DE202010018233U1 - Electric device - Google Patents
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Abstract
Elektrische Vorrichtung mit – einer einen Träger (2) und elektrische Bauelemente (3–8) aufweisenden Baugruppe (1), wobei die Bauelemente (3–8) an vorgegebenen Positionen an dem Träger (2) befestigt sind und von diesem abragen, – einem mit der Baugruppe (1) fest verbundenen, zu dieser einen Abstand (13) aufweisenden, die Bauelemente (3–8) abdeckenden und mit Vertiefungen (15–19) versehenen Schutzkörper (12), wobei die Vertiefungen (15–19) den vorgegebenen Positionen gegenüberliegend angeordnet sind, so dass die Bauelemente (3–8) in die Vertiefungen (15–20) eintauchen, – einer in dem Abstand (13) zwischen dem Schutzkörper (12) und der Baugruppe (1) angeordneten und sowohl mit dem Schutzkörper (12) als auch mit der Baugruppe (1) in Kontakt stehenden, elastischen Zwischenschicht (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (24) als Abstandhalter zwischen der Baugruppe (1) und dem Schutzkörper (12) dient, so dass ein direkter Kontakt von Träger (2) und Schutzkörper (12) verhindert wird, wobei die Zwischenschicht (24) zumindest zum Teil den Abstand zwischen dem Schutzkörper (12) und dem Träger (2) ausfüllt und sowohl mit dem Schutzkörper (12) als auch mit dem Träger (2) in Kontakt steht.An electric device comprising - a subassembly (1) having a support (2) and electrical components (3-8), the components (3-8) being fastened to and protruding from the support (2) at predetermined positions, with the assembly (1) fixedly connected to this one distance (13) having, the components (3-8) covering and with recesses (15-19) provided with protective body (12), wherein the recesses (15-19) the predetermined Positions are arranged opposite one another, so that the components (3-8) in the recesses (15-20) immerse, - one in the distance (13) between the protective body (12) and the assembly (1) arranged and both with the protective body (12) as well as with the assembly (1) in contact, elastic intermediate layer (24), characterized in that the intermediate layer (24) serves as a spacer between the assembly (1) and the protective body (12), so that a direct Contact of carrier (2) and Protective body (12) is prevented, wherein the intermediate layer (24) at least partially fills the distance between the protective body (12) and the carrier (2) and is in contact both with the protective body (12) and with the carrier (2) ,
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung mit einer einen Träger und elektrische Bauelemente umfassenden Baugruppe, wobei die Bauelemente an vorgegebenen Positionen an dem Träger befestigt sind und von diesem abragen, einem mit der Baugruppe fest verbundenen, zu dieser einen Abstand aufweisenden, die Bauelemente abdeckenden und mit Vertiefungen versehenen Schutzkörper, wobei die Vertiefungen den vorgegebenen Positionen gegenüberliegend angeordnet sind, sodass die Bauelemente in die Vertiefungen eintauchen, und einer in dem Abstand zwischen dem Schutzkörper und der Baugruppe angeordneten und sowohl mit dem Schutzkörper als auch mit der Baugruppe in Kontakt stehenden Zwischenschicht.The invention relates to an electrical device comprising a carrier and electrical components comprehensive assembly, wherein the components are fixed to predetermined positions on the carrier and protrude from this, one firmly connected to the assembly, this having a distance, the components covering and with Recessed protective body, wherein the recesses are arranged opposite to the predetermined positions, so that the components are immersed in the wells, and arranged in the distance between the protective body and the assembly and in contact with both the protective body and with the assembly intermediate layer.
Das Abdichten von elektrische Bauelemente aufweisenden Baugruppen gegenüber ihrer Umgebung, sodass ein Schutz vor Nässe, vor hohen Temperaturen und vor Schäden durch Vibrationen geschaffen wird, ist aus dem Stand der Technik bekannt. Ein solcher Schutz wird z. B. durch einen elektrisch isolierenden Schutzkörper erreicht, der mit der Baugruppe verbunden wird und die Bauelemente abdeckt. Das Verfahren zum Aufbringen eines solchen Schutzkörpers auf die Baugruppe oder zum Einbringen der Baugruppe in einen solchen Schutzkörper wird als Potting oder Verkapselung bezeichnet.The sealing of components having electrical components from their environment, so that protection against moisture, high temperatures and damage caused by vibrations is known from the prior art. Such protection is z. B. achieved by an electrically insulating protective body, which is connected to the module and covers the components. The method for applying such a protective body to the assembly or for introducing the assembly into such a protective body is referred to as potting or encapsulation.
Die elektrischen Bauelemente sind in der Regel mit einer Leiterplatte verlötet, z. B. über Durchkontaktierungen oder Oberflächenkontaktierungen. Bei der einfachsten Form des Potting-Verfahrens wird die Baugruppe in einer Gussform positioniert, die mit einem Harz ausgegossen wird, wodurch die Bauelemente vollständig von dem Harz umschlossen werden. Nach dem Aushärten des Harzes ist ein harter und widerstandsfähiger Schutzkörper um die Bauelemente herum gebildet. Die Gussform kann ein Gehäuse bilden und dauerhaft mit dem Schutzkörper verbunden bleiben.The electrical components are usually soldered to a circuit board, z. B. via vias or Oberflächenkontaktierungen. In the simplest form of the potting process, the assembly is positioned in a mold which is poured with a resin, thereby completely enclosing the components of the resin. After curing of the resin, a hard and durable protective body is formed around the components. The mold can form a housing and remain permanently connected to the protective body.
Bei anderen Potting-Verfahren wird die Gussform nach dem Aushärten des Harzes entfernt und kann für weitere Baugruppen verwendet werden. Als weitere Möglichkeit, elektrische Bauelemente zu schützen, ist ein sogenanntes „Dip-Coating” oder Tauchbeschichten bekannt, bei dem die Baugruppe in ein Bad aus Harz getaucht wird, sodass eine dicke und harte Schutzschicht auf den Bauelementen erzeugt wird, die den Schutzkörper bildet und die Baugruppe vollständig umschließt.In other potting methods, the mold is removed after curing of the resin and can be used for other assemblies. As another way to protect electrical components, a so-called "dip coating" or dip coating is known, in which the assembly is immersed in a bath of resin, so that a thick and hard protective layer is produced on the components, which forms the protective body and completely encloses the assembly.
Mit dem Potting-Verfahren gehen aber einige Schwierigkeiten einher, wie unerwünschte und auch schädliche Einflüsse auf die Bauelemente. Beispielsweise können unerwünschte Drücke und mechanische Spannungen auftreten, die durch den Schrumpfungsprozess beim Aushärten des Harzes hervorgerufen werden. Auch können die Bauelemente durch hohe Temperaturen geschädigt werden, die durch exotherme Prozesse beim Aushärten des Harzes auftreten. Ferner sind auf die Bauelemente wirkende mechanische Spannungen schädlich, die durch ein unterschiedliches thermisches Ausdehnungsverhalten von Leiterplatte, Bauelementen und ausgehärtetem Harz hervorgerufen werden. Ebenso können Veränderungen der elektrischen Eigenschaften der Bauelemente auftreten, z. B. wenn Harz in Luftspalte von Transformatoren, Spulen oder anderen elektrischen Bauelementen eindringt, deren Funktionalität von der magnetischen Permeabilität der Luftspalte abhängt, da das Harz in der Regel eine andere Permeabilität als Luft aufweist. Veränderungen der elektrischen Eigenschaften von Bauelementen können ferner durch die Schrumpfung des Harzes beim Aushärten oder durch thermische Ausdehnungen des Harzes im Betrieb auftreten, wenn die Bauelemente druckempfindlich sind. Druckempfindliche Bauelemente sind z. B. Schwingquarze, glasummantelte Reed-Relais sowie aus Eisenpulver hergestellte Spulenkerne. Schließlich können die Bauelemente durch sich während des Aushärtens bildende chemische Nebenprodukte Schaden nehmen. Mechanische Spannungen führen insbesondere zu Schäden bei oberflächenmontierten Bauelementen (SMD-Bauelemente), die aufgrund ihrer relativ schwachen Lötverbindung leichter von der Leiterplatte abgetrennt werden können. Weiterhin kann das Potting-Verfahren nicht eingesetzt werden, wenn die Leiterplatte Kabel-Steckverbinder aufweist, da ein Eindringen des Harzes in die Steckverbinder bewegliche Teile derselben blockieren und somit die Funktion der Steckverbinder beeinträchtigen könnte.However, the potting process involves some difficulties, such as unwanted and harmful influences on the components. For example, undesirable pressures and mechanical stresses caused by the shrinkage process during curing of the resin may occur. Also, the components can be damaged by high temperatures that occur due to exothermic processes during curing of the resin. Furthermore, mechanical stresses acting on the components, which are caused by a different thermal expansion behavior of printed circuit board, components and cured resin, are detrimental. Likewise, changes in the electrical properties of the components may occur, for. Example, when resin penetrates into air gaps of transformers, coils or other electrical components, the functionality of which depends on the magnetic permeability of the air gaps, since the resin has a different permeability than air in the rule. Changes in the electrical properties of devices may also occur due to shrinkage of the resin during cure or thermal expansion of the resin during operation when the devices are pressure sensitive. Pressure sensitive components are z. B. quartz crystals, glass-clad reed relays and spools made of iron powder. Finally, the components may be damaged by chemical by-products forming during curing. Mechanical stresses lead in particular to damage in surface-mounted components (SMD components), which can be easily separated from the circuit board due to their relatively weak solder joint. Furthermore, the potting method can not be used if the printed circuit board has cable connectors, since penetration of the resin into the connectors could block movable parts thereof and thus impair the function of the connectors.
Die
Beim Herstellen der Schutzhülle auftretende mechanische Spannungen können durch die in der Schutzhülle positionierte Blase kompensiert werden.Mechanical stresses that occur during the manufacture of the protective cover can be compensated by the bladder positioned in the protective cover.
Eine eingekapselte Schaltung wird ferner in der
Auch wenn mit den im Stand der Technik entwickelten Kompensationsmitteln mechanische Spannungen vermindert werden, sind diese aber nicht ausgeschlossen. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass diese Kompensationsmittel mechanische Spannungen nicht in einem ausreichenden Maße kompensieren können, sodass eine Beeinträchtigung der Gebrauchstauglichkeit der Bauelemente nicht sicher verhindert werden kann.Although mechanical stresses are reduced with the compensation means developed in the prior art, these are not excluded. In particular, it has been found That these compensation means can not compensate for mechanical stresses to a sufficient extent, so that a deterioration of the serviceability of the components can not be reliably prevented.
Teilweise gelöst werden diese Probleme durch ein Verfahren gemäß der
Ein unterschiedliches thermisches Ausdehnungsverhalten von Schutzkörper und Leiterplatte bringt aber immer noch die Gefahr mit sich, dass an den Bauelementen lokale mechanische Spannungen auftreten, die zu einer Beschädigung oder Beeinträchtigung der Funktionalität der Bauelemente führen können.However, a different thermal expansion behavior of the protective body and printed circuit board still entails the risk that local mechanical stresses occur on the components, which can lead to damage or impairment of the functionality of the components.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur Einkapselung der die elektrischen Bauelemente aufweisenden Baugruppe zu schaffen, wobei das Auftreten von mechanischen Spannungen im Bereich der Bauelemente aufgrund eines unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhaltens von Träger und Schutzkörper vermieden oder zumindest reduziert werden kann.It is therefore an object of the invention to provide a means for encapsulating the assembly having the electrical components, wherein the occurrence of mechanical stresses in the area of the components due to a different thermal expansion behavior of the carrier and protective body can be avoided or at least reduced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gegeben.This object is achieved with a device according to
Die erfindungsgemäße elektrische Vorrichtung weist eine einen Träger und elektrische Bauelemente aufweisende Baugruppe, wobei die Bauelemente an vorgegebenen Positionen an dem Träger befestigt sind und von diesem abragen, einen mit der Baugruppe fest verbundenen, zu dieser einen Abstand aufweisenden, die Bauelemente abdeckenden und mit Vertiefungen versehenen Schutzkörper, wobei die Vertiefungen den vorgegebenen Positionen gegenüberliegend angeordnet sind, sodass die Bauelemente in die Vertiefungen eintauchen, und eine in dem Abstand zwischen dem Schutzkörper und der Baugruppe angeordnete und sowohl mit dem Schutzkörper als auch mit der Baugruppe in Kontakt stehende Zwischenschicht auf, die elastisch ausgebildet ist und als Abstandhalter zwischen der Baugruppe und dem Schutzkörper dient, so dass ein direkter Kontakt von Träger und Schutzkörper verhindert wird, wobei die Zwischenschicht zumindest zum Teil den Abstand zwischen dem Schutzkörper und dem Träger ausfüllt und sowohl mit dem Schutzkörper als auch mit dem Träger in Kontakt steht.The electrical device according to the invention has a carrier and electrical components having assembly, wherein the components are fixed at predetermined positions on the carrier and protrude from this, one with the assembly firmly connected to this distance having, the components covering and provided with recesses Protection body, wherein the recesses are arranged opposite the predetermined positions, so that the components are immersed in the wells, and arranged in the distance between the protection body and the assembly and in contact with both the protective body and the assembly in the intermediate layer, the elastic is formed and serves as a spacer between the assembly and the protective body, so that a direct contact of the carrier and the protective body is prevented, wherein the intermediate layer at least partially fills the distance between the protective body and the carrier and so probably in contact with the protective body as well as with the carrier.
Erfindungsgemäß ist in dem Abstand zwischen der Baugruppe und dem Schutzkörper eine elastisch ausgebildete Zwischenschicht vorgesehen, die sich elastisch verformt, wenn Kräfte in die Zwischenschicht eingeleitet werden. Die Zwischenschicht bildet somit einen Puffer für mechanische Spannungen, die aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungen von Baugruppe und Schutzkörper auftreten. Dabei dient die Zwischenschicht gleichzeitig als Abstandhalter zwischen der Baugruppe und dem Schutzkörper, sodass ein direkter Kontakt von Träger und Schutzkörper verhindert wird. Beschädigungen und funktionelle Beeinträchtigungen der Bauelemente aufgrund eines unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhaltens von Träger und Schutzkörper werden somit vermieden oder zumindest spürbar reduziert.According to the invention an elastically formed intermediate layer is provided in the distance between the assembly and the protective body, which elastically deforms when forces are introduced into the intermediate layer. The intermediate layer thus forms a buffer for mechanical stresses that occur due to different thermal expansions of assembly and protective body. At the same time, the intermediate layer serves as a spacer between the assembly and the protective body, so that direct contact between the carrier and the protective body is prevented. Damage and functional impairment of the components due to a different thermal expansion behavior of the carrier and protective body are thus avoided or at least noticeably reduced.
Die Bauelemente sind bevorzugt zueinander beabstandet auf dem Träger angeordnet. Vorzugsweise sind die Bauelemente auf derselben Seite des Trägers angeordnet. Insbesondere ragen die Bauelemente in derselben Richtung von dem Träger ab. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Träger plattenförmig oder zumindest bereichsweise plattenförmig ausgebildet. Insbesondere ist der Träger eine Leiterplatte, mit der die Bauelemente vorzugsweise elektrisch verbunden sind, beispielsweise durch Lötverbindungen.The components are preferably arranged spaced apart on the carrier. Preferably, the components are arranged on the same side of the carrier. In particular, the components protrude in the same direction from the carrier. According to one embodiment of the invention, the carrier is plate-shaped or at least partially plate-shaped. In particular, the carrier is a printed circuit board with which the components are preferably electrically connected, for example by solder joints.
Die Vertiefungen sind insbesondere den Bauelementen zugeordnet. Eine dem Träger zugewandte und mit den Vertiefungen versehene Vorderseite des Schutzkörpers folgt bevorzugt oder folgt bevorzugt zumindest näherungsweise einer durch den Träger und die Bauelemente gebildeten räumlichen Struktur. Insbesondere weisen die Vertiefungen dabei derartige Abmessungen auf, dass wenigstens eines oder mehrere der oder die Bauelemente zu dem Schutzkörper einen Abstand, insbesondere einen umlaufenden Abstand aufweisen. Vorzugsweise weist zumindest eines der oder weisen mehrere der oder die Bauelemente ferner einen stirnseitigen Abstand zu dem Schutzkörper auf. Somit ist sichergestellt, dass die Bauelemente nicht oder in einem lediglich geringfügigen Ausmaß in direktem Kontakt mit dem Schutzkörper stehen. Auch hierdurch können von den Bauelementen mechanische Spannungen ferngehalten oder zumindest deutlich reduziert werden, die auf ein unterschiedliches Ausdehnungsverhalten von Baugruppe und Schutzkörper zurückzuführen sind.The depressions are assigned in particular to the components. A front side of the protective body facing the carrier and provided with the depressions preferably follows or preferably follows at least approximately a spatial structure formed by the carrier and the components. In particular, the recesses have such dimensions that at least one or more of the components or the components to the protective body at a distance, in particular a circumferential distance. Preferably, at least one or more of the or the components further comprises a frontal distance to the protective body. This ensures that the components are not in direct contact with the protective body, or only to a small extent. This also can be kept away from the components mechanical stresses or at least significantly reduced, which are due to a different expansion behavior of the assembly and protective body.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der umlaufende Abstand zwischen einem der Bauelemente und dem Schutzkörper unterschiedlich zu dem umlaufenden Abstand zwischen einem anderen der Bauelemente und dem Schutzkörper. Ein größerer umlaufender Abstand zwischen einem der Bauelemente und dem Schutzkörper kann z. B. als Wärmebarriere genutzt werden, wenn möglichst wenig Wärme von diesem Bauelement an den Schutzkörper abgegeben werden soll. Ferner kann der stirnseitige Abstand zwischen einem der Bauelemente und dem Schutzkörper unterschiedlich zu dem stirnseitigen Abstand zwischen einem anderen der Bauelemente und dem Schutzkörper sein. According to one embodiment of the invention, the circumferential distance between one of the components and the protective body is different from the circumferential distance between another of the components and the protective body. A larger circumferential distance between one of the components and the protective body can, for. B. be used as a thermal barrier when as little heat from this device to be delivered to the protective body. Furthermore, the frontal distance between one of the components and the protective body may be different from the frontal distance between another of the components and the protective body.
Bevorzugt füllt die Zwischenschicht den Abstand zwischen der Baugruppe und dem Schutzkörper zum Teil oder zumindest zum Teil aus. Insbesondere steht die Zwischenschicht in Kontakt mit dem Träger, mit dem Schutzkörper und vorzugsweise auch mit wenigstens einem oder mehreren der oder den Bauelementen. Das wenigstens eine oder die mit der Zwischenschicht in Kontakt stehenden Bauelemente werden bevorzugt durch die Zwischenschicht fixiert und/oder stabilisiert und/oder gesichert und/oder zentriert. Somit ist ein Schutz des wenigstens einen oder der mit der Zwischenschicht in Kontakt stehenden Bauelemente vor lokalen mechanischen Spannungen erzielbar. Vorteilhaft ist die Zwischenschicht an der Vorderseite des Schutzkörpers zumindest in Bereichen zwischen den Vertiefungen vorgesehen. Vorzugsweise erstreckt sich die Zwischenschicht in wenigstens eine oder mehrere der oder in die Vertiefungen hinein, insbesondere zumindest randseitig.Preferably, the intermediate layer fills the gap between the assembly and the protective body partially or at least partially. In particular, the intermediate layer is in contact with the carrier, with the protective body and preferably also with at least one or more of the components or components. The at least one or the components in contact with the intermediate layer are preferably fixed and / or stabilized and / or secured and / or centered by the intermediate layer. Thus, protection of the at least one or the components in contact with the intermediate layer before local mechanical stresses can be achieved. Advantageously, the intermediate layer is provided at the front of the protective body at least in areas between the recesses. Preferably, the intermediate layer extends into at least one or more of the or in the wells, in particular at least at the edge.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich die Zwischenschicht in wenigstens einen oder mehrere der oder in die umlaufenen Abstände hinein. Bevorzugt erstreckt sich die Zwischenschicht in wenigstens einen oder mehrere der oder in die stirnseitigen Abstände hinein. Vorzugsweise ist wenigstens eines der oder sind mehrere der oder die Bauelemente über die Zwischenschicht mit dem Schutzkörper verbunden.According to one embodiment of the invention, the intermediate layer extends into at least one or more of the or in the circumferential distances. Preferably, the intermediate layer extends into at least one or more of the or in the frontal distances. Preferably, at least one or more of the components or components is connected to the protective body via the intermediate layer.
Die Zwischenschicht weist bevorzugt eine gute thermische Leitfähigkeit auf, sodass Wärme von wenigstens einem oder mehreren der Bauelemente oder von den Bauelementen und/oder von dem Träger in den Schutzkörper abgegeben werden kann. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bildet der Schutzkörper einen Kühlkörper oder ein thermisches Koppelglied zu einem Kühlkörper. Somit kann unter Vermittlung der Zwischenschicht eine Kühlung der Baugruppe erfolgen.The intermediate layer preferably has a good thermal conductivity, so that heat can be emitted from at least one or more of the components or from the components and / or from the carrier into the protective body. According to one embodiment of the invention, the protective body forms a heat sink or a thermal coupling member to a heat sink. Thus, by means of the intermediary of the intermediate layer, the assembly can be cooled.
Bei Bauelementen, die viel Wärme produzieren, wie z. B. Leistungstransistoren, kann die thermische Kopplung über die Zwischenschicht aber Probleme bereiten. Diese Bauelemente können im Betrieb überhitzen, wenn nicht genug Wärme abgeführt wird. Ferner können diese Bauelemente den Schutzkörper zumindest bereichsweise derart aufheizen, dass andere Bauelemente thermisch überlastet werden. Auch ist nicht auszuschließen, dass das Material der Zwischenschicht in das Innere von Steckverbindern hineinkriecht und so bewegliche Teile desselben blockiert.For components that produce a lot of heat, such. As power transistors, the thermal coupling over the intermediate layer but can cause problems. These components may overheat during operation if not enough heat is dissipated. Furthermore, these components can heat the protective body at least in regions such that other components are thermally overloaded. Also, it can not be ruled out that the material of the intermediate layer creeps into the interior of connectors and thus blocks moving parts thereof.
Bevorzugt ist somit wenigstens eine der Vertiefungen, in welche zumindest eines der Bauelemente eintaucht, frei oder im Wesentlichen frei von der Zwischenschicht. Hierdurch wird erreicht, dass das zumindest eine in diese Vertiefung eintauchende Bauelement nicht mit der Zwischenschicht in Berührung steht. Bevorzugt steht wenigstens eines oder stehen mehrere der Bauelemente somit nicht mit der Zwischenschicht in Kontakt. Die bei einigen Bauelementen mit der Zwischenschicht oder mit dem Material der Zwischenschicht verbundenen Nachteile können hierdurch vermieden werden. Ferner ist diese wenigstens eine Vertiefung bevorzugt derart groß dimensioniert, dass das in diese Vertiefung eintauchende Bauelement im allseitigen Abstand zu dem Schutzkörper positioniert ist. Hierdurch kann, wie oben bereits angesprochen, eine Wärmebarriere zu dem Schutzkörper gebildet werden.Thus, at least one of the recesses into which at least one of the components is immersed is preferably free or substantially free of the intermediate layer. This ensures that the at least one component immersed in this depression is not in contact with the intermediate layer. Preferably, at least one or more of the components is thus not in contact with the intermediate layer. The disadvantages associated with the intermediate layer or with the material of the intermediate layer in some components can thereby be avoided. Furthermore, this at least one depression is preferably dimensioned so large that the component immersed in this depression is positioned at an all-round distance from the protective body. As a result, as already mentioned above, a thermal barrier to the protective body can be formed.
Gleichwohl ist vorzugsweise wenigstens eine (andere) der Vertiefungen, in welche zumindest eines (ein anderes) der Bauelemente eintaucht, mit der Zwischenschicht versehen. Insbesondere steht in diesem Fall das zumindest eine (andere) Bauelement in Kontakt mit der Zwischenschicht. Somit ist es je nach Beschaffenheit der Bauelemente möglich, Vorteile der Zwischenschicht zu nutzen und Nachteile der Zwischenschicht zu vermeiden. Die Zwischenschicht muss somit nicht vollflächig zwischen der Baugruppe und dem Schutzkörper ausgebildet sein. Insbesondere ist es ausreichend, die Zwischenschicht an mehreren, voneinander beabstandeten Orten vorzusehen.However, preferably at least one (other) of the recesses into which at least one (another) of the components is immersed is provided with the intermediate layer. In particular, in this case, the at least one (other) component is in contact with the intermediate layer. Thus, it is possible depending on the nature of the components to take advantage of the intermediate layer and to avoid disadvantages of the intermediate layer. The intermediate layer thus does not have to be formed over its entire area between the assembly and the protective body. In particular, it is sufficient to provide the intermediate layer at a plurality of spaced-apart locations.
Ferner besteht das Problem, dass einige Bauelemente, wie z. B. Elektrolyt-Kondensatoren, Lüftungslöcher aufweisen, die durch das Material der Zwischenschicht verstopft werden können. Bei hoher Belastung dieser Bauelemente können in diesen gebildete Gase dann nicht mehr nach außen abgeführt werden, was zur Zerstörung der Bauelemente führen kann. Bevorzugt ist somit zwischen wenigstens einem der Bauelemente und dem Träger ein Freiraum vorgesehen, der frei von der Zwischenschicht ist. Handelt es sich bei dem Bauelement um einen Elektrolyt-Kondensator, der auf seiner dem Träger zugewandten Seite ein Lüftungsloch aufweist, so kann in den Freiraum Gas abgegeben werden.Furthermore, there is the problem that some components, such. B. electrolytic capacitors, have ventilation holes that can be clogged by the material of the intermediate layer. At high load of these components then formed gases can not be dissipated to the outside, which can lead to the destruction of the components. Preferably, a free space is thus provided between at least one of the components and the carrier, which is free of the intermediate layer. If the component is an electrolytic capacitor which has a ventilation hole on its side facing the carrier, then gas can be released into the clearance.
Ergänzend oder alternativ ist bevorzugt zwischen wenigstens einem der Bauelemente und dem Boden der zugehörigen Vertiefung ein stirnseitiger Freiraum vorgesehen, wobei der Boden der Vertiefung frei von der Zwischenschicht ist. Handelt es sich bei dem Bauelement um einen Elektrolyt-Kondensator, der auf seiner dem Träger abgewandten Seite ein Lüftungsloch aufweist, so kann in den stirnseitigen Freiraum Gas abgegeben werden. Additionally or alternatively, a front-side free space is preferably provided between at least one of the components and the bottom of the associated recess, wherein the bottom of the recess is free of the intermediate layer. If the component is an electrolytic capacitor which has a ventilation hole on its side facing away from the carrier, then gas can be released into the frontal space.
Wie oben bereits angesprochen, folgt die dem Träger zugewandte und mit den Vertiefungen versehene Vorderseite des Schutzkörpers bevorzugt der durch den Träger und die Bauelemente gebildeten räumlichen Struktur zumindest näherungsweise. Insbesondere bilden die Bauelemente auf dem Träger Erhebungen, zu denen der Schutzkörper in komplementärer Weise die Vertiefungen aufweist. Zur Gewährleistung einer vollständigen Einkapselung der Bauelemente ist der Schutzkörper somit an die Gestalt der Baugruppe angepasst.As already mentioned above, the front side of the protective body facing the carrier and provided with the depressions preferably follows at least approximately the spatial structure formed by the carrier and the components. In particular, the components form elevations on the carrier, to which the protective body has the depressions in a complementary manner. To ensure complete encapsulation of the components of the protective body is thus adapted to the shape of the module.
Vorzugsweise folgen die Umfangskonturen der Vertiefungen zumindest näherungsweise den Umfangskonturen der Bauelemente. Bevorzugt ist wenigstens eine der oder sind mehrere der oder die Vertiefungen derart dimensioniert, dass ein allseitiger Abstand zwischen wenigstens einem oder mehreren der oder den Bauelementen und dem Schutzkörper verbleibt. Der Schutzkörper ist vorzugsweise unterschiedlich weit von den Bauelementen beabstandet. Die Vertiefungen sind insbesondere in Abhängigkeit von der Größe der Bauelemente dimensioniert.Preferably, the circumferential contours of the recesses follow at least approximately the circumferential contours of the components. Preferably, at least one or more of the depressions or depressions are dimensioned such that an all-round distance remains between at least one or more of the structural elements and the protective body. The protective body is preferably spaced differently far from the components. The depressions are dimensioned in particular depending on the size of the components.
Vorzugsweise sind die Vertiefungen in dem Schutzkörper hinsichtlich ihrer Dimensionierung auch an die Funktion und/oder an die Wärmeentwicklung der Bauelemente angepasst. Bei einem Bauelement mit größerer Wärmeentwicklung kann beispielsweise die zugehörige Vertiefung größer gewählt werden, sodass ein größerer Raum oder Abstand zu dem Schutzkörper entsteht.Preferably, the recesses in the protective body are also adapted to the function and / or to the heat development of the components with regard to their dimensioning. In a component with greater heat development, for example, the associated recess can be made larger, so that a larger space or distance to the protective body is formed.
Die Bauelemente ragen bevorzugt senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht vom Träger ab. Die Vertiefungen verlaufen vorzugsweise gerade oder im Wesentlichen gerade. Somit ist ein einfaches Einbringen der Bauelemente in die Vertiefungen möglich. Bevorzugt erstrecken sich die die Vertiefungen oder einige der Vertiefungen begrenzenden, umlaufenden Wandungen senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zum Träger.The components preferably protrude perpendicularly or substantially perpendicularly from the carrier. The depressions preferably run straight or substantially straight. Thus, a simple introduction of the components in the wells is possible. Preferably, the peripheral walls delimiting the depressions or some of the depressions extend perpendicularly or substantially perpendicular to the carrier.
Die Vertiefungen weisen insbesondere einen Abstand zueinander auf. Bevorzugt ist in jeder der Vertiefungen eines oder wenigstens eines der Bauelemente angeordnet. Ferner ist es möglich, dass in wenigstens einer der Vertiefungen zwei oder mehrere Bauelemente angeordnet sind. Dies ist vorteilhaft, wenn diese zwei oder mehreren Bauelemente relativ eng nebeneinander an dem Träger angeordnet sind. Die Vertiefung kann dann unterschiedliche Tiefen aufweisen, die an das jeweilige Bauelement angepasst sind.The depressions in particular have a distance from one another. Preferably, one or at least one of the components is arranged in each of the recesses. Furthermore, it is possible for two or more components to be arranged in at least one of the depressions. This is advantageous if these two or more components are arranged relatively close to each other on the carrier. The recess can then have different depths, which are adapted to the respective component.
Die zwischen den Vertiefungen liegenden Bereiche der Vorderseite des Schutzkörpers sind vorzugsweise dem Verlauf des Trägers angepasst. Insbesondere liegen die zwischen den Vertiefungen liegenden Bereiche der Vorderseite des Schutzkörpers auf einer Ebene.The lying between the wells areas of the front of the protective body are preferably adapted to the course of the wearer. In particular, the lying between the recesses areas of the front of the protective body lie on a plane.
Die Zwischenschicht füllt bevorzugt zum Teil oder zumindest zum Teil den Abstand zwischen dem Schutzkörper und dem Träger aus und steht vorzugsweise sowohl mit dem Schutzkörper als auch mit dem Träger in Kontakt. Bevorzugt füllt in wenigstens einer der Vertiefungen die Zwischenschicht zusätzlich zum Teil oder zumindest zum Teil den Abstand zwischen dem Schutzkörper und dem dieser Vertiefung zugeordneten Bauelement aus. Vorzugsweise steht die Zwischenschicht dabei in Kontakt mit dem Bauelement und dem Schutzkörper. Somit steht die Zwischenschicht bevorzugt in Kontakt mit dem Träger, dem Schutzkörper und dem Bauelement.The intermediate layer preferably fills in part or at least in part the distance between the protective body and the carrier and is preferably in contact both with the protective body and with the carrier. Preferably, in at least one of the recesses, the intermediate layer additionally fills in part or at least in part the distance between the protective body and the component associated with this recess. Preferably, the intermediate layer is in contact with the component and the protective body. Thus, the intermediate layer is preferably in contact with the carrier, the protective body and the component.
Die Zwischenschicht stellt bevorzugt den Abstand zwischen der Baugruppe und dem Schutzkörper sicher und dient somit als Abstandshalter. Vorzugsweise ist die Zwischenschicht nur in den Bereichen angeordnet ist, in denen es zweckdienlich ist. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann auch nur ein Teil des Abstands zwischen dem Schutzkörper und dem Träger und/oder den Bauelementen mit der Zwischenschicht ausgefüllt sein, vorzugsweise nur soweit, wie es für die Gewährleistung des Abstandes zwischen der Baugruppe und dem Schutzkörper und/oder einer gewünschten Wärmeübertragung zwischen der Baugruppe und dem Schutzkörper und/oder einer gewünschten Abdichtung der Bauelemente nach außen förderlich ist. Somit kann genügend Raum für die Bauelemente zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere benötigt nicht jede Art von Bauelement den gleichen Abstand zur Schutzhülle.The intermediate layer preferably ensures the distance between the assembly and the protective body and thus serves as a spacer. Preferably, the intermediate layer is arranged only in the areas in which it is expedient. According to one embodiment of the invention, only a portion of the distance between the protective body and the carrier and / or the components may be filled with the intermediate layer, preferably only as far as it is to ensure the distance between the assembly and the protective body and / or a desired heat transfer between the assembly and the protective body and / or a desired sealing of the components is beneficial to the outside. Thus, enough space can be made available for the components. In particular, not every type of component requires the same distance to the protective cover.
Bevorzugt sind die Bauelemente durch den Träger, den Schutzkörper und die Zwischenschicht eingekapselt und vorzugsweise auch nach außen abgedichtet. Da der Schutzkörper bevorzugt an die durch den Träger und die Bauelemente gebildete, räumliche Struktur angepasst ist und die Zwischenschicht neben der elastischen Pufferfunktion vorzugsweise auch die Dichtfunktion übernimmt, ist diese Einkapselung und Abdichtung nach außen relativ einfach möglich.Preferably, the components are encapsulated by the carrier, the protective body and the intermediate layer and preferably also sealed to the outside. Since the protective body is preferably adapted to the spatial structure formed by the carrier and the components and the intermediate layer preferably also assumes the sealing function in addition to the elastic buffer function, this encapsulation and sealing to the outside is relatively easy.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein rückseitiger Schutzkörper vorgesehen, wobei die Schutzkörper durch wenigstens ein mechanisches Befestigungsmittel, wie z. B. eine Schraube, fest miteinander verbunden sind. Die Baugruppe ist insbesondere zwischen den Schutzkörpern angeordnet. Ferner kann zwischen dem rückseitiger Schutzkörper und der Baugruppe eine elastische Schicht vorgesehen sein.According to one embodiment of the invention, a protective body on the back is provided, wherein the protective body by at least one mechanical Fasteners, such. As a screw, are firmly connected. The assembly is arranged in particular between the protective bodies. Furthermore, an elastic layer can be provided between the back protection body and the assembly.
Der Schutzkörper ist bevorzugt durch wenigstens ein Befestigungsmittel an dem Träger befestigt. Das Befestigungsmittel kann z. B. durch die Zwischenschicht gebildet sein oder diese umfassen. Vorzugsweise ist der Schutzkörper mittels der Zwischenschicht an der Baugruppe befestigt. Insbesondere ist der Schutzkörper mittels der Zwischenschicht an dem Träger und/oder an wenigstens einem oder mehreren der oder den Bauelementen befestigt. Bevorzugt ist der Schutzkörper mittels der Zwischenschicht mit der Baugruppe verklebt. Insbesondere ist der Schutzkörper mittels der Zwischenschicht mit dem Träger und/oder mit wenigstens einem oder mehreren der oder den Bauelementen verklebt. Die Zwischenschicht weist hierfür vorzugsweise adhäsive Eigenschaften auf. Mit einer derartigen Zwischenschicht lässt sich auf einfache Weise die Einkapselung der Bauelemente erzielen, da zusätzliche Befestigungsmittel nicht zwingend erforderlich sind. Ergänzend oder alternativ kann der Schutzkörper an der Baugruppe durch wenigstens ein mechanisches Befestigungsmittel, wie z. B. eine Schraube, befestigt sein. Insbesondere kann der Schutzkörper ergänzend oder alternativ an dem Träger und/oder an wenigstens einem oder mehreren der oder den Bauelementen durch das wenigstens eine mechanische Befestigungsmittel befestigt sein. Das oder die Befestigungsmittel dienen vorzugsweise ferner als Abstandhalter, insbesondere zur Wahrung des Abstands zwischen der Baugruppe und dem Schutzkörper.The protective body is preferably fastened to the carrier by at least one fastening means. The fastener may, for. B. be formed by the intermediate layer or include these. Preferably, the protective body is attached by means of the intermediate layer to the module. In particular, the protective body is fastened to the carrier and / or to at least one or more of the components by means of the intermediate layer. Preferably, the protective body is glued to the assembly by means of the intermediate layer. In particular, the protective body is adhesively bonded to the carrier and / or to at least one or more of the components by means of the intermediate layer. The intermediate layer preferably has adhesive properties for this purpose. With such an intermediate layer, the encapsulation of the components can be achieved in a simple manner, since additional fastening means are not absolutely necessary. Additionally or alternatively, the protective body to the assembly by at least one mechanical fastening means, such. As a screw attached. In particular, the protective body may additionally or alternatively be fastened to the carrier and / or to at least one or more of the components by the at least one mechanical fastening means. The one or more fastening means are also preferably used as spacers, in particular for maintaining the distance between the assembly and the protective body.
Die Zwischenschicht ist z. B. durch ein Elastomer gebildet. Insbesondere ist die Zwischenschicht durch ein Silikonelastomer oder durch ein silikonbasiertes Elastomer gebildet. Mit einem derartigen Elastomer ist ein Verkleben des Schutzkörpers mit der Baugruppe möglich. Alternativ kann auch ein Gummi als Elastomer verwendet werden. In diesem Fall wird vorzugsweise das wenigstens eine mechanische Befestigungsmittel eingesetzt. Die Zwischenschicht ist bevorzugt elektrisch isolierend. Insbesondere ist der Träger und/oder die Baugruppe mittels der Zwischenschicht elektrisch von dem Schutzkörper isoliert. Ferner ist die Zwischenschicht bevorzugt wärmeleitend. Insbesondere ist der Träger und/oder die Baugruppe mittels der Zwischenschicht thermisch mit dem Schutzkörper gekoppelt.The intermediate layer is z. B. formed by an elastomer. In particular, the intermediate layer is formed by a silicone elastomer or by a silicone-based elastomer. With such an elastomer bonding of the protective body with the module is possible. Alternatively, a rubber may also be used as the elastomer. In this case, the at least one mechanical fastening means is preferably used. The intermediate layer is preferably electrically insulating. In particular, the carrier and / or the assembly is electrically isolated from the protective body by means of the intermediate layer. Furthermore, the intermediate layer is preferably thermally conductive. In particular, the carrier and / or the assembly is thermally coupled to the protective body by means of the intermediate layer.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung steht der Boden wenigstens einer der Vertiefungen im wärmeleitenden Kontakt mit dem in dieser Vertiefung angeordneten Bauelement. Somit ist eine direkte Kühlung dieses Bauelements durch den Schutzkörper möglich. Diese Ausgestaltung ist für Bauelemente mit einer stärkeren Wärmeentwicklung sinnvoll.According to one embodiment of the invention, the bottom of at least one of the recesses is in heat-conducting contact with the component arranged in this recess. Thus, a direct cooling of this device by the protective body is possible. This embodiment is useful for components with a greater heat development.
Bevorzugt ist die durch die Baugruppe und den Schutzkörper gebildete Anordnung ganz oder zumindest teilweise von einer Ummantelung umgeben. Die Ummantelung bietet einen zusätzlichen Schutz der Bauelemente, beispielsweise vor Feuchtigkeit und/oder vor von außen eingebrachten Vibrationen. Somit ist ein Einsatz der elektrischen Vorrichtung auch bei äußert widrigen Witterungs- und Umweltbedingungen möglich. Die Ummantelung wird vorzugsweise im Gießverfahren aus einer Vergussmasse hergestellt, die insbesondere nach dem Gießen aushärtet. Somit ist die Anordnung bevorzugt ganz oder zumindest teilweise von der Ummantelung umgossen.Preferably, the arrangement formed by the assembly and the protective body is completely or at least partially surrounded by a sheath. The sheath provides additional protection of the components, for example from moisture and / or externally introduced vibrations. Thus, use of the electrical device is possible even in extremely adverse weather and environmental conditions. The casing is preferably produced in the casting process from a potting compound, which cures in particular after casting. Thus, the arrangement is preferably completely or at least partially encapsulated by the sheath.
Sofern der Begriff „Vergussmasse” verwendet wird, handelt es sich vorzugsweise um eine Masse, die während des Gießens flüssig ist und anschließend aushärtet oder ausgehärtet wird. Die ausgehärtete Vergussmasse bildet bevorzugt ein festes und/oder im Wesentlichen festes und/oder formstabiles und/oder im Wesentlichen formstabiles Material. Als Vergussmasse kann beispielsweise ein Polyurethan oder ein Epoxydharz verwendet werden. Abhängig vom Anwendungsfall kann als Vergussmasse z. B. aber auch ein Polyamidimid, ein Metall oder ein anderes Material verwendet werden.If the term "potting compound" is used, it is preferably a mass that is liquid during casting and then cured or cured. The cured potting compound preferably forms a solid and / or substantially solid and / or dimensionally stable and / or substantially dimensionally stable material. As potting compound, for example, a polyurethane or an epoxy resin can be used. Depending on the application can be used as potting z. But also a polyamideimide, a metal or another material can be used.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die durch die Baugruppe und den Schutzkörper gebildete Anordnung in einen Behälter eingebracht.According to one embodiment of the invention, the arrangement formed by the assembly and the protective body is introduced into a container.
Bevorzugt weist der Schutzkörper eine in eine der Vertiefungen einmündende, durchgehende Öffnung auf, in welche insbesondere ein Kühlkörper eingebracht ist, der in wärmeleitendem Kontakt mit dem in dieser Vertiefung angeordneten Bauelement steht. Dies ist für ein Bauelement mit einer großen Wärmeentwicklung sinnvoll, wie z. B. einem Leistungstransistor oder einer Leistungstransistoranordnung, insbesondere wenn die von dem Bauelement produzierte Wärme nicht in den Schutzkörper eingeleitet werden soll. Bevorzugt erstreckt sich in die durchgehende Öffnung ein Vorsprung des Behälters hinein, der insbesondere in wärmeleitendem Kontakt mit dem Bauelement steht, sodass der Vorsprung den Kühlkörper bildet. Der Kühlkörper ist vorzugsweise metallisch.Preferably, the protective body has a through opening opening into one of the recesses, into which, in particular, a cooling body is introduced, which is in heat-conducting contact with the component arranged in this recess. This is useful for a device with a large heat generation, such. As a power transistor or a power transistor arrangement, in particular when the heat produced by the device is not to be introduced into the protective body. Preferably, a projection of the container, which is in particular in heat-conducting contact with the component, extends into the through opening, so that the projection forms the heat sink. The heat sink is preferably metallic.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Anordnung im Abstand oder zumindest bereichsweise im Abstand zu Wänden des Behälters angeordnet und ganz oder zumindest teilweise von der Ummantelung umgeben, die zwischen der Anordnung und den Wänden des Behälters vorgesehen ist. Die Ummantelung wird vorzugsweise durch Ausgießen des Abstands zwischen der Anordnung und den Wänden des Behälters mit der Vergussmasse hergestellt.According to one embodiment of the invention, the arrangement is arranged at a distance or at least partially spaced from the walls of the container and completely or at least partially surrounded by the sheath, which is provided between the assembly and the walls of the container. The sheath is preferably by Pouring the distance between the assembly and the walls of the container made with the potting compound.
Der Behälter bildet bevorzugt ein Gehäuse, welches insbesondere einen zusätzlichen Schutz für die Bauelemente bietet. Beispielsweise ist über den Behälter eine elektrische Abschirmung der Bauelemente realisierbar. Der Behälter besteht z. B. aus Kunststoff oder Metall, insbesondere aus Aluminium oder Stahl, wie z. B. Edelstahl.The container preferably forms a housing, which in particular provides additional protection for the components. For example, an electrical shielding of the components can be realized via the container. The container consists z. As plastic or metal, especially aluminum or steel, such as. B. stainless steel.
Der Begriff „elektrische Bauelemente” umfasst auch elektronische Bauelemente. Ferner kann ein elektrisches Bauelement ein oder mehrere elektrische und/oder elektronische Bauteile umfassen.The term "electrical components" also includes electronic components. Furthermore, an electrical component may comprise one or more electrical and / or electronic components.
Der Schutzkörper ist vorzugsweise ein fester oder im Wesentlichen fester Körper. Beispielsweise besteht der Schutzkörper aus einem Epoxydharz, aus Polyamidimid oder aus Metall, wie z. B. Aluminium.The protective body is preferably a solid or substantially solid body. For example, the protective body consists of an epoxy resin, polyamide imide or metal, such as. As aluminum.
Bevorzugt ist die elektrische Vorrichtung und/oder die aus dem Träger und den Bauelementen gebildete Anordnung an oder in einem Rotor einer Windkraftanlage angeordnet und bildet vorzugsweise eine Steuerung oder zumindest einen Teil einer Steuerung eines Blattwinkelverstellantriebs, mittels welchem ein oder wenigstens ein Rotorblatt des Rotors relativ zu einer Rotornabe des Rotors gedreht werden kann, an welcher das Rotorblatt drehbar gelagert ist. Der Blattwinkelverstellantrieb umfasst insbesondere einen oder wenigstens einen Elektromotor, mit welchem die elektrische Vorrichtung und/oder die Anordnung bevorzugt elektrisch gekoppelt ist.Preferably, the electrical device and / or the arrangement formed by the carrier and the components is arranged on or in a rotor of a wind turbine and preferably forms a control or at least part of a control of a Blattwinkelverstellantriebs, by means of which one or at least one rotor blade of the rotor relative to a rotor hub of the rotor can be rotated, on which the rotor blade is rotatably mounted. The Blattwinkelverstellantrieb in particular comprises one or at least one electric motor, with which the electrical device and / or the arrangement is preferably electrically coupled.
Vorzugsweise ist die elektrische Vorrichtung und/oder die Anordnung an dem Elektromotor befestigt. Bevorzugt umfasst die elektrische Vorrichtung und/oder die Anordnung einen oder wenigstens einen mit dem Elektromotor elektrisch verbundenen Umrichter, der zumindest eines oder mehrere der oder die Bauelemente aufweist. Der Schutzkörpers wird bevorzugt separat von der Baugruppe hergestellt, insbesondere bevor diese mit dem Schutzkörper verbunden wird.Preferably, the electrical device and / or the arrangement is attached to the electric motor. The electrical device and / or the arrangement preferably comprises one or at least one converter which is electrically connected to the electric motor and has at least one or more of the components or components. The protective body is preferably produced separately from the assembly, in particular before it is connected to the protective body.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Zwischenschicht zwischen dem Schutzkörper und den Bauelementen und/oder dem Träger vorgesehen. Vor dem Verbinden des Schutzkörpers mit der Baugruppe wird die Zwischenschicht vorzugsweise auf den Schutzkörper aufgetragen. Bevorzugt wird der Schutzkörper anschließend mit der Zwischenschicht auf die Baugruppe aufgesetzt oder die Baugruppe wird auf die Zwischenschicht aufgesetzt. Vorzugsweise wird der Abstand zwischen dem Schutzkörper und der Baugruppe durch die Zwischenschicht gewahrt, die somit einen Abstandshalter bildet.According to one embodiment of the invention, the intermediate layer between the protective body and the components and / or the carrier is provided. Before connecting the protective body to the assembly, the intermediate layer is preferably applied to the protective body. Preferably, the protective body is then placed with the intermediate layer on the assembly or the assembly is placed on the intermediate layer. Preferably, the distance between the protective body and the assembly is ensured by the intermediate layer, which thus forms a spacer.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die Zwischenschicht in wenigstens einem Bereich auf den Schutzkörper aufgetragen. Bevorzugt wird die Zwischenschicht auf einer Vorderseite des Schutzkörpers in Bereichen zwischen den Vertiefungen aufgetragen und vorzugsweise in wenigstens eine der Vertiefungen zumindest randseitig eingebracht.According to a further embodiment of the invention, the intermediate layer is applied to the protective body in at least one area. The intermediate layer is preferably applied on a front side of the protective body in regions between the depressions and is preferably introduced into at least one of the depressions, at least peripherally.
Die Vertiefungen sind bevorzugt den Bauelementen zugeordnet. Insbesondere werden die Vertiefungen in dem Schutzkörper an Positionen vorgesehen, die den vorgegebenen Positionen zugeordnet sind. Bevorzugt wird der Schutzkörper an die durch den Träger und die Bauelemente gebildete räumliche Struktur angepasst oder zumindest näherungsweise angepasst, vorzugsweise in komplementärer Weise. Somit können die Bauelemente beim Verbinden der Baugruppe mit dem Schutzkörper in die Vertiefungen eintauchen. Vorteilhaft wird der Schutzkörper durch Gießen, Pressen, Spanen, Fräsen oder dergleichen hergestellt.The recesses are preferably assigned to the components. In particular, the recesses are provided in the protective body at positions which are assigned to the predetermined positions. Preferably, the protective body is adapted to the spatial structure formed by the carrier and the components or at least approximately adapted, preferably in a complementary manner. Thus, the components can immerse in connecting the assembly with the protective body in the wells. Advantageously, the protective body is produced by casting, pressing, machining, milling or the like.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Bauelemente durch das Verbinden oder Zusammenführen des Schutzkörpers mit der Baugruppe eingekapselt und vorzugsweise ferner nach außen abgedichtet. Insbesondere wird dabei die Zwischenschicht in Kontakt mit dem Träger gebracht. Vorzugsweise wird die Zwischenschicht ferner mit wenigstens einem oder mehreren der oder den Bauelementen in Kontakt gebracht. Ergänzend oder alternativ wird die Zwischenschicht mit wenigstens einem oder mehreren (anderen) der Bauelemente vorzugsweise nicht in Kontakt gebracht.According to one embodiment of the invention, the components are encapsulated by the joining or merging of the protective body with the assembly and preferably further sealed to the outside. In particular, the intermediate layer is brought into contact with the carrier. Preferably, the intermediate layer is further contacted with at least one or more of the components. Additionally or alternatively, the intermediate layer is preferably not brought into contact with at least one or more (other) of the components.
Bevorzugt wird die Zwischenschicht in wenigstens einem Bereich oder in mehreren Bereichen in dem Abstand zwischen dem Schutzkörper und der Baugruppe vorgesehen. Vorzugsweise wird die Zwischenschicht, insbesondere im Bereich der Bauelemente, in Kontakt mit dem Schutzkörper und dem Träger und vorzugsweise auch mit wenigstens einem oder mehreren der oder den Bauelementen gebracht. Übergänge zwischen den Bereichen können nahtlos oder mit Unterbrechungen versehen sein.Preferably, the intermediate layer is provided in at least one region or in several regions in the distance between the protective body and the assembly. The intermediate layer, in particular in the region of the components, is preferably brought into contact with the protective body and the carrier and preferably also with at least one or more of the components or components. Transitions between areas can be seamless or intermittent.
Bevorzugt wird die aus der Baugruppe und dem mit dieser verbundenen Schutzkörper gebildete Anordnung mit einer Ummantelung versehen, welche die Anordnung ganz oder zumindest teilweise umgibt und vorzugsweise nach außen abdichtet. Insbesondere wird die aus der Baugruppe und dem mit dieser verbundenen Schutzkörper gebildete Anordnung ganz oder zumindest teilweise mit einer Vergussmasse umgossen, die vorzugsweise nach ihrem Aushärten die Ummantelung bildet. Die Vergussmasse tritt insbesondere nicht in Kontakt mit den elektrischen Bauelementen, sodass keine Beschädigungen oder funktionellen Beeinträchtigungen der Bauelemente durch die Vergussmasse auftreten können.Preferably, the assembly formed from the assembly and the protective body connected thereto is provided with a sheath which surrounds the arrangement completely or at least partially and preferably seals to the outside. In particular, the arrangement formed from the assembly and the protective body connected thereto is completely or at least partially encapsulated with a potting compound, which preferably forms the casing after it has hardened. In particular, the potting compound does not come into contact with the electrical components, so that no Damage or functional impairment of the components may occur through the potting compound.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird die aus der Baugruppe und dem mit dieser verbundenen Schutzkörper gebildete Anordnung in einen Behälter eingebracht und bevorzugt durch wenigstens ein Befestigungsmittel mit dem Behälter verbunden. Das Befestigungsmittel umfasst beispielsweise einen Klebstoff und/oder ein mechanisches Befestigungsmittel, wie z. B. eine Schraube.According to one embodiment of the invention, the arrangement formed from the assembly and the protective body connected thereto is introduced into a container and preferably connected by at least one fastening means to the container. The fastening means comprises, for example, an adhesive and / or a mechanical fastening means, such. B. a screw.
Die Anordnung wird bevorzugt im Abstand oder zumindest bereichsweise im Abstand zu Wänden des Behälters angeordnet. Das wenigstens eine Befestigungsmittel dient vorzugsweise auch als Abstandshalter. Insbesondere wird der Abstand zwischen der Anordnung und den Wänden des Behälters mit der Vergussmasse ausgegossen. Somit wird die Anordnung vollständig oder zumindest teilweise von der Vergussmasse eingeschlossen, die nach ihrem Aushärten die Ummantelung bildet. Der Behälter bildet bevorzugt eine Gussform. Insbesondere bildet der Behälter ein Gehäuse.The arrangement is preferably arranged at a distance or at least in regions spaced from walls of the container. The at least one fastening means preferably also serves as a spacer. In particular, the distance between the arrangement and the walls of the container is poured with the potting compound. Thus, the assembly is completely or at least partially enclosed by the potting compound, which forms the shell after curing. The container preferably forms a mold. In particular, the container forms a housing.
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung verbleibt die mit der Ummantelung versehene Anordnung in dem Behälter.According to a first variant of the invention, the arrangement provided with the jacket remains in the container.
Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung wird die mit der Ummantelung versehene Anordnung aus dem Behälter entfernt. Anschließend wird die mit der Ummantelung versehene Anordnung vorzugsweise in ein Gehäuse eingebaut, welches insbesondere zusätzlich zu dem Behälter vorgesehen ist.According to a second variant of the invention, the arrangement provided with the sheath is removed from the container. Subsequently, the arrangement provided with the sheath is preferably installed in a housing, which is provided in particular in addition to the container.
Das Gehäuse, unabhängig davon, ob es durch den Behälter gebildet oder zusätzlich zu diesem vorgesehen ist, dient insbesondere zur besseren Abschirmung der Baugruppe gegenüber seiner Umgebung und bietet somit einen zusätzlichen Schutz.The housing, regardless of whether it is formed by the container or provided in addition to this, serves in particular for better shielding of the assembly from its surroundings and thus provides additional protection.
Gemäß einer Alternative wird eine die durch den Träger und die Bauelemente gebildete räumliche Struktur nachbildende oder zumindest näherungsweise nachbildende Maske hergestellt und der Schutzkörper unter Verwendung der Maske gefertigt. Bevorzugt wird die Maske in einer Gussform angeordnet und vorzugsweise durch wenigstens ein Befestigungsmittel mit der Gussform verbunden. Das Befestigungsmittel ist insbesondere lösbar und umfasst beispielsweise ein mechanisches Befestigungsmittel, wie z. B. eine Schraube. Die Maske stellt insbesondere einen oder annähernd einen Positivabdruck des Trägers mit den Bauelementen dar. Bevorzugt wird die Maske im Abstand oder zumindest bereichsweise im Abstand zu Wänden der Gussform angeordnet, wobei das wenigstens eine Befestigungsmittel vorzugsweise auch als Abstandshalter dient.According to an alternative, a mask which simulates or at least approximately reproduces the spatial structure formed by the carrier and the components is produced, and the protective body is manufactured using the mask. Preferably, the mask is arranged in a mold and preferably connected by at least one fastening means with the mold. The fastening means is in particular detachable and comprises, for example, a mechanical fastening means, such. B. a screw. The mask in particular represents one or approximately a positive impression of the carrier with the components. The mask is preferably arranged at a distance or at least in regions at a distance from walls of the casting mold, wherein the at least one fastening means preferably also serves as a spacer.
Nach dem Anordnen der Maske in der Gussform wird diese bevorzugt mit einer Vergussmasse ausgegossen, die anschließend aushärtet. Nach dem Aushärten der Vergussmasse wird die Maske aus der Gussform entfernt, wobei die ausgehärtete Vergussmasse den Schutzkörper bildet. Ferner kann der Schutzkörper aus der Gussform entfernt werden. Bevorzugt bildet die Gussform aber ein Gehäuse, sodass der Schutzkörper in der Gussform verbleiben kann.After arranging the mask in the mold, it is preferably poured out with a potting compound, which then hardens. After curing of the potting compound, the mask is removed from the mold, wherein the cured potting compound forms the protective body. Furthermore, the protective body can be removed from the mold. However, the casting mold preferably forms a housing, so that the protective body can remain in the casting mold.
Anschließend wird die Zwischenschicht auf den Schutzkörper und/oder die Baugruppe aufgebracht und die Baugruppe mit dem Schutzkörper und/oder dem Gehäuse verbunden. Insbesondere wird die Baugruppe dazu in das Gehäuse eingebracht. Vorzugsweise wird die Baugruppe auf die Zwischenschicht aufgebracht und mit dem Schutzkörper verbunden, sodass die Bauelemente in die Vertiefungen eintauchen und die Zwischenschicht in Kontakt mit dem Träger gebracht wird. Bildet die Gussform ein Gehäuse, so wird diese mit der durch die Baugruppe und den Schutzkörper gebildeten Anordnung insbesondere fest verbunden.Subsequently, the intermediate layer is applied to the protective body and / or the assembly and the assembly connected to the protective body and / or the housing. In particular, the assembly is introduced into the housing. Preferably, the assembly is applied to the intermediate layer and connected to the protective body, so that the components dive into the wells and the intermediate layer is brought into contact with the carrier. If the casting forms a housing, then it is in particular firmly connected to the arrangement formed by the assembly and the protective body.
Das Verfahren unter Zuhilfenahme der Maske gewährleistet, dass keine Beschädigungen oder funktionellen Beeinträchtigungen der Bauelemente hervorgerufen werden, die auf die Vergussmasse zurückzuführen sind. Beim Ausgießen der Gussform wird durch die Vergussmasse lediglich die Maske umschlossen, die Spannungen beim Aushärten der Vergussmasse ausgesetzt werden darf.The process with the help of the mask ensures that no damage or functional impairment of the components are caused, which are due to the potting compound. When casting the mold is encased by the potting compound only the mask, the stresses may be exposed during curing of the potting compound.
Zum Herstellen der Maske kann z. B. die durch den Träger und die Bauelemente gebildete räumliche Struktur abgetastet werden. Auf Basis der durch die Abtastung gewonnenen Informationen kann dann die Maske gefertigt werden. Ist aber bereits ein Negativabdruck der Baugruppe, wie z. B. ein Schutzkörper, vorhanden, so kann dieser in eine Gussform eingesetzt werden, wonach die Maske durch Einbringen einer Vergussmasse in die Gussform hergestellt wird.For producing the mask can, for. B. the spatial structure formed by the carrier and the components are scanned. Based on the information obtained by the scan then the mask can be made. But is already a negative impression of the module, such. As a protective body, present, it can be used in a mold, after which the mask is made by introducing a potting compound into the mold.
Die aus der Baugruppe und dem mit dieser verbundenen Schutzkörper gebildete Anordnung wird bevorzugt an oder in einen Rotor einer Windkraftanlage montiert. Vorzugsweise ist die Anordnung dabei von der Ummantelung umgeben und/oder in dem Gehäuse angeordnet. Insbesondere wird die Baugruppe elektrisch mit einem an oder in dem Rotor angeordneten Blattwinkelverstellantrieb gekoppelt, mittels welchem bevorzugt ein Rotorblatt des Rotors relativ zu einer Rotornabe des Rotors gedreht wird, an welcher das Rotorblatt drehbar gelagert ist oder wird. Vorzugsweise wird die Anordnung auch mechanisch mit einem Motor des Blattwinkelverstellantriebs gekoppelt.The assembly formed from the assembly and the protective body connected thereto is preferably mounted on or in a rotor of a wind turbine. Preferably, the arrangement is surrounded by the sheath and / or arranged in the housing. In particular, the assembly is electrically coupled to a blade angle adjustment drive disposed on or in the rotor, by means of which a rotor blade of the rotor is preferably rotated relative to a rotor hub of the rotor on which the rotor blade is or will be rotatably mounted. Preferably, the assembly is also mechanically coupled to a motor of the Blattwinkelverstellantriebs.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen: The invention will be explained below with reference to preferred embodiments with reference to the drawing. In the drawing show:
Aus den
Wenn nachfolgend von „dem” Bauelement oder „den” Bauelementen gesprochen wird, bezieht sich das Gesagte bevorzugt auf jedes der zuvor beschriebenen Bauelemente
Zum Schutz der Bauelemente gegenüber Umwelteinflüssen wird ein Schutzkörper
Der Schutzkörper
In dem Abstand
Wie oben bereits angesprochen, sind einige der Vertiefungen frei oder zumindest bereichsweise frei von der Zwischenschicht
Die Zwischenschicht
Der an die durch den Träger
Die aus der Baugruppe
Ergänzend oder alternativ zu den mechanischen Befestigungsmitteln
Aufgrund der separaten Fertigung des Schutzkörpers
Ein geeigneteres Material für den Schutzkörper
Aufgrund der hohen Viskosität und Schmelztemperatur von über 200°C von PAI kann dieses Material jedoch nicht im Rahmen eines normalen Gießverfahrens verwendet werden, bei dem die Bauelemente mit der Vergussmasse in engeren thermischen Kontakt treten können. Demzufolge wird der Schutzkörper
Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.Hereinafter, the manufacturing method according to the first embodiment will be described.
Die Baugruppe
Als bevorzugtes Material für die Zwischenschicht
Nach dem Verbinden des Schutzkörpers
Aufgrund der hohen Durchschlagsfestigkeit der Zwischenschicht
Gemäß
Alternativ zu einem silikonbasierten Elastomer kann auch ein anderes elastisches und/oder elastomeres Material für die Zwischenschicht
Zur weiteren Beschreibung der zweiten Ausführungsform wird auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen. Insbesondere kann die Anordnung
Unter Bezugnahme auf die
Um zu verhindern, dass Wasser oder Wasserdampf in die Hohlräume zwischen dem Träger
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Baugruppemodule
- 22
- Träger/LeiterplatteCarrier / circuit board
- 33
- Transformatortransformer
- 44
- SteckverbinderConnectors
- 55
- Elektrolyt-KondensatorElectrolytic capacitor
- 66
- Diode mit GlasgehäuseDiode with glass housing
- 77
- SMD-KarteSMD card
- 88th
- Transistoranordnungtransistor arrangement
- 99
- LuftschlitzLouvre
- 1010
- Freiraumfree space
- 1111
- Oberfläche der TransistoranordnungSurface of the transistor arrangement
- 1212
- Schutzkörperprotective body
- 1313
- Abstanddistance
- 1414
- Abstanddistance
- 1515
- Vertiefung in SchutzkörperDeepening in protective body
- 1616
- Vertiefung in SchutzkörperDeepening in protective body
- 1717
- Vertiefung in SchutzkörperDeepening in protective body
- 1818
- Vertiefung in SchutzkörperDeepening in protective body
- 1919
- Vertiefung in SchutzkörperDeepening in protective body
- 2020
- Anordnungarrangement
- 2121
- Raumroom
- 2222
- Raumroom
- 2323
- Raumroom
- 2424
- Zwischenschichtinterlayer
- 2525
- Gehäusecasing
- 2626
- Befestigungsmittel/SchraubenFasteners / screws
- 2727
- Vorsprung des GehäusesProjection of the housing
- 2828
- durchgehende Öffnungthrough opening
- 2929
- Klebstoffadhesive
- 3030
- Abstand/SpaltDistance / gap
- 3131
- Vergussmassepotting compound
- 3232
- nicht-adhäsives, elastischen Material/Gumminon-adhesive, elastic material / rubber
- 3333
- rückseitiger Schutzkörperback protection body
- 3434
- Befestigungsmittel/SchraubenFasteners / screws
- 3535
- Maskemask
- 3636
- Zwischenraum zwischen Maske und GehäuseSpace between mask and housing
- 3737
- Abstanddistance
- 3838
- elektrische Vorrichtungelectrical device
- 3939
- Abstandshalterspacer
- 4040
- Befestigungsmittel/SchraubenFasteners / screws
- 4141
- Elastische SchichtElastic layer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20150226 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |