DE102023120293A1

DE102023120293A1 - Gehäuse für einen Inverter eines Kältemittelverdichters und Verfahren zur Herstellung eines Deckelelements für das Gehäuse

Info

Publication number: DE102023120293A1
Application number: DE102023120293.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Hoffmann
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2022-08-26
Filing date: 2023-07-31
Publication date: 2024-02-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (2) für einen Inverter, speziell für einen Inverter eines Kältemittelverdichters, mit einer den Inverter aufnehmenden Gehäusebasis (3), welche Steckaufnahmen (4) mit elektrischen Durchführungen zur elektrischen Kontaktierung des Inverters aufweist, eine sich aus der Gehäusebasis (3) erstreckende Seitenwand (5), welche den Inverter seitlich umgibt, und ein Deckelelement (14), welches auf einem Rand der Seitenwand (5) aufliegend den Inverter vollständig einhaust, und Befestigungsmittel (7) zur Befestigung des Deckelelements (14) an der Gehäusebasis (3) dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenseite (14.1) des Deckelelements (14) mindestens eine eine Oberfläche des Deckelelements (14) nach außen ausformende Sicke (16) ausgebildet ist, welche an mindestens einer Seite eine Schlitzöffnung (17) aufweist, wobei die Sicke (16) an einer Innenseite (14.2) des Deckelelements (14) vollständig von einer Membran (18) überdeckt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Inverter, speziell für einen Inverter eines Kältemittelverdichters, insbesondere für einen Inverter eines Kältemittelverdichters eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Deckelelements für das Gehäuse.
Aufgrund von begrenzten Platzverhältnissen werden in Fahrzeugklimaanlagen bevorzugt kompakte Kältemittelverdichteranordnungen eingesetzt. Häufig sind der Kältemittelverdichter sowie ein Elektromotor zum Antreiben des Kältemittelverdichters sowie ein Wechselrichter (Inverter), welcher Wechselstrom von einer Gleichstrombatterie an den Elektromotor bereitstellt, in einer kompakten Anordnung in miteinander korrespondierenden Gehäusesegmenten untergebracht. Dabei kann sich der Wechselrichter an einer Stirnseite des Elektromotors angeordnet innerhalb eines diesen aufnehmenden Gehäuses befinden. Das den Wechselrichter aufnehmende Gehäuse weist ein Gehäusebasiselement mit einer sich an einem äußeren Rand erstreckenden Seitenwand auf, welche den Wechselrichter seitlich umgibt. Ein auf den äußeren Rand der Seitenwand aufliegend befestigtes Deckelelement führt zur vollständigen Einhausung des Wechselrichters und bildet den stirnseitigen Abschluss des Gehäuses. Das Gehäusebasiselement und die Seitenwand können als Spritzgussteil aus einem Kunststoff ausgebildet sein, wobei das Deckelelement aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium, ausgebildet sein kann. An einer Außenseite des Gehäusebasiselements sind Steckerelementaufnahmen mit elektrischen Kontakten und elektrischen Durchführungen zur elektrischen Kontaktierung des innenliegend angeordneten Wechselrichters ausgebildet. Das Gehäuse des Wechselrichters dient insbesondere zum Schutz der elektronischen Komponenten des Wechselrichters vor Schmutzpartikeln und Feuchtigkeit und zur Vermeidung von Ablagerungen, welche die Funktion des Wechselrichters beeinträchtigen können.
Der Betrieb des Wechselrichters ist mit einer nicht zu vernachlässigenden Wärmeentwicklung verbunden. Um die entstehende Wärme zum Schutz der elektronischen Komponenten des Wechselrichters vor Überhitzung abzuführen, können in der Gehäuseabdeckung Belüftungslöcher ausgebildet sein. Bei der Herstellung einer Gehäuseabdeckung werden solche Belüftungslöcher mittels eines Bohrers oder eines Fräsers in einem separaten Verfahrensschritt eingebracht. Da freie Belüftungsöffnungen ein Einfallstor für Partikel und Feuchtigkeit bilden können, kann als weiteres Schutzelement eine luftdurchlässige Membran vorgesehen sein, welche in oder an einer Belüftungsöffnung eingesetzt oder befestigt ist.
Bei einer aus JP 2009-074469 bekannten Lösung ist ein Wechselrichterabdeckungselement mit einem Belüftungsventil versehen, das eine Belüftungsöffnung und eine Membran umfasst. Die wasserdichte Membran soll ein Eindringen von Wasser in den Wechselrichterraum verhindern, ein Abführen von Wasserdampf aus dem Wechselrichterraum nach außen ermöglichen und damit einen Druckausgleich gewährleisten können. Gemäß einer weiteren Lösung ist wird eine Membran zunächst in einem separaten Kunststoffelement aufgenommen und das separate Kunststoffelement anschließend in eine Belüftungsöffnung eingesetzt. Dabei verfügt das separate Kunststoffelement Rastmittel zu rastenden Befestigung innerhalb der Belüftungsöffnung in der Gehäuseabdeckung des Wechselrichters. Zur weiteren Abdichtung kann zwischen dem separaten Kunststoffelement und der Innen- oder Außenwand der Gehäuseabdeckung eine Dichtung, üblicherweise eine O-Ring-Dichtung angeordnet sein. Oftmals müssen die Einzelteile, das heißt die Membran und das die Membran aufnehmende Kunststoffelement händisch zusammengesetzt werden, was mit einem erhöhten Zeitaufwand verbunden ist.
In Anbetracht einer Massenfertigung von mehreren zehntausend solcher Gehäuseabdeckungen für Wechselrichter von Kältemittelverdichtern wirkt sich der für den Zusammenbau der Membran mit dem zusätzlichen Kunststoffelement erforderliche Verfahrensschritt sowie die Montage des Kunststoffelements samt Dichtung in eine Belüftungsöffnung an einer Wechselrichtergehäuseabdeckung nachteilig auf die Fertigungskosten aus.
Auch im Betrieb zeigen sich bei der bekannten Lösung unerwünschte Effekte, wie beispielsweise Undichtigkeiten an den Übergängen zwischen dem Kunststoffelement und dem Material der Gehäuseanordnung durch ermüdende Rastverbindungen infolge von anhaltender Vibration oder schwankenden Temperaturen. Darüber hinaus weisen die bekannten Lösungen oftmals das Problem eines unzureichenden Schutzes der Membran gegenüber Spritzwasser und Partikeln auf, welche sich auf der Oberfläche der freiliegenden Membran ablagern können und somit zur Verstopfung der Membran führen, wodurch letztlich die Belüftungseigenschaft beeinträchtigt wird. In der Folge müssen die Membranen samt dem diese aufnehmenden Kunststoffelements ersetzt werden, was mit einem unerwünschten Wartungsaufwand verbunden ist.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für einen Inverter eines Kältemittelverdichters vorzuschlagen, mit welchem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden oder verringert werden können. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, mit welchem eine Belüftungsöffnung mit geringerem Aufwand in eine Gehäuseanordnung, insbesondere in einem Deckelelement einer Gehäuseanordnung, eingebracht werden kann. Dabei soll sich das Verfahren für eine Massenfertigung eignen, so dass Kosten eingespart werden können.
Die Aufgabe wird durch ein Gehäuse mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Weiterbildungen sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Vorgeschlagen wird ein Gehäuse für einen Inverter, speziell für einen Inverter eines Kältemittelverdichters, wie er in Fahrzeugklimaanlagen eingesetzt wird. Das erfindungsgemäße Gehäuse, welches auch als Invertergehäuse bezeichnet werden kann und dabei als separates Gehäuse oder als Bestandteil eines Gehäuses des Kältemittelverdichters ausgebildet sein kann, weist eine den Inverter aufnehmende Gehäusebasis auf, an welcher Steckaufnahmen mit elektrischen Durchführungen zur elektrischen Kontaktierung des Inverters ausgebildet sind. Aus der Gehäusebasis erstreckt sich eine Seitenwand, welche den Inverter seitlich umgibt. Weiter weist das Gehäuse ein Deckelelement auf, welches auf einem Rand der Seitenwand aufliegend den Inverter vollständig einhaust, wobei das Deckelelement mit Befestigungsmitteln an der Gehäusebasis befestigt ist. Als Befestigungsmittel können Klemmmittel oder Schraubenverbindungen vorgesehen sein. Erfindungsgemäß ist an einer Außenseite des Deckelelements mindestens eine Sicke ausgebildet, welche eine Oberfläche des Deckelelements nach außen ausformt, wobei die mindestens eine Sicke an mindestens einer Seite eine Schlitzöffnung aufweist. Die an der mindestens einen Sicke seitlich ausgebildete Schlitzöffnung bildet eine Belüftungsöffnung. Dabei kann die mindestens eine Sicke mit der an einer Sickenseite ausgebildeten Schlitzöffnung als Belüftungsöffnung bezeichnet werden. An einer Innenseite des Deckelelements ist die mindestens eine Sicke von einer luftdurchlässigen, wasserdichten, feuchtigkeitsundurchlässigen Membran überdeckt. Das Deckelelement mit der Belüftungsöffnung bildet einen wesentlichen Bestandteil der Erfindung.
Nach der Konzeption der Erfindung bildet die mindestens eine Sicke mit der seitlich ausgebildeten Schlitzöffnung eine Belüftungsöffnung zum Abführen von Wärme aus dem Inneren des Gehäuses, wobei die Membran ein Eindringen von Wasser verhindert. Bei der Erfindung ist die Membran an der Innenseite des Deckelelements angeordnet und dadurch vorteilhaft von dem senkrecht überdeckenden Absatz eines Sickenbodens der Sicke geschützt. Dies ist möglich, weil der Öffnungsschlitz der Schlitzöffnung an einer Seite der Sickenausformung der Sicke ausgebildet ist.
Das Deckelelement kann plattenförmig ausgebildet sein und an einer Außenseite einen ebenen Bereich aufweisen, wobei die mindestens eine Sicke in dem ebenen Bereich verortet ist. Dabei ist die Schlitzöffnung vorzugsweise so ausgebildet, dass seine Öffnungsquerschnittsfläche senkrecht zur Außenseitenoberfläche des Deckelelements gering oder gleich null ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Deckelelements kann daher vorgesehen sein, dass die mindestens eine Schlitzöffnung eine Öffnungsquerschnittsebene bildet, welche quer zu einer im Wesentlichen ebenen Außenseite des Deckelelements ausgerichtet ist. Somit ist die Membran insbesondere gegenüber senkrecht auf die Oberfläche der Außenseite des Deckelelements auftreffende Partikel oder Wasserspritzer geschützt.
Die Innenseite des Deckelelements ist in dem Bereich, in welchem die mindestens eine Sicke ausgebildet ist, zumindest im Randbereich der Sicke eben ausgebildet, um eine ebene und glatte Fläche für einen Kleberand der Membran bereitzustellen.
Die mindestens eine Sicke mit ihrer seitlich ausgebildeten Schlitzöffnung kann an der Außenseite des Deckelelements in Form einer Kieme oder Lamelle ausgebildet sein. Dabei kann die Sicke als punktförmige beziehungsweise kreisrunde Ausformung oder als langgezogene Ausformung ausgebildet sein. Bei einer langgezogenen Ausformung, welche zwei Langseiten und zwei Schmalseiten aufweist, ist die Schlitzöffnung vorzugsweise in einer Langseite der Sicke ausgebildet. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass mehrere Sicken mit jeweils einer Schlitzöffnung ausgebildet sind, wobei die mehreren Sicken an der Innenseite des Deckelelements von derselben wasserdichten, feuchtigkeitsundurchlässigen Membran überdeckt sind.
Das Deckelelement kann weitere Sicken, insbesondere Stabilisierungssicken, aufweisen, welche keine Öffnung aufweisen.
Die Membran, welche aus einem Kunststoff ausgebildet sein kann, kann auf die Oberfläche des die Sicke umgebenden Randes an der Innenseite des Deckelelements aufgeklebt sein. Vorzugsweise handelt es sich bei der Membran um eine wasserdichte, feuchtigkeitsundurchlässige Membran, um ein Eindringen von Feuchtigkeit in das den Inverter aufnehmende Gehäuse zu verhindern. Die Membran ist vorteilhaft feuchtigkeitsabweisend. Dabei ist die Membran luftdurchlässig, so dass die verwendete Membran auch als luftdurchlässige Membran bezeichnet werden kann. Solche Membranen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dadurch, dass die Membran auf die Oberfläche des die Sicke umgebenden Randes an der Innenseite des Deckelelements aufgeklebt wird, ist eine besonders einfache Befestigung der Membran gewährleistet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Ausgestaltung der schlitzförmigen Belüftungsöffnung können in dem Deckelelement an einem Rand der mindestens einen Sicke zwei kreisrunde Durchgangsöffnungen ausgebildet sein, in welche jeweils ein Ende der Schlitzöffnung mündet. Das bedeutet, dass die gegenüberliegenden Enden der Schlitzöffnung jeweils in eine kreisrunde Durchgangsöffnung übergehen, wodurch die Gefahr des Einreißens der Schlitzöffnung verringert oder vermieden wird.
Die Schlitzöffnung kann eine Breite im Bereich von 0,1 mm bis 2 mm aufweisen, wobei die Breite oder die Querschnittsfläche der Schlitzöffnung hinsichtlich der Dimensionierung des Gehäuses und des verwendeten Inverters anzupassen ist.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gehäuses kann die in dem Deckelelement mindestens eine ausgebildete Sicke zwei seitlich ausgebildete Schlitzöffnungen aufweisen, wobei die Öffnungsschlitze der Schlitzöffnungen gegenüberliegend angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung können an beiden Seiten einer entsprechend ausgebildeten Sickenausformung eine Schlitzöffnung ausgebildet sein. Vorteilhaft ist die Membran dabei von einer über die Oberfläche der Außenseite des Deckelelements geführten Querluftströmung überströmbar, da die Querluftströmung durch die gegenüberliegenden Schlitzöffnungen strömen kann. Dadurch kann eine noch bessere Wärme- und Wasserdampfabführung aus dem Inneren des Gehäuses gewährleistet werden, ohne dass die Gefahr einer Partikelablagerung an der Membran erhöht ist. Gleichzeig bietet der Sickenboden, welcher die Membran überdeckt, einen geeigneten Spritzwasserschutz.
Die Gehäusebasis kann als Kunststoffspritzgussteil aus einem Kunststoff ausgebildet sein. Das erfindungsgemäße Deckelelement kann aus einem Metall, vorzugsweise Aluminium, besonders bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung (AlMg₃) ausgebildet sein. Die Schlitzöffnung ist mit einem Stanzwerkzeug ausgebildet, wobei mit dem Stanzwerkzeug ein Öffnungsschlitz an eine Seite der mindestens einen Sicke geschlitzt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des Deckelelements des erfindungsgemäßen Gehäuses. Das Verfahren umfasst die Schritte

- Bereitstellen des Deckelelements aus einem Blechmaterial in einem Blechumformprozess, wobei die mindestens eine Sicke mit der Schlitzöffnung ausgebildet wird und
- Anbringen der Membran an einer Innenseite des bereitgestellten Deckelelements so, dass die mindestens eine Sicke vollständig von der Membran überdeckt ist.

Bevorzugt kann das Deckelelement in einem Stanz-Drück-Tiefzieh-Prozess bereitgestellt werden, wobei die mindestens eine Sicke mit der seitlichen Schlitzöffnung während des Stanz-Drück-Tiefzieh-Prozesses mit einem Lüftungsschlitzwerkzeug in einem Zug ausgebildet wird. Dabei wird ein Stanz-Drück-Tiefzieh-Werkzeug verwendet, welches das Deckelelement aus dem Blechmaterial ausstanzt, wobei gleichzeitig die Sicke mit der Schlitzöffnung, Befestigungsöffnungen und gegebenenfalls Stabilisierungssicken ausgebildet werden.
Dadurch, dass die Belüftungsöffnung, das heißt die Schlitzöffnung, in einem Zug gleichzeitig mit dem Vorgang des Ausstanzens des Deckelelements ausgebildet wird, kann ein Verfahrensschritt eingespart werden.
Die Membran kann durch Aufkleben auf die Innenseite des Deckelelements aufgebracht werden. Indem die Membran auf die Innenseite des Deckelelements über die Sicke geklebt wind, kann eine einfache und kostengünstige Anbringung realisiert werden, da keine weiteren Aufnahmen zum Halten der Membran erforderlich sind. Alternativ zur klebenden Befestigung kann vorgesehen sein, dass die Membran zum Anbringen am äußeren Rand angeschmolzen, und der angeschmolzene Rand auf die Innenseite des Deckelelements gepresst wird, bis der Rand der Membran erstarrt ist. Das Schmelzen oder Anschmelzen des Randes der Membran kann mit einem entsprechenden Heizwerkzeug, beispielsweise mit einem geformten Glühdraht realisiert werden.
Die klebende Verbindung oder die Schmelzverbindung zwischen Membran und Deckelelement erfordert vorteilhaft keine zusätzliche Dichtung an der Schlitzöffnung der Belüftungsöffnung, so dass Kosten und Montagezeit eingespart werden können. Das geringe Gewicht und die vergleichsweise elastische Struktur der Membran ist unempfindlich gegenüber Vibrationen, so dass vorteilhaft weniger Wartungsausfälle zu erwarten sind.
Die seitliche Schlitzöffnung an der Sicke kann durch Scherung des Materials des Deckelelements ausgebildet werden, wobei die kreisrunden Durchgangsöffnungen am Rand der mindestens einen Sicke, welche als Einreißschutz dienen, ausgestanzt werden. Dabei können die kreisrunden Durchgangsöffnungen vor der Scherung des Materials zur Ausbildung der Schlitzöffnung ausgestanzt werden. Hierfür kann ein entsprechendes Stanzwerkzeug mit unterschiedlich langen Stanzstempeln eingesetzt werden.
Die Sicke mit der seitlichen Schlitzöffnung wird mit einem Lüftungsschlitzwerkzeug ausgebildet. Dabei wird aus dem Blechmaterial zunächst die Sicke herausgedrückt, wobei eine scharfe Kante des Lüftungsschlitzwerkzeugs einen Öffnungsschlitz schert, welcher die Schlitzöffnung bildet.
Alternativ kann die seitliche Schlitzöffnung auch durch Ausstanzen von Material des Deckelelements ausgebildet werden. Beim Ausstanzen können gleichzeitig die kreisrunden Durchgangsöffnungen am Rand der mindestens einen Sicke ausgestanzt werden.
Die Vorteile der Erfindung können wie folgt zusammengefasst werden:

- einfache Ausbildung der Belüftungsöffnung im Stanzprozess,
- Temperatur- und Druckausgleich zwischen dem Inneren des Invertergehäuses und der Außenseite des Invertergehäuses, so dass durch den Inverter erzeugte Wärme durch die Belüftungsöffnung nach Außen abgeführt werden kann,
- Auswölbung der Sicke bildet ein Dach als Spritzschutz über die an der Innenseite befestigte Membran,
- Membran ist auf glatter und sauberer Fläche an der Innenseite des Gehäuses aufgeklebt, wodurch eine aufwendige Montage der Membran entfällt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung eines Verdichtergehäuses nach dem Stand der Technik mit Deckelelement für einen Inverter,
2a, b: eine schematische Darstellung eines Deckelelements für ein Gehäuse nach dem Stand der Technik,
3a, b, c: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Deckelelements für ein Gehäuse,
4a - f: Detaildarstellungen einer Belüftungsöffnung an dem in 3 gezeigten Deckelelement für ein Gehäuse eines Inverters,
5a, b, c: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Deckelelements für ein Gehäuse,
6a - f: Detaildarstellungen einer Belüftungsöffnung an dem in 5 gezeigten Deckelelement für ein Gehäuse,
7a - f: schematische Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Deckelelements für ein Gehäuse und
8a, b, c: weitere Darstellungen des in 7 gezeigten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Deckelelements für ein Gehäuse.

In den Figuren sind wiederkehrende gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verdichtergehäuses 1 nach dem Stand der Technik. Das Verdichtergehäuse 1 umfasst drei Segmente 1.1 bis 1.3. Im ersten Segment 1.1 befindet sich ein Kältemittelverdichter, welcher von einem im zweiten Segment 1.2 angeordneten Elektromotor antreibbar ist. Das dritte Segment 1.3 bildet ein Gehäuse 2 für einen Inverter, welcher Wechselstrom an den Elektromotor bereitstellt. Das Gehäuse 2 umfasst eine den Inverter aufnehmende Gehäusebasis 3, welche Steckaufnahmen 4 mit elektrischen Durchführungen zur elektrischen Kontaktierung des Inverters aufweist. Aus der Gehäusebasis 3 erstreckt sich eine Seitenwand 5 in eine axiale Richtung so, dass sie den Inverter seitlich umgibt. Die axiale Ausrichtung ist auf eine Rotationsachse des Elektromotors bezogen. Ein Deckelelement 6, welches auf dem Rand der Seitenwand 5 aufliegt und mit Schrauben 7 befestigt ist, bildet einen stirnseitigen Abschluss des Gehäuses 2 und gleichzeitig einen stirnseitigen Abschluss des dritten Segments 1.3 des Verdichtergehäuses 1. Mit dem Bezugszeichen 8 sind mögliche Positionen für Belüftungsöffnungen in dem Deckelelement 6 gekennzeichnet.
Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Deckelelements 6 des Standes der Technik für ein Gehäuse 2 für einen Inverter. Dabei zeigt die 2a eine Draufsicht auf eine Außenseite 6.1 des Deckelelements 6. Zu erkennen sind fünf Öffnungen 7.1, welche als Schraubendurchführungen zur Befestigung des Deckelelements 6 dienen, sowie eine Ausformung 9 der Oberfläche des Deckelelements 6. Außerhalb der Ausformung 9 befindet sich eine Belüftungsöffnung 10, welche durch das Deckelelement 6 hindurchführt. Die 2b zeigt einen Detailausschnitt einer Schnittdarstellung einer Seitenansicht des in 2a gezeigten Deckelelements 6. Der Schnitt führt durch die Belüftungsöffnung 10. Von der Außenseite 6.1 des Deckelelements 6 ist ein Kunststoffelement 11 in die Belüftungsöffnung 10 eingesetzt, wobei das Kunststoffelement 11 Rastelemente 11.1 aufweist, welche die Belüftungsöffnung 10 an der Außenseite 6.1 des Deckelelements 6 hintergreifen und das Kunststoffelement 11 somit in der Belüftungsöffnung 10 befestigen und in Position halten. Das Kunststoffelement 11 dient als Aufnahme und Träger für eine Membran 12. Die in dem Kunststoffelement 11 aufgenommene Membran 12 ist in ihrer Anordnung an der Außenseite 6.1 des Deckelelements 6 verortet. Zwischen dem Deckelelement 6 und dem Kunststoffelement 11 ist eine Dichtung 13 in Form eines O-Rings angeordnet, um die Belüftungsöffnung 10 abzudichten.
Die 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Deckelelements 14 für ein Gehäuse für einen Inverter eines Kältemittelverdichters. Die 3a zeigt eine Draufsicht auf eine Innenseite 14.2 des Deckelelements 14. Das Deckelelement 14 entspricht dem in 2 gezeigten Deckelelement 6 des Standes der Technik, mit dem Unterschied, dass die Ausformung 9 ein geändertes Profil aufweist und eine Belüftungsöffnung 15 gemäß der Erfindung mit einem Stanzwerkzeug, insbesondere mit einem Lüftungsschlitzwerkzeug, ausgebildet ist. Im Bereich der Belüftungsöffnung 15, welche sich an einer Position außerhalb der Ausformung 9 befindet, sind die Innenseite 14.2 und eine Außenseite 14.1 des Deckelelements 14 im Wesentlichen eben ausgebildet.
Die 3b zeigt eine Detailansicht der Belüftungsöffnung 15 in einer Draufsichtdarstellung an der Außenseite 14.1 des Deckelelements 14. Mit der 3c ist ein Schnitt B durch die Belüftungsöffnung 15 dargestellt, wobei der Schnitt B eine Detaildarstellung einer Seitenansicht des Deckelelements 14 zeigt.
Die Belüftungsöffnung 15 ist mit einer die Oberfläche der Außenseite 14.1 des Deckelelements 14 nach außen ausformenden Sicke 16 ausgebildet, wobei die Sicke 16 eine seitliche Schlitzöffnung 17 aufweist. Die Schlitzöffnung 17 ist durch Scherung des Materials des Deckelelements 14 ausgebildet, wobei die Schlitzöffnung 17 an einer Seite der Sicke 16 ausgebildet ist, wie der 3c zu entnehmen ist. Dabei bildet die Schlitzöffnung eine Öffnungsquerschnittsebene, welche quer zur ebenen Außenseite 14.1 des Deckelelements 14 ausgerichtet ist.
An der Innenseite 14.2 des Deckelelements 14 ist die Sicke 16 vollständig von einer Membran 18 überdeckt. Dabei ist die Membran 18 mit ihrem Rand auf die Oberfläche der Innenseite 14.2 des Deckelelements 14 so aufgeklebt, dass die Sicke 16 vollständig von der Membran 18 überdeckt ist. Der Klebebereich der Membran 18 ist so gewählt, dass die Funktion der Membran 18 im Bereich der Sicke 16 nicht beeinträchtigt ist. Die Sicke 16, insbesondere der nach außen geformte Sickenboden, bildet einen die Membran 18 senkrecht überdeckenden Absatz, so dass die Membran 18 gegenüber Spritzwasser und Schmutz an der Außenseite 14.1 geschützt ist.
An einem Rand der Sicke 16 sind zwei kreisrunde Durchgangsöffnungen 19 ausgebildet, in welche jeweils ein Ende der Schlitzöffnung 17 mündet. Das bedeutet, dass die gegenüberliegenden Enden der Schlitzöffnung 17 jeweils in eine der kreisrunden Durchgangsöffnung 19 übergehen, wodurch die Gefahr des Einreißens der Schlitzöffnung 17 verringert ist.
Das Deckelelement 14 ist aus einem Aluminium-Blechmaterial (AlMg₃) ausgebildet.
Die 4 zeigt in Detaildarstellungen a bis f eine Belüftungsöffnung 15 an dem in 3 gezeigten Deckelelement 14 für ein Gehäuse für einen Inverter eines Kältemittelverdichters. Die 4a zeigt die Belüftungsöffnung 15 an der Außenseite 14.1 des Deckelelements 14. Die Oberfläche des Deckelelements 14 ist an der Außenseite 14.1 aufgrund der Sicke 16 nach außen gewölbt. An einer Seite der Sicke 16 ist die Schlitzöffnung 17 ausgebildet, wobei die Enden der Schlitzöffnung 17 jeweils in eine der am Rand der Sicke 16 ausgebildeten kreisrunden Durchgangsöffnungen 19 übergehen. Die Buchstaben A und B kennzeichnen die Schnitte A-A und B-B, wobei der Schnitt A-A in der 4b und der Schnitt B-B in der 4c gezeigt ist.
Der in 4b gezeigte Schnitt A-A legt die Ansicht auf die Schlitzöffnung 17 frei. An der Innenseite 14.2 ist die Membran 18 angeordnet, welche die Sicke 16 überdeckt. Die kreisrunden Durchgangsöffnungen 19 sind von der Membran 18 ebenfalls überdeckt.
Der in 4c gezeigt B-B Schnitt verläuft quer zum A-A Schnitt, so dass ein Teil der Öffnungsquerschnittsfläche der Schlitzöffnung 17 zu erkennen ist. Die Ausformung der Sicke 16 an der Oberfläche der Außenseite 14.1 des Deckelelements 14 ist derart ausgebildet, dass die Membran 18 aus einer Richtung senkrecht zur ebenen Oberfläche der der Außenseite 14.1 des Deckelelements 14 überdeckt ist.
Die 4d zeigt die Belüftungsöffnung 15 an der Innenseite 14.2 des Deckelelements 14. An der Innenseite 14.2 ist die Sicke 16 von der Membran 18 überdeckt, wobei die Membran 18 mit ihrem äußeren Rand auf die Oberfläche der Innenseite 14.2 aufgeklebt ist. Dabei weist die Membran 18 eine kreisrunde Form auf.
Die Buchstaben C und D kennzeichnen die Schnitte entlang den Schnittlinien C-C und B-B, wobei der Schnitt C-C in der 4e und der Schnitt D-D in der 4f gezeigt ist. Die Ausformung der Sicke 16 bildet auf der Innenseite 14.2 eine Delle. Zwischen dem Sickenboden und der Membran 18 ist ein Hohlraum ausgebildet, wobei dieser Hohlraum durch die seitlich an der Sicke 16 ausgebildete Schlitzöffnung 17 geöffnet ist.
Das Deckelelement 14 wird in einem Stanz-Drück-Tiefzieh-Prozess aus einem Blechmaterial bereitgestellt, wobei die Sicke 16 mit der seitlichen Schlitzöffnung 17 während des Stanz-Drück-Tiefzieh-Prozesses mit einem Lüftungsschlitzwerkzeug in einem Zug ausgebildet wird. Dabei wird ein Stanzwerkzeug verwendet, welches das Deckelelement 14 aus dem Blechmaterial ausstanzt, wobei gleichzeitig die Sicke 16 mit der Schlitzöffnung 17, die Öffnungen 7.1 und die Ausformung 9 (siehe 3) ausgebildet werden.
Ein Stanz-Drück-Tiefzieh-Werkzeug, welches zur Herstellung des erfindungsgemäßen Deckelelements 14 eingesetzt wird, ist so ausgebildet, dass die kreisrunden Durchgangsöffnungen 19 ausgestanzt werden, bevor die Schlitzöffnung 17 durch Scherung des Materials des Deckelelements 14 ausgebildet wird. Dies kann beispielsweise durch Stanzstempel mit unterschiedlicher Länge erreicht werden. Durch die scherende Ausbildung der Schlitzöffnung 17 tritt kein Materialverlust beziehungsweise Materialverschnitt auf.
Die 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Deckelelements 14 für ein Gehäuse für einen Inverter eines Kältemittelverdichters. Die 5a zeigt eine Draufsicht auf eine Innenseite 14.2 des Deckelelements 14. Das Deckelelement 14 entspricht dem in 2 gezeigten Deckelelement 6 des Standes der Technik, mit dem Unterschied, dass die Ausformung 9 ein geändertes Profil aufweist und die Belüftungsöffnung 15 gemäß der Erfindung mit einem Stanzwerkzeug, insbesondere mit einem Lüftungsschlitzwerkzeug, ausgebildet ist. Im Bereich des umlaufenden Randes weist das Deckelelement 14 insgesamt fünf Öffnungen 7.1 als Schraubendurchführungen auf. Zur Befestigung ist das Deckelelement 14 auf der Seitenwand 5 aufliegend mit der Gehäusebasis 3 (siehe 1) verschraubbar. Im Bereich der Belüftungsöffnung 15, welche sich an einer Position außerhalb der Ausformung 9 befindet, sind die Innenseite 14.2 und die Außenseite 14.1 des Deckelelements 14 im Wesentlichen eben ausgebildet.
Die 5b zeigt eine Detailansicht der Belüftungsöffnung 15 einer Draufsichtdarstellung an der Außenseite 14.1 des Deckelelements 14. Mit der 5c ist ein Schnitt entlang der in 3b eingezeichneten Schnittlinie A-A gezeigt. Der Schnitt A-A führt durch die Belüftungsöffnung 15, wobei der Schnitt A-A in 3c eine Detaildarstellung einer Seitenansicht des Deckelelements 14 zeigt. Die Belüftungsöffnung 15 ist mit einer die Oberfläche der Außenseite 14.1 des Deckelelements 14 nach außen ausformenden Sicke 16 ausgebildet, wobei die Sicke 16 eine seitliche Schlitzöffnung 17 aufweist. Anders als bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schlitzöffnung 17 im Ausführungsbeispiel der 5 durch Ausstanzen von Material des Deckelelements 14 ausgebildet. Wie der 5b entnommen werden kann, ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Öffnungsquerschnittsfläche der Schlitzöffnung 17 senkrecht zu einer ebenen Oberfläche der Außenseite 14.1 des Deckelelements 14 größer als bei der scherend ausgebildeten Schlitzöffnung 17.
An der Innenseite 14.2 des Deckelelements 14 ist die Sicke 16 vollständig von einer Membran 18 überdeckt. Dabei ist die Membran 18 mit ihrem Rand auf die Oberfläche der Innenseite 14.2 des Deckelelements 14 so aufgeklebt, dass die Sicke 16 vollständig von der Membran 18 überdeckt ist. Der Klebebereich der Membran 18 ist so gewählt, dass die Funktion der Membran 18 im Bereich der Sicke 16 nicht beeinträchtigt ist. Die Sicke 16, insbesondere der nach außen geformte Sickenboden, bildet einen die Membran 18 senkrecht überdeckenden Absatz, so dass die Membran 18 gegenüber Spritzwasser und Schmutz an der Außenseite 14.1 geschützt ist.
Wie die 5b und 5c zeigen, weist die Schlitzöffnung 17 gemäß dieser Ausgestaltung eine Öffnungsquerschnittsfläche in senkrechter Ausrichtung in Bezug auf die ebene Oberfläche der Außenseite 14.1 des Deckelelements 14 auf, so dass der Spritz- und Partikelschutz der Membran 18 senkrecht zur ebenen Oberfläche der Außenseite 14.1 des Deckelelements 14 etwas geringer ist als bei der in 3 und 4 gezeigten Ausgestaltung der Schlitzöffnung 17. Ein Schutz der Membran 18 ist dennoch gewährleistet, da der Sickenboden der Sicke 16 die Membran 18 großflächig überdeckt.
Weiter in 5b sind kreisrunde Durchgangsöffnungen 19 zu erkennen, welche am Rand Sicke 16 als Teil der Schlitzöffnung 17 so angeordnet sind, dass die Enden der Schlitzöffnung 17 jeweils in eine der kreisrunden Durchgangsöffnungen 19 übergehen.
Die 6 zeigt in Detaildarstellungen a bis f eine Belüftungsöffnung 15 gemäß der Ausgestaltung des in 5a bis 5c gezeigten Deckelelements 14 für ein Gehäuse für einen Inverter eines Kältemittelverdichters. Die 6a zeigt die Belüftungsöffnung 15 an der Innenseite 14.2 des Deckelelements 14. An der Innenseite 14.2 ist die Membran 18 so aufgeklebt, dass sie die Sicke 16 vollständig überdeckt. An einer Seite der Sicke 16 ist die Schlitzöffnung 17 ausgebildet, wobei die Enden der Schlitzöffnung 17 jeweils in eine der am Rand der Sicke 16 ausgebildeten kreisrunden Durchgangsöffnungen 19 übergehen. Die Buchstaben E und F an den eingezeichneten Linien kennzeichnen die Schnitte E-E und F-F, wobei der Schnitt E-E in der 6b und der Schnitt F-F in der 6c gezeigt ist.
Die 6d zeigt die Belüftungsöffnung 15 an der Außenseite 14.1 des Deckelelements 14. Die Buchstaben G und H kennzeichnen die Schnitte entlang den Schnittlinien G-G und H-H, wobei der Schnitt G-G in der 6e und der Schnitt H-H in der 6f gezeigt ist. Die Ausformung der Sicke 16 bildet auf der Außenseite 14.1 einen Buckel, welcher an einer Seite von der Schlitzöffnung 17 geöffnet ist. Zwischen dem Sickenboden, welcher die Ausformung an der Außenseite 14.1 bildet, und der Membran 18 ist ein Hohlraum ausgebildet, wobei dieser Hohlraum durch die seitlich an der Sicke 16 ausgebildete Schlitzöffnung 17 geöffnet ist.
Das Deckelelement 14 wird in einem Stanz-Drück-Tiefzieh-Prozess aus einem Blechmaterial bereitgestellt, wobei die Sicke 16 mit der seitlichen Schlitzöffnung 17 während des Stanz-Drück-Tiefzieh-Prozesses mit einem Stanzwerkzeug ausgestanzt wird. Dabei wird ein Stanzwerkzeug verwendet, welches das Deckelelement 14 aus dem Blechmaterial ausstanzt, wobei gleichzeitig die Sicke 16 mit der Schlitzöffnung 17, die Öffnungen 7.1 und die Ausformung 9 (siehe 3) ausgebildet werden. Die Schlitzöffnung 17 und die kreisrunden Durchgangsöffnungen 19 werden gleichzeitig ausgestanzt.
Das Deckelelement 14 ist im Austausch für das Deckelelement 6 (1) einsetzbar.
Die 7 zeigt schematische Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Deckelelements 14 für ein Gehäuse. Die Ausgestaltung des Deckelelements 14 entspricht im Wesentlichen der in 5 gezeigten Ausführung des Deckelelements 14, mit dem Unterschied, dass die Belüftungsöffnung 15 eine andere Form aufweist. Die 7a zeigt eine Draufsicht auf die Außenseite 14.1 des Deckelelements 14, wobei die 7b und 7c jeweils Seitenansichten des Deckelelements 14 zeigen. Die 7d zeigt eine Detailabbildung des in 7a mit dem Buchstaben A gekennzeichneten Bereichs. Somit zeigt die 7d eine vergrößerte Darstellung der Belüftungsöffnung 15 mit der Sicke 16, welche an der Außenseite 14.1 nach außen gewölbt ist. Die 7e zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A der 7d. Die Schnittline A-A führt durch die Belüftungsöffnung 15. Zu erkennen ist die nach außen gewölbte Sicke 16 und die an der Seite der Sicke 16 ausgebildete Schlitzöffnung 17. Die Abbildung f der 7 zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung des in der 7b mit dem Buchstaben B gekennzeichneten Bereichs des Deckelelements 14. Somit zeigt die 7f eine Sicht auf die Schlitzöffnung 17, welche an der Seite der Sicke 16 ausgebildet ist. Die Schlitzöffnung kann eine Breite von 0,2 mm aufweisen. Bei dieser Ausgestaltung der Schlitzöffnung 17 fehlen die kreisrunde Durchgangsöffnungen 19. Diese sind hier bewusst nicht vorgesehen.
Die 8 zeigt weitere Darstellungen des in 7 gezeigten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Deckelelements 14 für ein Gehäuse. Die 8a zeigt eine Draufsicht auf die Außenseite 14.1 des Deckelelements 14. Die Großbuchstaben C kennzeichnen eine Schnittlinie C-C durch die Belüftungsöffnung 15. Die 8b zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung der Belüftungsöffnung 15 in der Schnittdarstellung des Schnitts C-C. Zu erkennen ist die Sicke 16 als Auswölbung der Außenseite 14.1 des Deckelelements 14. An der Seite der Sicke 16 ist die Schlitzöffnung 17 ausgebildet. An der Innenseite 14.2 des Deckelelements 14 ist die Membran 18 aufgeklebt. Die Klebefläche der Membran 18 wird an eine trockene, fettfreie und glatte Fläche der Innenseite 14.2 des Deckelelements 14 angebracht. Die Sicke 16 erstreckt sich wie ein Dach über die Membran 18. Die 8c zeigt eine perspektivische Darstellung der Innenseite 14.2 des Deckelelements 14. Die Belüftungsöffnung 15 ist an der Innenseite 14.2 von der Membran 18 überdeckt.
Bei sämtlichen Ausgestaltungen des Deckelelements 14 erfolgt die Anordnung der Belüftungsöffnung 15 und die Position der Schlitzöffnung 17 an der Sicke 16 in Abstimmung mit der Einbaulage des Verdichtergehäuses 1 im Fahrzeug. Die Position der Schlitzöffnung 17 erfolgt so, dass die Gefahr des Eindringens von Schmutz oder Feuchtigkeit gering ist.
Bezugszeichenliste

1: Verdichtergehäuse
1.1: erstes Segment
1.2: zweites Segment
1.3: drittes Segment
2: Gehäuse
3: Gehäusebasis
4: Steckaufnahme
5: Seitenwand
6: Deckelelement
6.1: Außenseite
6.2: Innenseite
7: Schraube
7.1: Öffnung / Schraubendurchführung
8: Position für eine Belüftungsöffnung
9: Ausformung
10: Belüftungsöffnung
11: Kunststoffelement
11.1: Rastelemente
12: Membran
13: Dichtung
14: Deckelelement
14.1: Außenseite
14.2: Innenseite
15: Belüftungsöffnung
16: Sicke
17: Schlitzöffnung
18: Membran
19: kreisrunde Durchgangsöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009074469 [0004]

Claims

Gehäuse (2) für einen Inverter, speziell für einen Inverter eines Kältemittelverdichters, mit einer den Inverter aufnehmenden Gehäusebasis (3), welche Steckaufnahmen (4) mit elektrischen Durchführungen zur elektrischen Kontaktierung des Inverters aufweist, eine sich aus der Gehäusebasis (3) erstreckende Seitenwand (5), welche den Inverter seitlich umgibt, und ein Deckelelement (14), welches auf einem Rand der Seitenwand (5) aufliegend den Inverter vollständig einhaust, und Befestigungsmittel (7) zur Befestigung des Deckelelements (14) an der Gehäusebasis (3) dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenseite (14.1) des Deckelelements (14) mindestens eine eine Oberfläche des Deckelelements (14) nach außen ausformende Sicke (16) ausgebildet ist, welche an mindestens einer Seite eine Schlitzöffnung (17) aufweist, wobei die Sicke (16) an einer Innenseite (14.2) des Deckelelements (14) vollständig von einer Membran (18) überdeckt ist.
Gehäuse (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (14) plattenförmig ausgebildet ist und an einer Außenseite (14.1) einen ebenen Bereich aufweist, wobei die mindestens eine Sicke (16) in dem ebenen Bereich verortet ist.
Gehäuse (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schlitzöffnung (17) eine Öffnungsquerschnittsebene bildet, welche quer zur ebenen Außenseite (14.1) des Deckelelements (14) ausgerichtet ist.
Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sicke (16) in Form einer Kieme oder Lamelle ausgebildet ist.
Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (18) auf die Oberfläche des die Sicke (16) umgebenden Randes an der Innenseite (14.2) des Deckelelements (14) aufgeklebt ist.
Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Deckelelement (14) an einem Rand der mindestens einen Sicke (16) zwei kreisrunde Durchgangsöffnungen (19) ausgebildet sind, in welche jeweils ein Ende der Schlitzöffnung (17) mündet.
Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schlitzöffnung (17) eine Breite im Bereich von 0,1 mm bis 2 mm aufweist.
Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sicke (16) zwei seitlich ausgebildete Schlitzöffnungen (17) aufweist, wobei die Schlitzöffnungen (17) gegenüberliegend angeordnet sind.
Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (14) aus einem Metall, vorzugsweise Aluminium, besonders bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Deckelelements für eine Gehäuse mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend die Schritte - Bereitstellen des Deckelelements (14) aus einem Blechmaterial in einem Blechumformprozess, wobei die mindestens eine Sicke (16) mit der Schlitzöffnung (17) ausgebildet wird und - Anbringen der Membran (18) an einer Innenseite (14.2) des bereitgestellten Deckelelements (14) so, dass die mindestens eine Sicke (16) vollständig von der Membran (18) überdeckt ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (14) in einem Stanz-Drück-Tiefzieh-Prozess bereitgestellt wird, wobei die mindestens eine Sicke (16) mit der seitlichen Schlitzöffnung (17) während des Stanz-Drück-Tiefzieh-Prozesses mit einem Lüftungsschlitzwerkzeug in einem Zug ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (18) auf die Innenseite (14.2) des Deckelelements (14) aufgeklebt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (18) zum Anbringen am äußeren Rand angeschmolzen, und der angeschmolzene Rand auf die Innenseite (14.2) des Deckelelements (14) gepresst wird, bis der Rand der Membran (18) erstarrt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzöffnung (17) durch Scherung des Materials des Deckelelements (14) ausgebildet wird, wobei die kreisrunden Durchgangsöffnungen (19) am Rand der mindestens einen Sicke (16) ausgestanzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzöffnung (17) durch Ausstanzen von Material des Deckelelements (14) ausgebildet wird.