DE102019203509A1

DE102019203509A1 - Elektrisches Gehäuse und Verfahren zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses

Info

Publication number: DE102019203509A1
Application number: DE102019203509.4A
Authority: DE
Inventors: Bruno Dupont; José Ferreira; Christian Volantin
Original assignee: Tyco Electronics France SAS
Current assignee: Tyco Electronics France SAS
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2019-09-19
Also published as: US20190289739A1; FR3079032B1; JP2019207866A; CN110285932A; US11032931B2; FR3079032A1; CN110285932B; JP7340343B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Gehäuse (1), das mit einer Durchgangsöffnung (9) ausgestattet ist, die konfiguriert ist, um eine Dichtheitsprüfung des elektrischen Gehäuses (1) auszuführen, eine Vorrichtung, die das elektrische Gehäuse (1) und einen Stopfen (27) beinhaltet, sowie ein Verfahren zum Prüfen der Dichtheit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Gehäuse, das mit einer Durchgangsöffnung ausgestattet ist, die konfiguriert ist, um eine Dichtheitsprüfung des elektrischen Gehäuses auszuführen, eine Vorrichtung, die das elektrische Gehäuse und einen Stopfen beinhaltet, sowie ein Verfahren zum Prüfen der Dichtheit.
Elektrische Gehäuse, insbesondere in der Automobilindustrie, werden verwendet, um Klemmen, elektrische Kabel und/oder Komponenten unter Spannung, insbesondere unter Hochspannung, hermetisch einzukapseln, beispielsweise, um sie vor Feuchtigkeit zu schützen. Zudem sind diese elektrischen Gehäuse aufgrund ihrer Verwendung in Kraftfahrzeugen auch Stößen und/oder Vibrationen ausgesetzt.
Es ist bekannt, die Dichtheit derartiger geschlossener elektrischer Gehäuse, in die die elektrische Verkabelung in Form eines elektrischen Kabelbaums und/oder Kabelbündels eingebaut ist, unter Verwendung von einem der elektrischen Kabel zu prüfen. Insbesondere kann Luft an dem offenen Raum zwischen der Isolation des Kabels und seinem leitenden Metallteil in ein elektrisches Kabel eingespritzt werden.
In Anbetracht dessen, dass die Länge und die Abmessung des offenen Raums zwischen der Isolation und dem leitenden Metallteil des elektrischen Kabels schwierig zu kontrollieren sind, ist es jedoch wünschenswert, eine Dichtheitsprüfung zu offenbaren, die eine höhere Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit bietet.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, ein elektrisches Gehäuse sowie eine Dichtheitsprüfung des elektrischen Gehäuses zu offenbaren, die die Dichtheitsprüfung zuverlässiger macht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel durch ein elektrisches Gehäuse erreicht, das mindestens einen Durchgang zum Aufnehmen von elektrischen Kabeln und/oder Steckverbindern und mindestens eine Wand, die einen Innenraum des elektrischen Gehäuses abgrenzt, beinhaltet und eine Durchgangsprüfungsöffnung, die eine Dichtheitsprüfung des elektrischen Gehäuses ermöglicht, aufweist, wobei die Prüfungsöffnung so bemessen und auf eine Weise in der Wand positioniert ist, dass sie den Zugang zu Innenteilen des elektrischen Gehäuses, die dafür vorgesehen sind, ein oder mehrere Elemente aufzunehmen, die unter elektrischer Spannung stehen, verhindert.
Die Zielsetzung der Erfindung wird daher durch Ausrüsten des elektrischen Gehäuses mit einer Öffnung zusätzlich zu einem Durchgang zum Aufnehmen von elektrischen Kabeln und Steckverbindern erreicht, und dadurch, dass diese Prüfungsöffnung konfiguriert ist, um eine Dichtheitsprüfung auszuführen. Es ist daher nicht mehr notwendig, die Dichtheitsprüfungen mittels eines der elektrischen Kabel auszuführen, was die Wiederholbarkeit der Dichtheitsprüfung verbessert. In der Tat, sofern die Geometrie der Prüfungsöffnung gleich bleibt, ist die Messung wiederholbar und die erhaltenen Messergebnisse sind so einfacher zu interpretieren und daher zuverlässiger.
Des Weiteren ist die Prüfungsöffnung zusätzlich dazu, dass sie eine zuverlässige Dichtheitsprüfung ermöglicht, auch auf eine Weise konfiguriert, dass der Zugang zu den Innenteilen des elektrischen Gehäuses, die zum Aufnehmen von Elementen unter elektrischer Spannung vorgesehen sind, blockiert wird, was somit die Sicherheit des elektrischen Gehäuses und der Benutzer sicherstellt.
Die vorliegende Erfindung, die sich auf ein elektrisches Gehäuse bezieht, kann dank der nachfolgenden Ausführungsformen noch weiter verbessert werden.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung kann die Prüfungsöffnung so positioniert und bemessen sein, dass mindestens die Schutzart des elektrischen Gehäuses der Stufe IP-XXD der Norm IEC 60529 der Internationalen Elektrotechnischen Kommission, die am 29. August 2013 veröffentlicht wurde, erfüllt wird. Diese Schutzart, die sich auf die Dichtheit bezieht, klassiert den Schutzgrad, den das elektrische Gehäuse gegenüber dem Eindringen von Festkörpern und Flüssigkeiten bietet. Das elektrische Gehäuse, das über Schutzart IP-XXD verfügt, garantiert den Schutz der Person vor Zugang zu gefährlichen Teilen im Inneren des elektrischen Gehäuses, die unter Spannung, möglicherweise unter Hochspannung, stehen. Dadurch kann ein Finger eines Benutzers nicht mit den unter Spannung stehenden Teilen in Kontakt kommen. Den Anforderungen der Norm folgend stellt des Weiteren sogar ein Einführen eines Drahtes oder Kabels von rund 1 Millimeter Durchmesser keine Gefahr für den Benutzer dar. Insbesondere sind die Dimensionen und die Positionierung der Prüfungsöffnung des elektrischen Gehäuses so, dass der Prüfstift von 1 Millimeter Durchmesser der Norm IEC 60529 für Schutzart IP-XXD die unter Strom stehenden Teile nicht erreichen kann.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung kann das elektrische Gehäuse ferner ein Anschlagelement beinhalten, das gegenüber dem Endstück der Prüfungsöffnung im Inneren des elektrischen Gehäuses angeordnet ist, so dass es die Einführung eines Stopfens in die Öffnung stoppen kann. So verhindert das Anschlagelement den Zugang zu möglicherweise gefährlichen Innenteilen des elektrischen Gehäuses, was das Erfüllen der Norm IEC 60529, die am 29. August 2013 veröffentlicht wurde, in Bezug auf IP-XXD ermöglicht und damit den Schutz der Person vor dem Zugang zu gefährlichen Teilen mit Drähten und/oder Kabeln im Innenraum des elektrischen Gehäuses garantiert. Des Weiteren ermöglicht das Anschlagelement die Einführung eines Stopfens bis in eine vorher festgelegte Position, was die Verwendung des Stopfens zum Sicherstellen der Dichtheit erleichtert, sobald der Stopfen in die Prüfungsöffnung eingeführt wurde.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung kann auch durch eine Vorrichtung erreicht werden, die das elektrische Gehäuse, wie zuvor beschrieben, beinhaltet, wobei der Stopfen ein Dichtungsstopfen ist, der konfiguriert ist, um die Dichtheit des elektrischen Gehäuses sicherzustellen, sobald dieser in der Prüfungsöffnung des elektrischen Gehäuses untergebracht wurde, und wobei die Länge in Längsrichtung des Dichtungsstopfens kleiner ist als die Distanz zwischen dem Anschlagelement und der Außenwand des elektrischen Gehäuses. Somit ist die Prüfungsöffnung geeignet, hermetisch verschlossen werden, sobald die Dichtheitsprüfung des elektrischen Gehäuses durchgeführt wurde. Die charakteristische Länge in Längsrichtung des Dichtungsstopfens in Bezug auf jene der Öffnung ermöglicht, dass eine Dichtheitsprüfung des Verschlusses der Prüfungsöffnung des elektrischen Gehäuses durch den Dichtungsstopfen möglich wird. Es ist daher möglich sicherzustellen, dass die gesamte Vorrichtung, die das elektrische Gehäuse und den Dichtungsstopfen beinhaltet, ebenfalls dicht ist.
Die vorliegende Erfindung, die sich auf eine Vorrichtung bezieht, kann dank der nachfolgenden Ausführungsformen noch weiter verbessert werden.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung kann der Dichtungsstopfen der Vorrichtung mit einem Kopf und einem Körper ausgestattet sein, so dass der Kopf des Dichtungsstopfens einem Anschlagelement zugewandt ist und der Kopf des Dichtungsstopfens mindestens einen Querschnitt aufweist, der größer ist als der Querschnitt der Prüfungsöffnung. Die Abmessungen und die Form des Dichtungsstopfens ermöglichen eine elastische Einpassung des Dichtungsstopfens in der Prüfungsöffnung, wobei der Kopf des Dichtungsstopfens bei der Einführung verformt wird und wobei die elastische Einpassung des Dichtungsstopfens in der Prüfungsöffnung aufrechterhalten wird, wenn der Kopf des Dichtungsstopfens dem Anschlagelement zugewandt ist. Dadurch wird das Risiko eines Verschiebens des Dichtungsstopfens in Zusammenhang mit der Verwendung einer derartigen Vorrichtung in Umgebungen, die Stößen und/oder Vibrationen und/oder Druckschwankungen im Inneren der dichten Kammer des elektrischen Gehäuses ausgesetzt sind, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, reduziert.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung kann der Körper des Stopfens mit mindestens einer Rippe ausgestattet sein. Die Rippe(n) des Stopfens ermöglicht/ermöglichen das Erhöhen der Dichtheit des Verschlusses der Prüfungsöffnung durch den Stopfen sowie das Sicherstellen eines dauerhaften Verbleibs des Stopfens im Inneren der Prüfungsöffnung.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung kann der Dichtungsstopfen im Inneren der Prüfungsöffnung formschlüssig mit dem elektrischen Gehäuse verriegelt sein, so dass der Kopf des Dichtungsstopfens in der Konfiguration mit formschlüssiger Verriegelung einen Druck auf das Anschlagelement und/oder die Innenwand des elektrischen Gehäuses ausübt. Somit wird in dieser Konfiguration der formschlüssigen Verriegelung das Risiko des Verschiebens des Dichtungsstopfens noch weiter reduziert, da der Dichtungsstopfen so eingepasst ist, dass er in der Prüfungsöffnung einbehalten wird und sich darin nicht bewegen kann. Folglich ist die Dichtheit der Vorrichtung sogar in Umgebungen garantiert, die Stößen und/oder Vibrationen und/oder Druckschwankungen im Inneren der dichten Kammer des elektrischen Gehäuses ausgesetzt sind.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung kann auch durch ein Verfahren zum Prüfen der Dichtheit eines elektrischen Gehäuses erreicht werden, wobei die elektrische Verkabelung in Form eines elektrischen Kabelbaums und/oder Kabelbündels eingebaut ist und es mit einer Dichtheitsprüfungsöffnung ausgestattet ist, beinhaltend einen ersten Schritt zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses unter Verwendung der Prüfungsöffnung; einen zweiten Schritt zum Schließen der Prüfungsöffnung mittels eines Dichtungsstopfens; und einen dritten Schritt zum Prüfen der Dichtheit des Verschlusses der Prüfungsöffnung durch den Dichtungsstopfen. Dieses Verfahren ermöglicht damit, sich von der Dichtheit des elektrischen Gehäuses sowie jener der Öffnung, die zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses vorgesehen ist, zu überzeugen. Im Gegensatz zum Stand der Technik sind die Prüfungsparameter bekannt und die hinzugefügte Prüfungsöffnung kann mit einem angemessenen Dichtungsstopfen auf zuverlässige Weise verschlossen werden.
Die vorliegende Erfindung, die sich auf ein Verfahren bezieht, kann dank der nachfolgenden Ausführungsformen noch weiter verbessert werden.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung können der erste und der dritte Schritt des Verfahrens zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses nach dem Druckbeaufschlagen des elektrischen Gehäuses durch Anwendung eines Fluids jeweils eine Druckmessung beinhalten. Die Druckmessung ermöglicht das zuverlässige Erkennen eines möglichen Lecks und daher das Bestimmen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung können der erste und der dritte Schritt des Verfahrens zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses ferner nach dem Druckbeaufschlagen des elektrischen Gehäuses durch Anwendung eines Fluids jeweils eine Messung des Volumens und/oder eine Messung der Abflusszeit beinhalten. Die Messung des Volumens oder der Abflusszeit ermöglicht, die Menge des bei dem Druckbeaufschlagen des elektrischen Gehäuses eingespritzten Fluids zu kontrollieren.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung kann das Fluid, das in dem ersten und dem dritten Schritt des Verfahrens zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses angewandt wird, ein Gas sein und kann insbesondere Luft, Stickstoff und/oder Helium sein.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung können der erste und der dritte Schritt des Verfahrens zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses jeweils das Bestimmen des Druckunterschieds zwischen einem Ausgangswert und einem nach einer vorher festgelegten Zeit gemessenen Wert beinhalten. Die Bestimmung des Druckunterschieds ermöglicht das Erkennen eines Lecks und als Folge davon das Bestimmen, dass das elektrische Gehäuse und/oder der Verschluss der Prüfungsöffnung durch den Dichtungsstopfen nicht dicht ist/sind, wenn ein Druckunterschied zwischen dem Ausgangswert und dem nach einer vorher festgelegten Zeit gemessenen Wert einen vorher festgelegten Schwellenwert erreicht. Ist das Gegenteil der Fall, wird die Dichtheit des elektrischen Gehäuses und/oder des Verschlusses der Prüfungsöffnung durch den Dichtungsstopfen bestätigt. Somit ist das Verfahren zum Prüfen der Dichtheit zuverlässig und schnell.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung können der erste Schritt und der dritte Schritt des Verfahrens zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses ferner jeweils das Bestimmen des angewandten Fluidvolumens nach dem Druckbeaufschlagen des elektrischen Gehäuses beinhalten. Das Bestimmen des Volumens ermöglicht, sich zu überzeugen, dass in dem dritten Schritt des Verfahrens die Dichtheitsprüfung auf den freien Raum des Verschlusses der Prüfungsöffnung durch den Dichtungsstopfen angewandt wird und nicht auf die Gesamtheit, die aus diesem freien Raum und dem Innenraum des elektrischen Gehäuses besteht, wobei die Dichtheit von Letzterem im ersten Schritt des Verfahrens geprüft wird.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung kann der zweite Schritt des Verfahrens zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses das Einführen eines Dichtungsstopfens beinhalten, der mit einem Kopf und einem Körper ausgestattet ist, bis der Kopf des Dichtungsstopfens an einem Anschlagelement, das im Inneren des elektrischen Gehäuses angeordnet ist, anstößt, und wobei der Dichtungsstopfen eine vorher festgelegte Länge in Längsrichtung aufweist, um die Prüfungsöffnung mit einem freien Prüfungsraum zwischen dem Endstück des Körpers des Dichtungsstopfens und der Außenwand des elektrischen Gehäuses auszustatten. Zusätzlich zum Blockieren des Einführens des Dichtungsstopfens zum Garantieren des Verschlusses der Prüfungsöffnung verhindert das Anschlagelement auch den Zugang zu den möglicherweise gefährlichen Innenteilen, die im Inneren des elektrischen Gehäuses angeordnet sind. Die Eigenschaft der Länge in Längsrichtung des Dichtungsstopfens in Bezug auf jene der Öffnung ermöglicht, dass eine Dichtheitsprüfung des Verschlusses der Prüfungsöffnung möglich wird, indem der angemessene Raum für eine derartige Prüfung geschaffen wird. Dieser Raum, der als Prüfungsraum bezeichnet wird, schafft das notwendige Volumen für die Durchführung einer Dichtheitsprüfung des Verschlusses der Prüfungsöffnung durch den Dichtungsstopfen. Ohne diesen Prüfungsraum an dem Eingang des Verschlusses der Prüfungsöffnung wäre es in der Tat schwieriger, ein Leck in der Prüfungsöffnung oder dem Dichtungsstopfen auszuschließen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung kann auch durch einen Dichtungsstopfen für ein elektrisches Gehäuse, wie zuvor beschrieben, erreicht werden, der eine Länge aufweist, die konfiguriert ist, um die Durchgangsprüfungsöffnung des elektrischen Gehäuses zu stopfen, so dass die Prüfungsöffnung mit einem freien Prüfungsraum zwischen dem Endstück des Körpers des Dichtungsstopfens und der Außenwand des elektrischen Gehäuses ausgestattet wird. Der so geschaffene freie Prüfungsraum macht die Durchführung einer Dichtheitsprüfung möglich, um sich von der Dichtheit des Verschlusses der Prüfungsöffnung durch den Dichtungsstopfen zu überzeugen.
Die oben erläuterten Ausführungsformen und Varianten können kombiniert werden, um weitere vorteilhafte Varianten von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu bilden.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachfolgend mittels bevorzugter Ausführungsformen und insbesondere unter Bezugnahme auf die folgenden begleitenden Figuren detaillierter erklärt, wobei:

1 einen Abschnitt eines elektrischen Gehäuses, das Durchgänge zum Aufnehmen von elektrischen Kabeln und Steckverbindern eine Prüfungsöffnung beinhaltet, schematisch veranschaulicht;
2 eine schematische Querschnittansicht der Prüfungsöffnung des elektrischen Gehäuses veranschaulicht;
3 eine schematische Ansicht eines Dichtungsstopfens veranschaulicht;
4 eine schematische Querschnittansicht der Prüfungsöffnung, die mit dem Dichtungsstopfen ausgestattet ist, veranschaulicht;
5a eine schematische Querschnittansicht des elektrischen Gehäuses während des ersten Schritts des Verfahrens zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses veranschaulicht;
5b eine schematische Querschnittansicht des elektrischen Gehäuses während des zweiten Schritts des Verfahrens zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses veranschaulicht;
5c eine schematische Querschnittansicht des elektrischen Gehäuses während des dritten Schritts des Verfahrens zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses veranschaulicht.

1 stellt einen Teil eines elektrischen Gehäuses 1 dar. Das elektrische Gehäuse 1 beinhaltet eine Abdeckung, die in 1 nicht dargestellt ist, die ermöglicht, das elektrische Gehäuse 1 hermetisch zu verschließen, wenn das elektrische Gehäuse 1 sich in seinem montierten Zustand befindet. Das elektrische Gehäuse 1 beinhaltet Durchgänge 3a bis 3i in seiner Wand 5 zum Aufnehmen von elektrischen Kabeln und/oder Steckverbindern, die in 1 nicht dargestellt sind. In seinem montierten Zustand ist das elektrische Gehäuse 1 mit elektrischen Kabeln ausgestattet, die mit den Durchgängen 3a bis 3i verbunden sind. Die Wand 5 grenzt einen Innenraum 7 des elektrischen Gehäuses 1 ab, wenn dieses durch seine Abdeckung verschlossen ist.
Der Innenraum 7 des elektrischen Gehäuses 1 ist dafür vorgesehen, über die Durchgänge 3a bis 3i ein oder mehrere elektrische Kabel und/oder Steckverbinder unter elektrischer Spannung, insbesondere unter einer Hochspannung von bis 1000 Volt, aufzunehmen, um sie miteinander zu verbinden oder um sie mit einer oder mehreren elektrischen Komponenten zu verbinden. Die Wand 5 ist mit einer Durchgangsprüfungsöffnung 9 zwischen der Außenseite 11 des elektrischen Gehäuses 1 und dem Innenraum 7 des elektrischen Gehäuses 1 ausgestattet. Diese Prüfungsöffnung 9 ermöglicht, eine Dichtheitsprüfung des elektrischen Gehäuses 1 durchzuführen, wenn dieses sich in seinem montierten und geschlossenen Zustand befindet.
Die Prüfungsöffnung 9 weist in dieser Ausführungsform einen kreisförmigen Querschnitt von ungefähr 3,5 Millimeter Durchmesser auf. In einer anderen Ausführung der Erfindung kann die Prüfungsöffnung 9 eine Geometrie und eine Form aufweisen, die zu der in 1 dargestellten unterschiedlich sind, vorausgesetzt, dass sie durch einen Stopfen auf dichte Weise wiederverschlossen werden kann.
Das Innenendstück 13 der Prüfungsöffnung 9, das im Inneren des elektrischen Gehäuses 1 angeordnet ist, ist einem Anschlagelement 15 zugewandt, das mit einer Wand 17, die den Durchgang 3c umgibt, der ein elektrisches Kabel oder einen elektrischen Steckverbinder unter Spannung aufnehmen kann, einstückig verbunden ist. Dadurch kann ein Benutzer, beispielsweise mit einem Finger, nicht mit den Innenteilen des elektrischen Gehäuses 1, die unter Spannung stehen, in Kontakt kommen. Des Weiteren stellt sogar ein Einführen eines Drahtes oder eines Kabels mit einem Durchmesser von ungefähr 2,6 Millimeter in die Prüfungsöffnung 9 für den Benutzer keine Gefahr dar, weil die Wand 17 den Zugang von der Außenseite 11 des elektrischen Gehäuses 1 zu den Innenteilen des elektrischen Gehäuses 1 verhindert.
Die Prüfungsöffnung 9 des elektrischen Gehäuses 1 ist zudem mit einem äußeren Endstück 19 ausgestattet, das dem Eingang der Prüfungsöffnung 9 entspricht.
Die strukturellen und funktionellen Eigenschaften der Prüfungsöffnung 9 werden in der Beschreibung der 2 näher beschrieben.
2 veranschaulicht eine schematische und vergrößerte Querschnittansicht der Prüfungsöffnung 9 des elektrischen Gehäuses 1. Die Elemente mit den gleichen Bezugsnummern, die bereits für die Beschreibung von 1 verwendet wurden, werden nicht erneut detailliert beschrieben und es wird auf ihre oben stehenden Beschreibungen Bezug genommen.
In dieser Ausführungsform ist das äußere Endstück 19 der Prüfungsöffnung 9 auf der Seite der Wand 5, die der Außenseite 11 des elektrischen Gehäuses 1 ausgesetzt ist, mit einem Rand 21 versehen, der angepasst ist, um die Verbindungsstelle eines Instruments zum Prüfen der Dichtheit aufzunehmen, was in der Beschreibung der 5a bis 5c näher beschrieben wird.
Die Prüfungsöffnung 9 erfüllt damit die Schutzart der Stufe IP-XXD der Norm IEC 60529 der Internationalen Elektrotechnischen Kommission, die am 29. August 2013 veröffentlicht wurde. Die oben genannte Norm IEC 60529 der Internationalen Elektrotechnischen Kommission, die am 29. August 2013 veröffentlicht wurde, bezieht sich auf die konsolidierte Version der IEC 60529, die mit der Auflagenummer 2.1 bezeichnet wird. Diese Version beinhaltet die zweite Auflage (1989) [Dokumente 70(CO)13 + 70(CO)15) und 70(CO)16 + 70(CO)17], ihr Korrigendum 1 (2003), ihr Korrigendum 2 (2007), ihr Korrigendum 3 (2009), ihre Ergänzung 1 (1999) [Dokumente 70/91/FDIS und 70/92/RVD] und ihre Ergänzung 2 [Dokumente 70/122/FDIS und 70/123/RDV].
Die Schutzart des elektrischen Gehäuses 1 der Stufe IP-XXD garantiert daher den Schutz der Person vor dem Zugang mit elektrischen Drähten und/oder Kabeln zu gefährlichen Teilen des elektrischen Gehäuses 1, die unter Spannung stehen.
Wie in 2 veranschaulicht, erstreckt sich das mit der Wand 17 einstückige Anschlagelement 15 in das Innere eines Raums 23, der zwischen dem Innenendstück 13 der Prüfungsöffnung 9 und der Wand 17 angeordnet ist. Dieser Raum 23 weist einen Querschnitt auf, der größer ist als jener der Prüfungsöffnung 9. Dieser Abmessungsunterschied der Querschnitte stellt an der Verbindungsstelle der Prüfungsöffnung 9 und des Raums 23 einen Rand 25 bereit.
Die 3 veranschaulicht eine schematische Ansicht eines Dichtungsstopfens 27 gemäß der Erfindung. Die Elemente mit den gleichen Bezugsnummern, die bereits für die Beschreibung der 1 und 2 verwendet wurden, werden nicht erneut detailliert beschrieben und es wird auf ihre oben stehenden Beschreibungen Bezug genommen.
Der Dichtungsstopfen 27 ist mit einem Kopf 29 und einem Körper 31 ausgestattet. Der Kopf 29 des Dichtungsstopfens 27 weist eine Form eines Kegelstumpfs auf, dessen Grundfläche 33 mit dem Körper 31 von im Wesentlichen zylindrischer Form einstückig ist. Der Flächeninhalt der Grundfläche 33 des Kegelstumpfs des Kopfs 29 des Dichtungsstopfens 27 ist größer als der Querschnitt des Körpers 31 und der Prüfungsöffnung 9, die in 3 nicht dargestellt ist.
Der Körper 31 des Dichtungsstopfens 27 weist ein Endstück 35 auf, dessen äußere Grundfläche 37 größer ist als der Querschnitt des Körpers 31 des Dichtungsstopfens 27. Die besondere Geometrie des Endstücks 35 des Dichtungsstopfens 27 ermöglicht, seine Dichtheit zu verbessern, wenn er in das Innere einer zu stopfenden Öffnung eingeführt wird.
Der Körper 31 des Dichtungsstopfens 27 ist mit drei Rippen 39a, 39b, 39c ausgestattet, die dem Dichtungsstopfen 27 ermöglichen werden, seine Dichtheit zu verbessern und seinen dauerhaften Verbleib sicherzustellen, wenn der Dichtungsstopfen 27 in das Innere einer zur stopfenden Öffnung eingeführt wird. Im Allgemeinen sind die Abmessungen des Dichtungsstopfens 27 so, dass die zu stopfende Öffnung durch den Stopfen 27 auf dichte Weise verschlossen werden kann.
Der Dichtungsstopfen 27 besteht aus elastischem Material, insbesondere aus Silikon, um sich an die Öffnung des elektrischen Gehäuses, in das er eingeführt wird, anzupassen und einen dichten Verschluss zu garantieren. Der Dichtungsstopfen 27 aus elastischem Material ist auch geeignet, um bei seiner Einführung in eine zu stopfende Öffnung elastisch verformt zu werden. 4 veranschaulicht eine schematische Querschnittansicht einer Vorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung, wobei die Prüfungsöffnung 9, wie in den 1 und 2 gezeigt, mit dem Dichtungsstopfen 27, wie in 3 gezeigt, versehen ist. Die Elemente mit den gleichen Bezugsnummern, die bereits für die Beschreibung der 1 bis 3 verwendet wurden, werden nicht erneut detailliert beschrieben und es wird auf ihre oben stehenden Beschreibungen Bezug genommen.
Der Dichtungsstopfen 27 wird vollständig in die Prüfungsöffnung 9 eingeführt, so dass der Kopf 29 an das Anschlagelement 15 anstößt und die Grundfläche 33 des Kopfs 29 auf dem Rand 25 ruht.
Da der Kopf 29 des Dichtungsstopfens 27 eine Kegelstumpfform aufweist, wobei der Flächeninhalt der Grundfläche 33 größer ist als der Querschnitt der Prüfungsöffnung 9, wird der Kopf 29 des Dichtungsstopfens 27 bei seiner Einführung in die Prüfungsöffnung 9 elastisch verformt. Der Dichtungsstopfen 27 wird damit permanent in die Prüfungsöffnung 9 eingepasst, da der Kopf 29 des Dichtungsstopfens 27 in dieser Konfiguration einer formschlüssigen Verriegelung einen Druck auf das Anschlagelement 15 und auf den Rand 25 des elektrischen Gehäuses 1 ausübt. Folglich wird das Risiko eines Verschiebens des Dichtungsstopfens 27 in Zusammenhang mit der Verwendung einer derartigen Vorrichtung in Umgebungen, die Stößen und/oder Vibrationen ausgesetzt sind, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, reduziert. Ein ungewollter Verlust des Dichtungsstopfens 27 kann somit vermieden werden. Es ist hingegen möglich, den Dichtungsstopfen 27 absichtlich aus der Prüfungsöffnung 9 zu entnehmen, indem das elektrische Gehäuse 1 erneut geöffnet und der Dichtungsstopfen 27 gegen die Außenseite 11 des elektrischen Gehäuses 1 gedrückt wird.
Die Rippen 39a bis 39c ermöglichen dem Körper 31 des Dichtungsstopfens, sich an die Innenwand 41 der Prüfungsöffnung 9 anzupassen, und stellen damit die Dichtheit des Verschlusses der Prüfungsöffnung 9 des elektrischen Gehäuses 1 sicher.
Der Dichtungsstopfen 27, der konfiguriert ist, um die Dichtheit des elektrischen Gehäuses 1 sicherzustellen, sobald er in der Prüfungsöffnung 9 des elektrischen Gehäuses 1 untergebracht ist, weist eine Länge in Längsrichtung 11 auf, die kleiner ist als die Distanz 12 zwischen dem Scheitelpunkt 43 des Anschlagelements 15 und der Wand 5 des Rands 21 an der Außenseite 11 der Prüfungsöffnung 9. Diese Abmessungseigenschaft stattet den Eingang 19 der Prüfungsöffnung 9 mit einem freien Prüfungsraum 45 aus, der von der Wand 5 des Rands 21 begrenzt wird.
Die Verwendung des elektrischen Gehäuses 1 und der Vorrichtung, die das elektrische Gehäuse 1 und den Dichtungsstopfen 27 beinhaltet, mit dem Zweck, dessen Dichtheit zu prüfen, wird nachfolgend beschrieben.
Die 5a bis 5c veranschaulichen schematisch die Schritte des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses 1, das die Dichtheitsprüfungsöffnung 9 beinhaltet, gemäß der ersten Ausführungsform, die in den 1 bis 4 dargestellt ist. Die Elemente mit den gleichen Bezugsnummern, die bereits für die Beschreibung der 1 bis 4 verwendet wurden, werden nicht erneut detailliert beschrieben und es wird auf ihre oben stehenden Beschreibungen Bezug genommen.
5a stellt den ersten Schritt des Verfahrens zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses 1 unter Verwendung der Prüfungsöffnung 9 gemäß der Erfindung dar, wobei die elektrische Verkabelung des elektrischen Gehäuses 1 mit einem entsprechenden elektrischen Kabelbaum und/oder Kabelbündel und der geschlossenen Abdeckung des elektrischen Gehäuses 1 eingebaut wird.
In diesem ersten Schritt wird ein Instrument 47, das zum Einspritzen eines Fluids unter einem vorgegebenen Druck geeignet ist, um die Dichtheitsprüfung auszuführen, mit dem Rand 21 der Prüfungsöffnung 9 so in Kontakt gebracht, dass an der Verbindungsstelle Instrument 47/Rand 21 kein Leck vorkommt, insbesondere unter Verwendung einer Abdichtung 49 an der Verbindungsstelle zwischen dem Instrument 47 und dem Rand 21. Ein Fluid, beispielsweise Luft, Stickstoff oder Helium, wird mittels des Instruments 47 über die Prüfungsöffnung 9 in das Elektronikgehäuse 1 eingespritzt, wobei dieses dann unter Druck gesetzt wird. Das Volumen des eingespritzten Fluids wird durch eine Messung des Volumens oder der Abflusszeit des Fluids, das für das Druckbeaufschlagen des elektrischen Gehäuses 1 angewandt wird, bestimmt. Anschließend wird ein vorher festgelegter Ausgangswert des Drucks P1 gemessen. Ein zweiter Druckwert P2 wird nach einer vorher festgelegten Zeit t0 gemessen. Der Unterschied zwischen dem Ausgangswert und dem zweiten Wert wird dadurch bestimmt. Wenn dieser Druckunterschied unter einem vorher festgelegten Schwellenwert liegt, wird das Elektronikgehäuse 1 als dicht angesehen. Ist das Gegenteil der Fall, wird das Elektronikgehäuse 1 nicht als hermetisch angesehen.
Die 5b stellt den zweiten Schritt des Verfahrens dar, der das Verschließen der Prüfungsöffnung 9 mittels des Dichtungsstopfens 27, wie in 3 veranschaulicht, beinhaltet.
In diesem zweiten Schritt wird der Dichtungsstopfen 27 eingeführt, bis der Kopf 29 des Dichtungsstopfens 27 an dem Anschlagelement 15, das im Innenraum 7 des elektrischen Gehäuses 1 angeordnet ist, anstößt. Der Dichtungsstopfen 27 wird damit im Inneren der Prüfungsöffnung 9 formschlüssig verriegelt, da der Kopf 29 des Dichtungsstopfens 27 einen Druck auf das Anschlagelement 15 und auf den Rand 25 des elektrischen Gehäuses 1 ausübt.
Der zweite Schritt des Verfahrens zum Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses 1 beinhaltet auch einen Schritt zum Verifizieren des Vorhandenseins des Dichtungsstopfens 27 in der Prüfungsöffnung 9 und einen Schritt zum Kontrollieren der Position des Dichtungsstopfens 27 in der Prüfungsöffnung 9. Die Kontrolle der Position des Dichtungsstopfens 27 in der Prüfungsöffnung 9 schließt das Verifizieren, dass der Dichtungsstopfen 27 mechanisch mit dem elektrischen Gehäuse 1 verriegelt ist, ein.
Der Dichtungsstopfen 27, der in dem zweiten Verfahrensschritt eingeführt wird, weist eine Länge in Längsrichtung l1 derart auf, dass die Prüfungsöffnung 9 mit einem freien Prüfungsraum 45 an dem Eingang 19 der Prüfungsöffnung 9 ausgestattet ist. Die Länge in Längsrichtung l1 ist somit kürzer als die Länge 12, die sich von dem Anschlagelement 15 zu der Wand 5 an der Außenseite 11 des elektrischen Gehäuses 1 erstreckt.
5c stellt den dritten Schritt des Verfahrens dar, der die Prüfung der Dichtheit des Verschlusses der Prüfungsöffnung 9 durch den Dichtungsstopfen 27 beinhaltet. Die Prüfung der Dichtheit des Verschlusses der Prüfungsöffnung 9 wird dank des freien Prüfungsraums 45, der ausreichend Platz bereitstellt, um eine derartige Prüfung auszuführen, möglich und zuverlässig gemacht. Das Gesamtvolumen des Prüfungsraums 45 und des Innenraums des Instruments 47 ist so konfiguriert, dass er der Empfindlichkeit des Instruments 47 angemessen ist.
Das Fluidvolumen, das bei dem Druckbeaufschlagen in dem dritten Schritt eingespritzt wird, wird bestimmt, um sich zu überzeugen, dass der Prüfungsraum 45 geprüft wird und nicht das Volumen, das dem Prüfungsraum 45 und dem Innenraum 7 des elektrischen Gehäuses 1 entspricht. Tatsächlich wurde die Dichtheit des Innenraums 7 des elektrischen Gehäuses 1 bereits in dem ersten Verfahrensschritt, der in 5a veranschaulicht ist, geprüft. Das elektrische Gehäuse 1 wird daher in dem dritten Verfahrensschritt als dicht angesehen. Nun muss die Dichtheit des Verschlusses der Prüfungsöffnung 9 bestimmt werden, denn dort könnte ein Leck durch einen Mangel an der Prüfungsöffnung 9 oder an dem Dichtungsstopfen 27, durch eine schlechte Platzierung des Dichtungsstopfens 27 oder durch das Fehlen eines Dichtungsstopfens 27 verursacht werden.
In diesem dritten Schritt spritzt das Instrument 47 ein Fluid ein, um eine Dichtheitsprüfung auszuführen, und es wird mit dem Rand 21 der Prüfungsöffnung 9 so in Kontakt gebracht, dass an der Verbindungsstelle Instrument 47/Rand 21 kein Leck vorkommt. Ein Fluid, vorzugsweise das gleiche wie in dem ersten Schritt, wird mittels des Instruments 47 in den freien Prüfungsraum 45 eingespritzt, der damit unter Druck gesetzt wird. Dann wird ein Ausgangswert des Drucks P3 bestimmt. Ein zweiter Druckwert P4 wird nach einer gewissen vorher festgelegten Zeit t1 gemessen. Der Unterschied zwischen dem Ausgangswert und dem zweiten Wert wird dadurch bestimmt. Wenn dieser Druckunterschied unter einem vorher festgelegten Schwellenwert liegt, wird der Verschluss der Prüfungsöffnung 9 als dicht angesehen. In diesem Fall, in dem der freie Prüfungsraum 45 von dem Innenraum 7 des elektrischen Gehäuses 1 her durch den Dichtungsstopfen 27 dicht verschlossen ist, wird der Dichtungsstopfen 27 selbst als dicht angesehen. Da der Dichtungsstopfen 27 damit das Verschließen des Innenraums 7 des elektrischen Gehäuses 1 konstituiert, wird der Innenraum 7 des elektrischen Gehäuses 1 folglich ebenfalls als dicht angesehen. Im gegenteiligen Fall wird der Verschluss der Prüfungsöffnung 9 nicht als dicht angesehen und der Innenraum 7 des elektrischen Gehäuses 1 somit ebenfalls nicht.
Unter Verwendung einer Prüfungsöffnung in dem elektrischen Gehäuse gemäß der Erfindung wird es daher möglich, die Dichtheitsprüfung zuverlässiger zu machen, indem keine Dichtheitsprüfung für eines der elektrischen Kabel, die in die Durchgänge 3a bis 3i des elektrischen Gehäuses 1 eingeführt werden, durchgeführt werden muss, wie im Stand der Technik. Tatsächlich sind im Gegensatz zum Stand der Technik die Parameter der Dichtheitsprüfung bekannt, insbesondere die Abmessungen der Prüfungsöffnung 9, was die Messung wiederholbar und die Messergebnisse einfacher interpretierbar macht.
Bezugszeichenliste

1:: elektrisches Gehäuse
3a-3i:: Durchgänge des elektrischen Gehäuses
5:: Wand des elektrischen Gehäuses
7:: Innenraum des elektrischen Gehäuses
9:: Prüfungsöffnung
11:: Außenseite des elektrischen Gehäuses
13:: Innenendstück der Prüfungsöffnung
15:: Anschlagelement
17:: Wand
19:: Außenendstück/Eingang der Prüfungsöffnung
21:: Rand
23:: Raum
25:: Rand
27:: Dichtungsstopfen
29:: Kopf des Dichtungsstopfens
31:: Körper des Dichtungsstopfens
33:: Grundfläche des Kopfs des Dichtungsstopfens
35:: Endstück des Körpers des Dichtungsstopfens
37:: Grundfläche des Endstücks des Körpers des Dichtungsstopfens
39a, 39b, 39c:: Rippe
41:: Innenwand der Prüfungsöffnung
43:: Scheitelpunkt des Anschlagelements
45:: freier Raum
47:: Instrument
49:: Abdichtung
l1, l2:: Länge in Längsrichtung

Claims

Ein elektrisches Gehäuse, das mindestens einen Durchgang zum Aufnehmen von elektrischen Kabeln und/oder Steckverbindern und mindestens eine Wand (5), die einen Innenraum (7) des elektrischen Gehäuses (1) abgrenzt, beinhaltet und eine Durchgangsprüfungsöffnung (9), die eine Dichtheitsprüfung des elektrischen Gehäuses (1) ermöglicht, aufweist, wobei die Prüfungsöffnung (9) so bemessen und in der Wand (5) positioniert ist, dass sie den Zugang zu Innenteilen des elektrischen Gehäuses (1), die dafür vorgesehen sind, eines oder mehrere Elemente aufzunehmen, die unter elektrischer Spannung stehen, verhindert.
Elektrisches Gehäuse gemäß Anspruch 1, wobei die Prüfungsöffnung (9) so positioniert und bemessen ist, dass mindestens die Schutzart des elektrischen Gehäuses (1) der Stufe IP-XXD der Norm IEC 60529 der Internationalen Elektrotechnischen Kommission, die am 29. August 2013 veröffentlicht wurde, erfüllt wird.
Elektrisches Gehäuse gemäß Anspruch 1 oder 2, das ferner ein Anschlagelement (15) beinhaltet, das gegenüber dem Endstück (13) der Prüfungsöffnung (9) im Inneren des elektrischen Gehäuses (1) angeordnet ist, so dass das Einführen eines Stopfens (27) in die Prüfungsöffnung (9) gestoppt werden kann.
Eine Vorrichtung, die ein elektrisches Gehäuse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 beinhaltet, wobei der Stopfen (27) ein Dichtungsstopfen (27) ist, der konfiguriert ist, um die Dichtheit des elektrischen Gehäuses (1) sicherzustellen, sobald er in der Prüfungsöffnung (9) des elektrischen Gehäuses (1) untergebracht wurde, und wobei die Länge in Längsrichtung des Dichtungsstopfens (27) kleiner als die Distanz zwischen dem Anschlagelement (15) und der Wand (5) an der Außenseite (11) des elektrischen Gehäuses (1) ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Dichtungsstopfen (27) mit einem Kopf (29) und einem Körper (31) ausgestattet ist, so dass der Kopf (29) des Dichtungsstopfens (27) einem Anschlagelement (15) zugewandt ist und der Kopf (29) des Dichtungsstopfens (27) mindestens einen Querschnitt aufweist, der größer ist als der Querschnitt der Prüfungsöffnung (9).
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der Körper (31) des Stopfens (27) mit mindestens einer Rippe (39a, 39b, 39c) ausgestattet ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Dichtungsstopfen (27) im Inneren der Prüfungsöffnung (9) formschlüssig mit dem elektrischen Gehäuse (1) verriegelt ist, so dass der Kopf (29) des Dichtungsstopfens (27) in der Konfiguration mit formschlüssiger Verriegelung einen Druck auf das Anschlagelement (15) und/oder die Innenwand (25) des elektrischen Gehäuses (1) ausübt.
Ein Verfahren zum Prüfen der Dichtheit eines elektrischen Gehäuses, wobei die elektrische Verkabelung in Form eines elektrischen Kabelbaums und/oder Kabelbündels eingebaut ist und es mit einer Dichtheitsprüfungsöffnung (9) ausgestattet ist, wobei das Verfahren die folgenden aufeinanderfolgenden Schritte beinhaltet: 1) Prüfen der Dichtheit des elektrischen Gehäuses (1) unter Verwendung der Prüfungsöffnung (9); 2) Schließen der Prüfungsöffnung (9) mittels eines Dichtungsstopfens (27); und 3) Prüfen der Dichtheit des Verschlusses der Prüfungsöffnung (9) durch den Dichtungsstopfen (27).
Verfahren zum Prüfen der Dichtheit eines elektrischen Gehäuses, das eine Dichtheitsprüfungsöffnung (9) beinhaltet, gemäß Anspruch 8, wobei die Schritte 1) und 3) jeweils eine Druckmessung nach dem Druckbeaufschlagen des elektrischen Gehäuses (1) durch Anwendung eines Fluids beinhalten.
Verfahren zum Prüfen der Dichtheit eines elektrischen Gehäuses, das eine Dichtheitsprüfungsöffnung (9) beinhaltet, gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Schritte 1) und 3) ferner jeweils eine Volumenmessung und/oder eine Messung der Abflusszeit nach dem Druckbeaufschlagen des elektrischen Gehäuses (1) durch Anwendung eines Fluids beinhalten.
Verfahren zum Prüfen der Dichtheit eines elektrischen Gehäuses, das eine Dichtheitsprüfungsöffnung (9) beinhaltet, gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das angewandte Fluid ein Gas ist und insbesondere Luft, Stickstoff und/oder Helium ist.
Verfahren zum Prüfen der Dichtheit eines elektrischen Gehäuses, das eine Dichtheitsprüfungsöffnung (9) beinhaltet, gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Schritte 1) und 3) jeweils das Bestimmen des Druckunterschieds zwischen einem Ausgangswert und einem nach einer vorher festgelegten Zeit gemessenen Wert beinhalten.
Verfahren zum Prüfen der Dichtheit eines elektrischen Gehäuses, das eine Dichtheitsprüfungsöffnung (9) beinhaltet, gemäß Anspruch 8 oder 10, wobei die Schritte 1) und 3) ferner jeweils das Bestimmen des angewandten Fluidvolumens nach dem Druckbeaufschlagen des elektrischen Gehäuses (1) beinhalten.
Verfahren zum Prüfen der Dichtheit eines elektrischen Gehäuses, das eine Dichtheitsprüfungsöffnung (9) beinhaltet, gemäß Anspruch 8, wobei Schritt 2) das Einführen eines Dichtungsstopfens (27), der mit einem Kopf (29) und einem Körper (31) ausgestattet ist, beinhaltet, bis der Kopf (29) des Dichtungsstopfens (27) an ein Anschlagelement (15), das im Inneren des elektrischen Gehäuses (1) angeordnet ist, anstößt, und wobei der Dichtungsstopfen (27) eine vorher festgelegte Länge in Längsrichtung aufweist, um die Prüfungsöffnung (9) mit einem freien Prüfungsraum (45) zwischen dem Endstück (35, 37) des Körpers (31) des Dichtungsstopfens (27) und der Wand (5) an der Außenseite (11) des elektrischen Gehäuses (1) auszustatten.
Ein Dichtungsstopfen für ein elektrisches Gehäuse gemäß Anspruch 1, der eine Länge aufweist, die konfiguriert ist, um die Durchgangsprüfungsöffnung (9) des elektrischen Gehäuses (1) zu stopfen, so dass die Prüfungsöffnung (9) mit einem freien Prüfungsraum (45) zwischen dem Endstück (35, 37) des Körpers (31) des Dichtungsstopfens (27) und der Wand (5) an der Außenseite (11) des elektrischen Gehäuses (1) ausgestattet wird.