DE102023102226B3

DE102023102226B3 - Automotive high-voltage generator

Info

Publication number: DE102023102226B3
Application number: DE102023102226.1A
Authority: DE
Inventors: Jens Krüger
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2023-01-31
Filing date: 2023-01-31
Publication date: 2024-02-15
Anticipated expiration: 2043-02-01

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kfz-Hochvoltaggregat (12) mit einem fluiddichten Hochvoltaggregat-Gehäuse (10), das mindestens eine Hochvolt-Komponente (120,122,124) einhaust, wobei das Hochvoltaggregat-Gehäuse (10) von einem Boden-Gehäuseelement (30) und einem separaten Deckel-Gehäuseelement (20) gebildet ist, die durch eine Flanschanordnung (40) fluiddicht miteinander verbunden sind, wobei die Flanschanordnung (40) eine Bodenelement-Flanschstruktur (102) und eine mit dieser verbundene Deckelelement-Flanschstruktur (104) aufweist, wobei die Flanschanordnung (40) mehrere Verschraubungen (200) aufweist, durch die die beiden Flanschstrukturen (102,104) jeweils unmittelbar miteinander verschraubt sind, und wobei die Verschraubungen (200) jeweils eine Gewindekopfschraube (210) aufweisen, die einen Schraubenkopf (212), der sich an einer Öffnungsrand-Ringfläche (29) einer Verschraubungs-Bohrung (250) der einen Flanschstruktur (102) abstützt, und einem Schraubenschaft (215), der in einen Innengewinde-Körper (230) der anderen Flanschstruktur (104) eingeschraubt ist, aufweist.Zwischen dem Schraubenkopf (212) und der Öffnungsrand-Ringfläche (29) ist ein dreikomponentiger Fluiddichtring (220) angeordnet, der einen Metall-Trägerringkörper (222) und auf beiden Ringflächen des Trägerringkörpers (222) jeweils eine ringförmige Elastomerbeschichtung (224, 225) aufweist.The invention relates to a motor vehicle high-voltage unit (12) with a fluid-tight high-voltage unit housing (10) which houses at least one high-voltage component (120,122,124), the high-voltage unit housing (10) being surrounded by a base housing element (30) and a separate cover housing element (20), which are connected to one another in a fluid-tight manner by a flange arrangement (40), the flange arrangement (40) having a base element flange structure (102) and a cover element flange structure (104) connected thereto, wherein the flange arrangement (40) has a plurality of screw connections (200) through which the two flange structures (102, 104) are each screwed directly to one another, and the screw connections (200) each have a threaded head screw (210) which has a screw head (212) which is on an opening edge annular surface (29) of a screw hole (250) which supports a flange structure (102), and a screw shaft (215) which is screwed into an internally threaded body (230) of the other flange structure (104). A three-component fluid sealing ring (220) is arranged between the screw head (212) and the opening edge ring surface (29), which has a metal carrier ring body (222) and an annular elastomer coating (224, 225) on both ring surfaces of the carrier ring body (222). .

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kfz-Hochvoltaggregat mit einem fluiddichten Hochvoltaggregat-Gehäuse, das mindestens eine Hochvolt-Komponente einhaust.The invention relates to a motor vehicle high-voltage unit with a fluid-tight high-voltage unit housing that houses at least one high-voltage component.

Unter einem Kfz-Hochvoltaggregat ist vorliegend beispielsweise eine Traktionsbatterie oder eine elektronische Steuereinheit zum Kontrollieren und Steuern einer Traktionsbatterie oder eines elektrischen Traktionsmotors zu verstehen, in der elektrische Spannungen von weit über 100 V auftreten, wobei typische Nennspannungen 400 V oder 800 V betragen.In the present case, a motor vehicle high-voltage unit is understood to mean, for example, a traction battery or an electronic control unit for monitoring and controlling a traction battery or an electric traction motor, in which electrical voltages of well over 100 V occur, with typical nominal voltages being 400 V or 800 V.

Bei derartig hohen elektrischen Spannungen in einem Kfz-Hochvoltaggregat ist unter anderem zur Vermeidung von lebensgefährlichen Kontaktsituationen sicherzustellen, dass die Fluiddichtigkeit des Hochvoltaggregat-Gehäuses über die gesamte Lebenszeit von beispielsweise 15 Jahren zuverlässig erhalten bleibt, und insbesondere keine Feuchtigkeit in den Innenraum eindringen kann. Dies ist grundsätzlich dadurch erschwert, dass Kfz-Hochvoltaggregate im Allgemeinen den Umwelteinflüssen insbesondere in Bezug auf Feuchtigkeit und Temperatur relativ schutzlos ausgesetzt sind.With such high electrical voltages in a motor vehicle high-voltage unit, it is necessary, among other things, to avoid life-threatening contact situations, to ensure that the fluid-tightness of the high-voltage unit housing is reliably maintained over the entire service life of, for example, 15 years, and in particular that no moisture can penetrate into the interior. This is fundamentally made more difficult by the fact that high-voltage motor vehicle units are generally relatively unprotected from environmental influences, particularly in terms of humidity and temperature.

Typischerweise besteht das Hochvoltaggregat-Gehäuse aus einem Boden-Gehäuseelement und einem separaten Deckel-Gehäuseelement, die durch eine Flanschanordnung fluiddicht und gegebenenfalls auch elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die Flanschanordnung wird insbesondere von den beiden Flanschstrukturen gebildet, die jeweils unmittelbar miteinander verschraubt sind. Für die Sicherstellung einer guten elektrischen Verbindung der beiden Gehäuseelemente miteinander, die für eine wirksame elektromagnetische Abschirmung des Hochvoltaggregats erforderlich ist, liegen die beiden Flanschstrukturen mit ihren entsprechenden Flanschflächen unmittelbar aufeinander, so dass aufgrund von Materialrauheit, Brandrissen, Poren, Lunkern oder Blasen in diesem Bereich keine ausreichende Fluiddichtigkeit hergestellt werden kann.Typically, the high-voltage unit housing consists of a base housing element and a separate cover housing element, which are connected to one another in a fluid-tight and, if necessary, electrically conductive manner by a flange arrangement. The flange arrangement is formed in particular by the two flange structures, which are each screwed directly together. To ensure a good electrical connection between the two housing elements, which is necessary for effective electromagnetic shielding of the high-voltage unit, the two flange structures with their corresponding flange surfaces lie directly on top of each other, so that due to material roughness, fire cracks, pores, voids or bubbles in this area sufficient fluid tightness cannot be achieved.

Mit einer separaten elastischen Flanschdichtung kann verhindert werden, dass Feuchtigkeit von außen in die Flansch-Grenzfläche eindringt.A separate elastic flange seal can be used to prevent moisture from penetrating the flange interface from outside.

Typischerweise sind die beiden Flanschstrukturen durch Verschraubungen miteinander mechanisch verbunden, die ungefähr senkrecht zur Flansch-Grenzfläche orientiert sind. Hierzu weist eine der beiden Flanschstrukturen eine Verschraubungs-Bohrung auf, in die eine Gewindekopf-Schraube eingesteckt ist und die sich mit ihrem Schraubenkopf an der Öffnungsrand-Ringfläche der Verschraubungs-Bohrung abstützt.Typically, the two flange structures are mechanically connected to each other by screw connections that are oriented approximately perpendicular to the flange interface. For this purpose, one of the two flange structures has a screw hole into which a threaded head screw is inserted and which is supported with its screw head on the opening edge annular surface of the screw hole.

Ein derartiges Kfz-Hochvoltaggregat ist aus DE 10 2018 125 294 A1 bekannt.Such a high-voltage motor vehicle unit is no longer available DE 10 2018 125 294 A1 known.

Über die ringförmige Grenzfläche zwischen dem Schraubenkopf und der Öffnungsrand-Ringfläche und durch die Verschraubungsbohrung hindurch kann Feuchtigkeit die elastische Flanschdichtung hinterwandern und in den Innenraum des Hochvoltaggregat-Gehäuses eindringen.Moisture can migrate behind the elastic flange seal via the annular interface between the screw head and the opening edge annular surface and through the screw hole and penetrate into the interior of the high-voltage unit housing.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hochvoltaggregat mit einem lebenslang fluiddichten zweiteiligen Hochvoltaggregat-Gehäuse zu schaffen.The object of the invention is to create a high-voltage unit with a two-part high-voltage unit housing that is fluid-tight for life.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Kfz-Hochvoltaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention with a motor vehicle high-voltage unit with the features of claim 1.

Das erfindungsgemäße Kfz-Hochvoltaggregat weist ein fluiddichtes Hochvoltaggregat-Gehäuse auf, das mindestens eine Hochvolt-Komponente einhaust, beispielsweise eine Batteriezelle und/oder elektrische und elektronische Komponenten zur Steuerung und Kontrolle einer elektrischen Traktionsbatterie. Das Hochvoltaggregat-Gehäuse wird von einem Boden-Gehäuseelement und einem separaten Deckel-Gehäuseelement gebildet, die durch eine Flanschanordnung fluiddicht miteinander verbunden und verschraubt sind. Die Flanschanordnung weist eine Bodenelement-Flanschstruktur und eine mit dieser verbundene und verschraubte Deckelelement-Flanschstruktur auf. Die beiden Flanschstrukturen weisen jeweils eine Kontaktfläche auf, wobei die beiden Kontaktflächen unmittelbar aufeinander aufliegen und zusammen eine elektrisch leitende Grenzfläche bzw. Kontaktzone bilden können. Hierdurch kann gegebenenfalls sichergestellt werden, dass das gesamte Hochvoltaggregat-Gehäuse stets das gleiche elektrische Potenzial aufweist, was für eine wirksame elektromagnetische Abschirmung geboten ist.The motor vehicle high-voltage unit according to the invention has a fluid-tight high-voltage unit housing that houses at least one high-voltage component, for example a battery cell and/or electrical and electronic components for controlling and monitoring an electric traction battery. The high-voltage unit housing is formed by a base housing element and a separate cover housing element, which are connected and screwed together in a fluid-tight manner by a flange arrangement. The flange arrangement has a base element flange structure and a cover element flange structure connected and screwed to it. The two flange structures each have a contact surface, whereby the two contact surfaces rest directly on one another and together can form an electrically conductive interface or contact zone. This can, if necessary, ensure that the entire high-voltage unit housing always has the same electrical potential, which is necessary for effective electromagnetic shielding.

Die Flanschanordnung weist mehrere Verschraubungen auf, durch die die beiden Flanschstrukturen unmittelbar miteinander verschraubt sind. Die Verschraubungen werden Gewindekopfschrauben gebildet, die jeweils einen Schraubenkopf und einen Schraubenschaft aufweisen. Die eine Flanschstruktur weist eine gewindefreie Verschraubungs-Bohrung mit einer Öffnungsrand-Ringfläche auf, an der sich der ringförmige Stützbereich des Schraubenkopfes abstützt. Die andere Flanschstruktur weist einen Innengewinde-Körper auf, in den der ein Außengewinde aufweisende Schraubenschaft der Gewindekopf-Schraube eingeschraubt ist.The flange arrangement has several screw connections through which the two flange structures are directly screwed together. The screw connections are formed as threaded head screws, each of which has a screw head and a screw shank. One flange structure has a thread-free screw hole with an opening edge annular surface on which the annular support area of the screw head is supported. The other flange structure has an internally threaded body into which the externally threaded screw shaft of the threaded head screw is screwed.

Zwischen dem Schraubenkopf und der Öffnungsrand-Ringfläche ist ein dreikomponentiger Fluiddichtring angeordnet, der einen Metall-Trägerringkörper und auf beiden Ringflächen des Trägerringkörpers jeweils eine ringförmige Elastomerbeschichtung aufweist. Auf diese Weise wird auch die Grenzfläche zwischen dem Schraubenkopf und der Öffnungsrand-Ringfläche auch langfristig zuverlässig fluiddicht abgedichtet. Durch die beiden Elastomerbeschichtungen wird auch im Bereich von Anomalien in den Oberflächen des Schraubenkopfes und der Öffnungsrand-Ringfläche der betreffenden Flanschstruktur zuverlässig und langfristig jedes Eindringen von Feuchtigkeit, das zu Korrosion und schließlich zu einer Undichtigkeit führen kann, zuverlässig verhindert. Auf diese Weise wird auch langfristig verhindert, dass eine Haupt-Flanschdichtung über den Weg durch die Verschraubungs-Bohrung durch Feuchtigkeit hinterwandert werden kann.A three-component fluid sealing ring is arranged between the screw head and the opening edge ring surface, which has a metal carrier ring body and the carrier on both ring surfaces ring body each has an annular elastomer coating. In this way, the interface between the screw head and the opening edge ring surface is also reliably sealed in a fluid-tight manner over the long term. The two elastomer coatings reliably and long-term prevent any penetration of moisture, which can lead to corrosion and ultimately to leaks, even in the area of anomalies in the surfaces of the screw head and the opening edge ring surface of the relevant flange structure. This also prevents moisture from migrating behind the main flange gasket through the screw hole in the long term.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Fluiddichtring unverlierbar an dem Schraubenschaft fixiert ist, was grundsätzlich auf verschiedene Weise realisiert sein kann. Besonders bevorzugt weist der Trägerringkörper mindestens drei nach radial innen abragende Klemmnasen auf, die eine Radialverklemmung des Fluiddichtrings an dem Schraubenschaft bewirken. Hierdurch wird insbesondere der Montagevorgang beim Zusammenbau des Hochvoltaggregat-Gehäuses erleichtert, da das Auffädeln des Fluiddichtrings effektiv bereits bei der Herstellung der Gewindekopf-Schraube erfolgen kann. Grundsätzlich kann der Schraubenschaft im Bereich der Radialverklemmung gewindelos ausgebildet sein. Besonders bevorzugt weist der Schraubenschaft auf Höhe der Klemmnasen jedoch dieselbe Gewindestruktur auf, mit der die Gewindekopf-Schraube in dem Innengewinde-Körper der anderen Flanschstruktur eingeschraubt ist. Die Gewindestruktur erstreckt sich also über die gesamte Länge des Schraubenschafts.It is preferably provided that the fluid sealing ring is captively fixed to the screw shaft, which can fundamentally be implemented in various ways. Particularly preferably, the carrier ring body has at least three clamping lugs projecting radially inwards, which cause a radial clamping of the fluid sealing ring on the screw shaft. This particularly simplifies the assembly process when assembling the high-voltage unit housing, since the fluid sealing ring can be threaded on effectively during the production of the threaded head screw. In principle, the screw shaft can be designed without threads in the area of the radial clamping. However, the screw shaft particularly preferably has the same thread structure at the level of the clamping lugs with which the threaded head screw is screwed into the internally threaded body of the other flange structure. The thread structure therefore extends over the entire length of the screw shaft.

Vorzugsweise ist die den Innengewinde-Körper aufweisende Flanschstruktur im Wesentlichen ein tiefgezogener Blechkörper, der einfach und preiswert herstellbar ist. Der Innengewinde-Körper ist ein separates Bauteil, das in dem Blechkörper montiert ist, beispielsweise formschlüssig eingesetzt, eingepresst oder mit diesem verschraubt ist.Preferably, the flange structure having the internally threaded body is essentially a deep-drawn sheet metal body that is simple and inexpensive to produce. The internally threaded body is a separate component that is mounted in the sheet metal body, for example inserted in a form-fitting manner, pressed in or screwed to it.

Vorzugsweise ist das Boden-Gehäuseelement ebenso ein Gehäuseteil eines angrenzenden Gehäuses einer Traktionsbatterie, bildet also eine Trennwand zwischen der Traktionsbatterie und den Hochvolt-Komponenten innerhalb des Hochvoltaggregat-Gehäuses. Besonders bevorzugt sind die Hochvolt-Komponenten Teil eines elektronischen Batteriemanagementsystems, in dem große Ströme mit steilen Schaltflanken geschaltet werden, was wiederum hohe Anforderungen an die elektromagnetische Abschirmung der Hochvolt-Komponenten stellt. Durch die Sicherstellung einer lebenslang trockenbleibenden Kontaktzone zwischen den beiden Flanschstrukturen wird die elektromagnetische Abschirmung auch langfristig sichergestellt.Preferably, the base housing element is also a housing part of an adjacent housing of a traction battery, i.e. forms a partition between the traction battery and the high-voltage components within the high-voltage unit housing. The high-voltage components are particularly preferably part of an electronic battery management system in which large currents are switched with steep switching edges, which in turn places high demands on the electromagnetic shielding of the high-voltage components. By ensuring a contact zone between the two flange structures that remains dry for life, electromagnetic shielding is also ensured in the long term.

Vorzugsweise ist die die Öffnungsrand-Ringfläche bildende Flanschstruktur von einem Gusskörper gebildet, besonders bevorzugt ist das gesamte Deckel-Gehäuseelement einschließlich der einstückig ausgebildeten Flanschstruktur ein Gussteil, besonders bevorzugt ein Aluminium-Druckgussteil.Preferably, the flange structure forming the opening edge annular surface is formed by a cast body, particularly preferably the entire cover housing element including the integrally formed flange structure is a cast part, particularly preferably an aluminum die-cast part.

Vorzugsweise weist der Innengewinde-Körper eine Gewindehülse mit einem Innengewinde auf, wobei die Gewindehülse besonders bevorzugt durch eine separate endseitige Dichtscheibe zu einem becherartigen Gewindehülse-Körper verschlossen ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass über die Grenzflächen des Gewindezuges keine Feuchtigkeit die Flanschdichtung hinterwandern und in den Innenraum des Hochvoltaggregat-Gehäuses einsickern kann.The internally threaded body preferably has a threaded sleeve with an internal thread, the threaded sleeve being particularly preferably closed by a separate end sealing washer to form a cup-like threaded sleeve body. This ensures that no moisture can migrate behind the flange seal via the interfaces of the thread and seep into the interior of the high-voltage unit housing.

Vorzugsweise besteht der Trägerringkörper des Fluiddichtrings aus Aluminium und weist besonders bevorzugt eine Dicke von 0,5 mm bis 2,0 mm auf.The carrier ring body of the fluid sealing ring is preferably made of aluminum and particularly preferably has a thickness of 0.5 mm to 2.0 mm.

Vorzugsweise bestehen die beiden Elastomerbeschichtungen aus Ethylen-Propylen-Dien -Kautschuk, und weisen vorzugsweise jeweils eine Dicke von 0,10 mm bis 0,65 mm auf.The two elastomer coatings preferably consist of ethylene-propylene-diene rubber and preferably each have a thickness of 0.10 mm to 0.65 mm.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 schematisch im Längsschnitt eine Anordnung bestehend aus einer Kfz-Traktionsbatterie und einem Kfz-Hochvoltaggregat, dessen zweiteiliges Gehäuse über eine verschraubte Flanschanordnung fluiddicht verschlossen ist,
2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung II einer Verschraubung der Flanschanordnung der 1,
3 eine vergrößerte Darstellung III der Verschraubung der 2 im Bereich des Schraubenkopfes einschließlich eines Fluiddichtrings, und
4 den Fluiddichtring der 3 in Draufsicht.

An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:

1 schematically in longitudinal section an arrangement consisting of a motor vehicle traction battery and a motor vehicle high-voltage unit, the two-part housing of which is sealed in a fluid-tight manner via a screwed flange arrangement,
2 an enlarged perspective view II of a screw connection of the flange arrangement 1 ,
3 an enlarged view III of the screw connection 2 in the area of the screw head including a fluid sealing ring, and
4 the fluid sealing ring 3 in top view.

In der 1 ist schematisch und im vertikalen Längsschnitt eine Kfz-Hochvolt-Anordnung dargestellt, die typischerweise im Fahrzeugboden eines Kraftfahrzeugs (Kfz) angeordnet ist, und die von einer im Wesentlichen in einer Horizontalebene xy angeordneten Kfz-Hochvolt-Traktionsbatterie 14 und einem obenseitig unmittelbar daran angrenzenden Kfz-Hochvoltaggregat 12 gebildet ist. Das Kfz-Hochvoltaggregat 12 weist in einem fluiddichten Hochvoltaggregat-Gehäuse 10 mehrere elektronische Hochvolt-Komponenten 120, 122, 124 auf, die zusammen ein elektronisches Batteriemanagement-System zur Steuerung der Traktionsbatterie 14 bilden. Die Hochvolt-Komponenten 120,122,124 bilden unter anderem Hochvolt-Schütze, eine Ladesteuerung und eine Entladesteuerung.In the 1 is shown schematically and in a vertical longitudinal section a motor vehicle high-voltage arrangement, which is typically arranged in the vehicle floor of a motor vehicle (motor vehicle), and which is provided by a motor vehicle high-voltage traction battery 14 arranged essentially in a horizontal plane xy and a motor vehicle directly adjacent to it on the top side -High-voltage unit 12 is formed. The motor vehicle high-voltage unit 12 has several electronics in a fluid-tight high-voltage unit housing 10 cal high-voltage components 120, 122, 124, which together form an electronic battery management system for controlling the traction battery 14. The high-voltage components 120,122,124 form, among other things, high-voltage contactors, a charging control and a discharging control.

Das Kfz-Hochvoltaggregat 12 weist ein zweiteiliges fluiddichtes Hochvoltaggregat-Gehäuse 10 auf, das von einem Boden-Gehäuseelement 30 und einem separaten Deckel-Gehäuseelement 20 gebildet ist. Das Boden-Gehäuseelement 30 weist eine Bodenelement-Flanschstruktur 102 und das Deckel-Gehäuseelement 20 weist eine Deckelelement-Flanschstruktur 104 auf, die zusammen mit der Bodenelement-Flanschstruktur 102 eine Flanschanordnung 40 bildet, durch die das Metall-Boden-Gehäuseelement 30 und das Metall-Deckel-Gehäuseelement 20 elektrisch leitend und fluiddicht miteinander verbunden sind. Das Boden-Gehäuseelement 30 ist von einem tiefgezogenen Blechkörper 34 gebildet und bildet einen Gehäuseteil des Gehäuses 14' der Traktionsbatterie 14, nämlich im Wesentlichen die Gehäusedecke des Traktionsbatterie-Gehäuses 14. In dem Traktionsbatterie-Gehäuse 14 ist eine Vielzahl an Batteriezellen 14" fluiddicht eingehaust.The motor vehicle high-voltage unit 12 has a two-part fluid-tight high-voltage unit housing 10, which is formed by a base housing element 30 and a separate cover housing element 20. The base housing element 30 has a base element flange structure 102 and the lid housing element 20 has a lid element flange structure 104, which together with the base element flange structure 102 forms a flange arrangement 40 through which the metal-base housing element 30 and the metal -Cover housing element 20 are connected to one another in an electrically conductive and fluid-tight manner. The base housing element 30 is formed by a deep-drawn sheet metal body 34 and forms a housing part of the housing 14 'of the traction battery 14, namely essentially the housing ceiling of the traction battery housing 14. A large number of battery cells 14 "are housed in a fluid-tight manner in the traction battery housing 14 .

Die Flanschanordnung 40 ist über den gesamten Umfang der Flanschanordnung 40 im Querschnitt annähernd identisch ausgebildet. Die Bodenelement-Flanschstruktur 102 wird von einem umlaufenden und erhabenen Flanschplateau 32 gebildet, das über den gesamten Umfang eine in einer einzigen Horizontalebene xy liegende Flanschebene 33 definiert.The flange arrangement 40 is designed to be approximately identical in cross section over the entire circumference of the flange arrangement 40. The floor element flange structure 102 is formed by a circumferential and raised flange plateau 32, which defines a flange plane 33 lying in a single horizontal plane xy over the entire circumference.

Das Deckel-Gehäuseelement 20 wird von einem einstückigen Gusskörper 20' gebildet, der eine haubenartige Gehäusewand 324 und am unteren Rand der Gehäusewand 324 die umlaufende Flanschstruktur 104 definiert. Die Deckelelement-Flanschstruktur 104 wird von einem im Querschnitt im Wesentlichen kreuzförmig ausgebildeten Flanschkörper 22` gebildet, wobei sich von dem proximalen Flanschkörper-Arm die Gehäusewand 324 nach oben erstreckt. Das untere Ende der Deckelelement-Flanschstruktur 104 bildet eine exakt in einer Horizontalebene xy liegende Kontaktfläche 21, die vollflächig und unmittelbar auf einer streifenförmigen Kontaktfläche 36 aufliegt, die von dem Mittelstreifen der Bodenelement-Flanschebene 33 gebildet wird. Die beiden vollflächig unmittelbar aufeinander aufliegenden und auf diese Weise elektrisch miteinander kontaktierten Kontaktflächen 21,36 bilden eine elektrische Kontaktzone.The cover housing element 20 is formed by a one-piece cast body 20 ', which defines a hood-like housing wall 324 and the circumferential flange structure 104 at the lower edge of the housing wall 324. The cover element flange structure 104 is formed by a flange body 22' which is essentially cross-shaped in cross section, with the housing wall 324 extending upwards from the proximal flange body arm. The lower end of the cover element flange structure 104 forms a contact surface 21 lying exactly in a horizontal plane xy, which rests over the entire surface and directly on a strip-shaped contact surface 36, which is formed by the central strip of the base element flange plane 33. The two contact surfaces 21, 36, which rest directly on one another over the entire surface and are electrically contacted with one another in this way, form an electrical contact zone.

Die Flanschanordnung 40 weist über den Umfang verteilt mehrere Verschraubungen 200 auf, durch die die beiden Flanschstrukturen 102, 104 jeweils unmittelbar miteinander verschraubt sind. Jede Verschraubung 200 weist jeweils eine Gewindekopfschraube 210 mit einem Schraubenkörper 210` auf, der einen Schraubenkopf 212 und einen Schraubenschaft 215 bildet, wobei der Schraubenschaft 215 über seine gesamte Länge eine Außen-Gewindestruktur 211 aufweist. Der Schraubenkopf 212 weist eine konkave Werkzeug-Formschlussstruktur 213 auf, beispielsweise in Form eines Innensechskants oder eines Innenvielzahns. Das obere Ende des Deckelelement-Flanschkörpers 22` bildet eine ebene und in einer Horizontalebene liegende Öffnungsrand-Ringfläche 29 zum Abstützen des Schraubenkopfes 212 der Gewindekopfschraube 210.The flange arrangement 40 has several screw connections 200 distributed over the circumference, through which the two flange structures 102, 104 are each screwed directly to one another. Each screw connection 200 has a threaded head screw 210 with a screw body 210 ', which forms a screw head 212 and a screw shaft 215, the screw shaft 215 having an external thread structure 211 over its entire length. The screw head 212 has a concave tool positive locking structure 213, for example in the form of a hexagon socket or an internal spline. The upper end of the cover element flange body 22' forms a flat opening edge annular surface 29 lying in a horizontal plane for supporting the screw head 212 of the threaded head screw 210.

Zwischen einer Ringfläche 214 des Schraubenkopfes 212 und der gegenüberliegenden Öffnungsrand-Ringfläche 29, die eine hohlzylindrische Verschraubungs-Bohrung 250 der Deckelelement-Flanschstruktur 104 umgibt, ist ein dreikomponentiger Fluiddichtring 220 angeordnet.A three-component fluid sealing ring 220 is arranged between an annular surface 214 of the screw head 212 and the opposite opening edge annular surface 29, which surrounds a hollow cylindrical screw bore 250 of the cover element flange structure 104.

Der Fluiddichtring 220 besteht aus einem Metall-Trägerringkörper 222, wobei auf seinen beiden Ringflächen jeweils eine ringförmige Elastomerbeschichtunge 224,225 dauerhaft fixiert ist. Der Trägerringkörper 222 besteht beispielsweise aus Aluminium und weist eine Dicke von ungefähr 0,7 mm auf. Die beiden Elastomerbeschichtungen 224,225 weisen jeweils eine Schichtdicke von 0,15 mm auf und bestehen aus Ethylen-Propylen-Dien Kautschuk. Der Trägerringkörper 222 bildet ferner sechs nach innen abragende Klemmnasen 226, die eine Radialverklemmung des Fluiddichtrings 220 an dem Schraubenschaft 215 bewirken.The fluid sealing ring 220 consists of a metal carrier ring body 222, with an annular elastomer coating 224,225 being permanently fixed on each of its two annular surfaces. The carrier ring body 222 is made of aluminum, for example, and has a thickness of approximately 0.7 mm. The two elastomer coatings 224,225 each have a layer thickness of 0.15 mm and consist of ethylene-propylene-diene rubber. The carrier ring body 222 also forms six inwardly projecting clamping lugs 226, which cause a radial clamping of the fluid sealing ring 220 on the screw shaft 215.

Der Schraubenschaft 215 ist endseitig in einen Innengewinde-Körper 230 eingeschraubt, der von einer Gewindehülse 232 gebildet wird, die ein zu der Gewindestruktur 211 komplementäres Innengewinde 234 aufweist. The end of the screw shaft 215 is screwed into an internally threaded body 230, which is formed by a threaded sleeve 232 which has an internal thread 234 that is complementary to the threaded structure 211.

Außenseitig weist die Gewindehülse 232, die von einem Stahlkörper 230` gebildet ist, einen Stützring 236 und eine Formschlussstruktur 238 auf, die beide dafür sorgen, dass der Innengewinde-Körper 230 formschlüssig an dem Boden-Gehäuseelement 30 montiert ist, beispielsweise eingepresst ist. Die Gewindehülse 232 ist endseitig durch eine separate Dichtscheibe 235 verschlossen, so dass die Gewindehülse 232 zusammen mit der Dichtscheibe 235 einen becherartigen Körper 230` bildet, der weitgehend fluiddicht ist.On the outside, the threaded sleeve 232, which is formed by a steel body 230', has a support ring 236 and a form-fitting structure 238, both of which ensure that the internally threaded body 230 is mounted in a form-fitting manner on the base housing element 30, for example pressed in. The threaded sleeve 232 is closed at the end by a separate sealing disk 235, so that the threaded sleeve 232 together with the sealing disk 235 forms a cup-like body 230', which is largely fluid-tight.

Die beiden Flanschstrukturen 102,104 definieren zusammen distal und proximal der Kontaktzone bzw. der Verschraubungen 200 jeweils einen vollständig umlaufenden Dichtmittelkanal 24,24`. Der distale Dichtmittelkanal 24 ist nach distal offen und der proximale Dichtmittelkanal 24` ist nach proximal offen. Die beiden Dichtmittelkanäle 24,24` sind jeweils durch einen umlaufenden separaten Dichtmittelkörper 52,52` vollständig ausgefüllt, so dass auf diese Weise Feuchtigkeit weder von distal noch von proximal zu der Kontaktzone gelangen kann. Jeder Dichtmittelkanal 24,24` wird jeweils im Wesentlichen von einer Kanal-Bodenwand 26, einer oberen Kanal-Seitenwand 27 und einer unteren Kanal-Seitenwand 38 gebildet. Die untere Kanal-Seitenwand 38 wird durch die Bodenelement-Flanschstruktur 102 gebildet, wohingegen die Kanal-Bodenwand 26 und die obere Kanal-Seitenwand 27 von der Deckelelement-Flanschstruktur 104 gebildet werden.The two flange structures 102, 104 together define a completely circumferential sealant channel 24, 24' distally and proximally of the contact zone or screw connections 200. The distal sealant channel 24 is open distally and the proximal sealant channel 24' is open proximally. The two sealant channels 24, 24' are each completely filled by a circumferential separate sealant body 52, 52', so that in this way moisture cannot reach the contact zone either from distal or proximal. Each sealant channel 24, 24' is essentially formed by a channel bottom wall 26, an upper channel side wall 27 and a lower channel side wall 38. The lower channel sidewall 38 is formed by the bottom element flange structure 102, whereas the channel bottom wall 26 and the upper channel sidewall 27 are formed by the cover element flange structure 104.

Claims

Motor vehicle high-voltage unit (12) with a fluid-tight high-voltage unit housing (10) which houses at least one high-voltage component (120,122,124), the high-voltage unit housing (10) being composed of a base housing element (30) and a separate cover housing element ( 20) is formed, which are connected to one another in a fluid-tight manner by a flange arrangement (40), wherein the flange arrangement (40) has a base element flange structure (102) and a cover element flange structure (104) connected thereto, wherein the flange arrangement (40) has a plurality of screw connections (200) through which the two flange structures (102, 104) are each screwed directly to one another, wherein the screw connections (200) each have a threaded head screw (210) which has a screw head (212) which is supported on an opening edge annular surface (29) of a screw hole (250) of a flange structure (104), and a screw shaft ( 215), which is screwed into an internally threaded body (230) of the other flange structure (104), wherein A three-component fluid sealing ring (220) is arranged between the screw head (212) and the opening edge ring surface (29), which has a metal carrier ring body (222) and an annular elastomer coating (224, 225) on both ring surfaces of the carrier ring body (222). .

Motor vehicle high-voltage unit (12). Claim 1 , wherein the fluid sealing ring is captively fixed to the screw shaft (215).

Automotive high-voltage unit (12). Claim 2 , wherein the carrier ring body (222) has at least three inwardly projecting clamping lugs (226) which cause a radial clamping of the fluid sealing ring (220) on the screw shaft (215).

Automotive high-voltage unit (12). Claim 3 , wherein the screw shaft (215) has a thread structure (211) at the level of the clamping lugs (226).

Motor vehicle high-voltage unit (12) according to one of the preceding claims, wherein the internally threaded body (230) is a separate component which is mounted in a sheet metal body (34) of the flange structure (102) of the relevant housing element (30).

Automotive high-voltage unit (12). Claim 5 , wherein the internally threaded body (230) has a threaded sleeve (232).

Motor vehicle high-voltage unit (12) according to one of the preceding claims, wherein the flange structure (104) forming the opening edge annular surface (29) is formed by a cast body (20`).

Motor vehicle high-voltage unit (12) according to one of the preceding claims, wherein the carrier ring body (222) consists of aluminum.

Motor vehicle high-voltage unit (12) according to one of the preceding claims, wherein the elastomer coatings (224,225) consist of ethylene-propylene-diene rubber.