende Enden der genannten vier Fixierungsauswerfer 510 in Durchgangsöffnungen der Drahtgewebewanne 110 eingeführt. Die Enden der Fixierungsauswerfer 510 sind dazu abgestuft, sodass die Drahtgewebewanne 110 an den Abstufungen der Fixierungsauswerfer 510 anliegt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umschließt ein in die Spritzgießform 500 aufgenommener Tefloneinsatz 515 umlaufend den Rand 120 der Drahtgewebewanne 110. Dadurch wird verhindert, dass der Rand 120 von dem Duroplastmaterial 115 umschlossen wird.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das Duroplastmaterial 115 in flüssigem Zustand in eine Angussbuchse 520 einer der Spritzgießformhälften 500 eingespritzt. Das Duroplastmaterial 115 verteilt sich im Folgenden um die Drahtgewebewanne 110, wobei das Duroplastmaterial 115 auch durch Drahtgewebemaschen der Drahtgewebewanne 110 strömt, und sich in den Drahtgewebemaschen absetzt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Spritzgießformhälften 500 derart ausgeformt, dass durch das Duroplastmaterial 115 zumindest zwei Fixierelemente 525 oder ein umlaufendes Fixierelement 525 zum Fixieren eines oder mehrerer entsprechender Gegenfixierelemente einer weiteren Gehäusewanne ausgeformt werden. Das oder die Fixierelemente 525 sind auf einer Außenseite der Seitenwand der Gehäusewanne 100 benachbart zu dem Rand 120 der Drahtgewebewanne 110 angeordnet.
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Des Weiteren wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch das Duroplastmaterial 115 im Bereich des oder der Fixierelemente 525 je eine Vertiefung 530 zum Aufnehmen eines Dichtelements ausgeformt.
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Nach einem Aushärten des flüssigen Duroplastmaterials 115 können ein gemäß diesem Ausführungsbeispiel entstandener Stangenanguss 535 und ein Hinterschnitt 540 abgetrennt werden, wodurch die Gehäusewanne 100 fertiggestellt wird.
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Anhand von 5 werden im Folgenden bereits beschriebene Details noch einmal genauer ausgeführt:
Um die Drahtgewebewanne 110 zu erzeugen, kann in einem vorgeschalteten Prozess ein Drahtgewebe ausgestanzt und in die passende Form gebracht werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Drahtgewebewanne 110 vier Fixierungslöcher, im Folgenden als Öffnungen 545 bezeichnet, auf, die ebenfalls in einem vorgeschalteten Prozess aus dem Drahtgewebe oder der Drahtgewebewanne 110 ausgestanzt worden sein können. Der Vorformling in Form der Drahtgewebewanne 110 wird anschließend in die Spritzgießwerkzeuge eingelegt und mit den Fixierungsauswerfern 510 in Position gehalten. Über die Angussbuchse 520 wird die mit wärmeleitfähigen Partikeln hoch gefüllte Duroplastschmelze aus dem Duroplastmaterial 115 in die Kavität eingespritzt. Da die niedrigviskose Masse aus dem Duroplastmaterial 115 trotz hohem Füllgrad wie Wasser fließt, wird das Drahtgewebe über den langen Fließweg optimal umflossen und eingebunden. Somit ist der EMV-Schutz über die gesamte Länge der Gehäusewanne 100 gewährleistet. Da die wärmeleitfähigen Partikel an das Drahtgewebe stoßen, entsteht zusätzlich eine Wärmeleitungsbrücke.
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Mit einem thermoplastischen Kunststoff könnten die langen Fließwege mit dem eingelagerten Drahtgewebe aufgrund der höheren Viskosität nicht gefüllt werden. Da bei einem Duroplastmaterial 115 wie zum Beispiel beim duroplastischen Faser-Matrix-Halbzeug ein großer Anteil des Materials aus Kreide besteht, ist der Flammschutz ebenfalls gegeben. Zusätzlich weist die Gehäusewanne 100 durch die Vernetzung des Duroplastmaterials 115 eine sehr gute UV-, Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit auf. Aufgrund der Wärmeleitung und des EMV-Schutzes der gesamten Gehäusewanne 100 müssen keine zusätzlichen Aluplatten oder -kühlkörper mediendicht mit Dichtungen eingebracht werden und Anschraubdome mit den entsprechenden Schrauben plus Montage fallen ebenfalls weg. Somit werden viel Gewicht und Fertigungszeit eingespart.
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Für die Herstellung der Drahtgewebewanne 110 können beispielsweise zwei Umformwerkzeuge zum Umkanten des Drahtgewebes und für die Herstellung der Gehäusewanne 100 und der weiteren Gehäusewanne, welche als Deckel dienen kann, zwei Duroplast-Spritzgießwerkzeuge in Form der Spritzgießformhälften 500, verwendet werden. Für die Herstellung der weiteren Gehäusewanne können andere Spritzgießformhälften verwendet werden, die beispielsweise ein Anformen zweier Gegenfixierelemente zum Fixieren an den Fixierelementen 525 ermöglichen. Das zuvor auf eine vorgegebene Form zugeschnittene Metallgewebe in Form des Drahtgewebes für die Gehäusewanne kann zum Beispiel Aluminium oder Kupfer sowie eine Maschenweite kleiner 3 mm und eine Drahtstärke größer 0,5 mm aufweisen.
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Das umgeformte Drahtgewebe ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zur Herstellung der Gehäusewanne 110 in das Spritzgießwerkzeug, das mit einem Temperiermedium auf beispielsweise 130°C bis 180°C aufgeheizt sein kann, auf die Fixierungsauswerfer im Formkern eingesetzt. Die Außenkante in Form des Rands der Drahtgewebewanne 110 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig umlaufend in eine Nut mit einem Tefloneinsatz 515 geschoben, der bei den genannten Temperaturen sehr weich sein kann, dabei abdichtet und den kunststofffreien Überstand in Form des Rands für eine spätere Kontaktierung erzeugt. Das Duroplastmaterial 115 kann ein Epoxidharz, ein Phenoplast-Gemisch oder ein Faser-Matrix-Halbzeug sein, das mit 30% bis 60 % wärmeleitfähigen Feststoffpartikeln, wie zum Beispiel Graphit, Bornitrid, Aluminium- oder Magnesiumhydroxid oder einer Kombination dieser, statt mit dem Standardfüllstoff, gefüllt ist. 5 % bis 20 % der Standard-Glasfasern können durch wärmeleitende Metallfasern aus zum Beispiel Kupfer, Aluminium, Silber oder einer Kombination dieser entsprechend der notwendigen Festigkeit der Gehäusewanne 110, ausgetauscht sein.
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Das Faser-Matrix-Halbzeug kann zum Beispiel ein Lomix 0204 von Fa. Lorenz sein, das eine Wärmeleitfähigkeit größer 1,35 W/mK aufweist und dabei der Kilogrammpreis der Rohmasse vergleichsweise günstig ist. Da die duroplastische Schmelze des Duroplastmaterials 115 trotz hohem Füllstoffanteil sehr niedrigviskos ist und wie Wasser fließt, ist das Drahtgewebe gemäß diesem Ausführungsbeispiel optimal umflossen und mit Kontakt zu den Partikeln in der Wandung im Drahtgewebe eingeschlossen.
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Nach einer vorgegebenen Härtezeit kann das Spritzgießwerkzeug auffahren und die wärmeleitfähige Gehäusewanne 110 freigeben. Mit den Fixierungsauswerfern 510 kann das Kunststoffbauteil in Form der Gehäusewanne 110 dann ausgestoßen und mit einem Handling in eine Trennvorrichtung eingelegt werden. Die Herstellung des Deckels in Form der weiteren Gehäusewanne aus demselben Material kann vergleichbar verlaufen.
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6 zeigt einen Querschnitt einer Gehäusevorrichtung 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von 3 beschriebene Gehäusevorrichtung 300, jedoch mit der anhand von 5 beschriebenen Gehäusewanne 100 handeln. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Leiterplatte 125 mit vier selbstschneidenden Schrauben 600 in vier durch die Fixierungsauswerfer angeformte Schraubenöffnungen 605 eingeschraubt. In die abgeformte Dichtungsnut in Form der Vertiefung ist ein Dichtelement 610, beispielsweise ein Dichtungsring, eingelegt. Die weitere Gehäusewanne 305, die ebenfalls die beschriebene Drahtgewebewanne 110 in Form einer weiteren Drahtgewebewanne 110 aufweist, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel gegen den Rand der Drahtgewebewanne 110 und die als Rastnasen ausgeformten Fixierelemente 525 geschoben. Durch das Einrasten der als Rastlaschen ausgeformten Gegenfixierelemente 615 in die Fixierelemente 525 in Kombination mit einer Verpressung des Dichtelements 610 entsteht ein mediendichter Verbund zwischen der Gehäusewanne 110 und der weiteren Gehäusewanne 305, wobei der Verbund gleichzeitig den EMV-Schutz gewährleistet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die weitere Gehäusewanne 305 eine sehr niedrige Seitenwand auf, sodass eine Größe des Innenraums der Gehäusevorrichtung 300 im Wesentlichen durch eine Größe der Gehäusewanne 100 bestimmt wird.
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Die Ränder 120 der Drahtgewebewannen 110 überlappen und berühren sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Auf diese Weise ist die Schaltung 105 vollumfänglich von Drahtgewebe umschlossen.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von Schaltungen 105 in der Gehäusevorrichtung 300 angeordnet. Es kann sich bei den Schaltungen 105 beispielsweise um Schaltungen eines Solarwechselrichters handeln. Die Schaltungen 105 sind auf einer Leiterplatte 125 angeordnet, die über die Schrauben 600 an dem Boden der Gehäusewanne 100 befestigt sind. Gemäß einem Ausführungsbeispiel liegen Enden der Schrauben 600 an der Drahtgewebewanne 110 an. Die Schrauben 600 sind durch Abstandshalter geführt, sodass die Leiterplatte 125 beabstandet zu dem Boden der Gehäusewanne 100 gehalten wird. Die beschriebene Gehäusevorrichtung 300 eignet sich für alle Gehäuseanordnungen, bei denen wie bei einem Betrieb der Schaltungen 105 aus dem Systeminneren Wärme mediendicht abgeführt und der EMV-Schutz gewährleistet sein soll.
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7 zeigt eine Seitenansicht einer Gehäusevorrichtung 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von 6 beschriebene Gehäusevorrichtung 300 handeln. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist eine Gehäusewannenseite 700 der Gehäusewanne 100 fünf Fixierelemente 525 und eine weitere Gehäusewannenseite 705 der weiteren Gehäusewanne 305 fünf Gegenfixierelemente 615 auf. Eine Anzahl, Größe und Beabstandung der Fixierelemente 525 kann entsprechend dem Einsatzgebiet der Gehäusevorrichtung 300 gewählt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ -Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
