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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abdichten einer Stromschiene, insbesondere einer Stromschiene für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, gegenüber einem Gehäuse.
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Stromschienen werden im Automobilbereich immer häufiger eingesetzt. Große Querschnitte und Vollmaterial machen solche Stromschienen üblicherweise relativ formsteif. Wird eine solche Stromschiene beispielsweise in ein Gehäuse einer Leistungselektronik oder dergleichen eingeführt und soll gegenüber dem Gehäuse mit einer herkömmlichen Dichtung abgedichtet werden, kann die Dichtung durch die Steifigkeit der Stromschiene und die entstehenden Kräfte stark weggedrückt werden, so dass die Möglichkeit besteht, dass Dichtlippen der Dichtung, beispielsweise an einer Stelle von der abzudichtenden Gehäusewand abheben und die Dichtstelle undicht wird.
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Stromschienen, insbesondere mit Steckkontakten, reagieren auf dynamische Bewegungen wie Vibrationen, Zug- und Druckkräfte anders als Schraubkontakte. Insbesondere sind Klemmkräfte im Kontaktbereich zwischen Stromschiene, Dichtung und Gehäuse üblicherweise wesentlich geringer, als wenn Schraubkontakte verwendet werden. Vor allem im automobilen Umfeld wirken auf solche Stromschienen und Stromschienenanordnungen aufgrund von Vibrationen und thermischen Einwirkungen Kräfte ein, welche dazu führen können, dass Dichtungen undicht werden könnten.
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Aus
DE 10 2018 109 863 A1 ist eine Mehrkomponentendichtung zum Abdichten einer Stromschiene gegenüber einem Gehäuse bekannt, bei welcher zwei seitliche Stützkomponenten zum Übertragen von mechanischen Kräften zwischen der Stromschiene und dem Gehäuse vorhanden sind. Die Mehrkomponentendichtung umfasst dabei eine Dichtungskomponente, welche die beiden Stützkomponenten in Querrichtung der Mehrkomponentendichtung miteinander verbindet und die Stromschiene außenumfangsseitigen umschließt. Die Mehrkomponentendichtung ist dabei zum Anliegen an einer Innenkontur des Gehäuses ausgelegt. Die Stützkomponenten sind ferner aus einem Material mit einer höheren Festigkeit als die Dichtungskomponente hergestellt.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine einfachere und verbesserte Anordnung zum Abdichten einer gattungsgemäßen Stromschiene gegenüber einem Gehäuse anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung zum Abdichten einer Schiene mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zum Abdichten einer Stromschiene, insbesondere einer Stromschiene für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, gegenüber einem Gehäuse umfasst eine Stromschiene sowie eine erste Dichtungskomponente zum außenumfangsseitigen Umschließen der Stromschiene, wobei die Stromschiene und die erste Dichtungskomponente mit einer zweiten Dichtungskomponente außenumfangseitig umspritzt sind.
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Das erfindungsgemäße außenumfangsseitige Umspritzen der Stromschiene und der ersten Dichtungskomponente mit einer zweiten Dichtungskomponente bewirkt eine optimale Abdichtung der Stromschiene. Durch den Spritzdruck bei der Umspritzung bzw. durch die Volumenreduzierung (Schwindung) bei der Umspritzung mit der zweiten Dichtungskomponente wird eine Kompression der ersten Dichtungskomponente verursacht, wodurch sich die erste Dichtungskomponente optimal an den Außenumfang der Stromschiene anlegt. Somit wird eine optimale Abdichtung gewährleistet. Etwaige Längenausdehnungen der ersten Dichtungskomponente werden durch die außenumfangsseitig umspritzte zweite Dichtungskomponente ausgeglichen. Dadurch wird verhindert, dass sich ein Medium entlang der Oberfläche der Stromschiene ausbreiten kann und z.B. von einem Außenbereich in das abzudichtende Gehäuse eindringen kann.
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Zum Umspritzen der Stromschiene und der ersten Dichtungskomponente mit einer zweiten Dichtungskomponente kommt vorzugsweise ein Spritzgussverfahren zum Einsatz. Infolgedessen kann die Umspritzung mit der zweiten Dichtungskomponente in hohen Stückzahlen besonders kostengünstig hergestellt werden. Dabei können auch komplexe Geometrien der zweiten Dichtungskomponente in großen Stückzahlen besonders günstig realisiert werden. Die Geometrie der zweiten Dichtungskomponente ist dabei vorzugsweise einstückig beziehungsweise einteilig ausgebildet, sodass ein Montageaufwand für das Montieren beziehungsweise Zusammensetzen der zweiten Dichtungskomponente entfällt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist die zweite Dichtungskomponente ein Thermoplast.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die erste Dichtungskomponente eine Formdichtung mit einer Durchgangsöffnung oder ein Spritzgussteil ist. Die erste Dichtungskomponente kann ein Einzelteil z.B. ein Runddichtring sein, welches um die Stromschiene positioniert ist. Die erste Dichtungskomponente kann dabei aus einem Elastomermaterial gefertigt sein. Im montierten Zustand der ersten Dichtungskomponente taucht die Stromschiene durch die Durchgangsöffnung der ersten Dichtungskomponente hindurch, wobei die erste Dichtungskomponente die Schiene dann umschließt. Zudem liegt die Durchgangsöffnung außenumfangsseitig an einer Innenkontur der zweiten Dichtungskomponente an, infolgedessen die erste Dichtungskomponente auch in Richtung der zweiten Dichtungskomponente zuverlässig abdichtet. Es ist aber auch möglich, dass die erste Dichtungskomponente direkt außenumfangsseitig auf die Stromschiene gespritzt ist, z.B. als Zweikomponentenspritzgussteil mit einem Zweikomponentenspritzgussverfahren. Zweckmäßig ist die erste Dichtungskomponente besonders elastisch ausgebildet, sodass diese sich zuverlässig an die jeweilige Kontur der Stromschiene anschmiegen kann, infolgedessen eine besonders gute Dichtwirkung erzielt wird.
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Die erste Dichtungskomponente kann in einer Weiterbildung der Erfindung außenumfangseitig ein oder mehrere Dichtlippen aufweisen. Durch diese Dichtlippen wird eine verbesserte Verbindung der ersten Dichtungskomponente mit der zweiten Dichtungskomponente erreicht, wodurch eine Verbesserung der Abdichtung erzielt wird.
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Zur verbesserten Fixierung der ersten Dichtungskomponente an der Stromschiene weist in einer Variante der Erfindung die Stromschiene eine umlaufende Nut zur Aufnahme der ersten Dichtungskomponente auf. Die erste Dichtungskomponente ist in dieser Nut geklemmt, wodurch ein Verrutschen verhindert wird. Es ist aber auch möglich, dass die erste Dichtungskomponente mittels einer chemischen Verbindung, z.B. mittels eines Klebemittels auf die Oberfläche der Stromschiene aufgebracht ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Stromschiene außenumfangsseitig Einkerbungen aufweist, welche von der zweiten Dichtungskomponente ausgefüllt sind. Diese Einkerbungen sind beispielhaft als Hinterschnitte ausgebildet. Dadurch ist es möglich, dass die zweite Dichtungskomponente besser an der Stromschiene gehalten werden kann. Zudem werden Längenausdehnungen der zweiten Dichtungskomponente, wodurch es zu einer Spaltbildung zwischen der zweiten Dichtungskomponente und der ersten Dichtungskomponente bzw. zwischen der zweiten Dichtungskomponente und der Stromschiene kommen kann, vermieden.
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Ferner kann die Oberfläche der Stromschiene aufgeraut ausgebildet sein oder die Oberfläche der Stromschiene kann mittels eines elektrochemischen Verfahrens behandelt sein. Dadurch wird ebenfalls erreicht, dass die zweite Dichtungskomponente besser an der Oberfläche der Stromlinie anliegt und dadurch eine Spaltbildung vermieden wird.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die zweite Dichtungskomponente außenumfangsseitig eine oder mehrere Dichtlippen auf. Dadurch wird eine optimale Abdichtung zwischen der zweiten Dichtungskomponente und einem Gehäuse gewährleistet.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zur Abdichtung ist insbesondere dazu geeignet, Stromschienen für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs gegenüber einem Gehäuse, beispielsweise einem Gehäuse einer Leistungselektronik oder dergleichen zuverlässig abzudichten. Die Mehrkomponentendichtung kann aber auch auf andere Anwendungen übertragen werden, bei welchen Stromschienen gegenüber einem Gehäuse abgedichtet werden sollen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Zeichnungen weiter beschrieben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnungen zeigen in:
- 1 eine Anordnung mit einer beispielhaften Stromschiene mit einer ersten Dichtungskomponente gemäß der Erfindung,
- 2 eine beispielhafte erste Dichtungskomponente gemäß der Erfindung,
- 3 eine Perspektivansicht einer Anordnung für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, welche eine Stromschiene aufweist, die innerhalb eines teilweise dargestellten Gehäuses angeordnet ist, wobei eine zweite Dichtungskomponente die Stromschiene gegenüber dem Gehäuse abdichtet.
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1 zeigt eine beispielhafte Anordnung 1 mit einer Stromschiene 2 mit einer ersten Dichtungskomponente 5. Die Stromschiene 2 ist beispielhaft quaderförmig ausgebildet. Selbstverständlich kann die Stromschiene 2 auch zylindrisch ausgebildet oder eine asymmetrische Form aufweisen. Die Stromschiene 2 weist außenumfangsseitig eine Nut 3 auf. In dieser Nut 3 ist eine erste Dichtungskomponente 5 eingebracht. Die erste Dichtungskomponente 5 ist dabei derart ausgebildet, dass sie aus der Nut 3 über die Oberfläche 4 der Stromschiene 2 hinausragt. Mit anderen Worten, die Dicke D der ersten Dichtungskomponente 5 ist somit größer als die Tiefe (nicht dargestellt) der Nut 3.
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2 zeigt eine beispielhafte erste Dichtungskomponente der Erfindung. Die erste Dichtungskomponente 5 ist einstückig ausgebildet und weist eine Durchgangsöffnung 6 auf. In diese Durchgangsöffnung 6 greift die Stromschiene 2 ein.
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3 zeigt in einer Perspektivansicht eine Anordnung 1 mit einer Stromschiene 2 für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, wobei neben dem Gehäuse 10 zusätzlich auch noch die zweite Dichtungskomponente 7 der Anordnung 1 dargestellt ist. Das Gehäuse 10 weist eine Gehäuseöffnung 11 auf. Durch diese Gehäuseöffnung 11 ist die Anordnung 1, gebildet aus der Stromschiene 2 sowie der ersten und zweiten Dichtungskomponente 5, 7 geführt.
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Wie in 1 gezeigt weist die Stromschiene 1, welche hier beispielhaft zylindrisch ausgebildet ist, eine außenumfangsseitig ausgebildete Nut 3 auf. In dieser Nut 3 ist die erste Dichtungskomponente 5 angeordnet. Die erste Dichtungskomponente 5 weist hierbei außenumfangsseitig eine erste Dichtlippe 9 auf. Die Stromschiene 2 sowie die erste Dichtungskomponente 5 sind außenumfangsseitig von einer zweiten Dichtungskomponente 7 umgeben. Die erste Dichtlippe 9 verbessert die Abdichtung zwischen der ersten Dichtungskomponente 5 und der zweiten Dichtungskomponente 7. Darüber hinaus gewährleistet die erste Dichtlippe 9 eine Abdichtung, falls es zu axialen Verschiebungen zwischen der ersten Dichtungskomponente 5 und der zweiten Dichtungskomponente 7 kommt.
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Die zweite Dichtungskomponente 7 ist derart ausgebildet, dass sie die Gehäuseöffnung 11 des Gehäuses 10 vollständig ausfüllt. Um eine Abdichtung der zweiten Dichtungskomponente 7 gegenüber dem Gehäuse 10 zu verbessern, weist die zweite Dichtungskomponente 7 außenumfangsseitig eine Dichtungslippe 8 auf. Diese Dichtungslippe 8 legt sich an die Innenoberfläche 11a der Gehäuseöffnung 11 des Gehäuses 10 und verbessert somit die Abdichtung.
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Nicht dargestellt sind in 3 Hinterschnitte oder Einkerbungen in die Stromschiene 2 in welche die zweite Dichtungskomponente 7 eingreift. Durch derartige Hinterschnitte können axial auf die Stromschiene wirkende Kräfte besser kompensiert werden ohne dass die Abdichtung der Anordnung gegenüber dem Gehäuse beeinträchtigt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anordnung
- 2
- Stromschiene
- 3
- Nut
- 4
- Oberfläche der Stromschiene
- 5
- erste Dichtungskomponente
- 6
- Durchgangsöffnung
- 7
- zweite Dichtungskomponente
- 8
- Dichtlippe der zweite Dichtungskomponente
- 9
- Dichtlippe der ersten Dichtungskomponente
- 10
- Gehäuse
- 11
- Gehäuseöffnung
- 11 a
- Innenoberfläche der Gehäuseöffnung
- D
- Dicke der ersten Dichtungskoponente
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018109863 A1 [0004]
