DE2255630B2

DE2255630B2 - Gehaeuse fuer einen oelgekuehlten elektrischen apparat und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2255630B2
Application number: DE19722255630
Authority: DE
Inventors: Kjeld Soenderborg Lehmann (Dänemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1972-11-14
Filing date: 1972-11-14
Publication date: 1976-05-20
Also published as: FR2206657B1; CA995806A; DE2255630A1; IN140523B; GB1431464A; IT996943B; SE388109B; CH563059A5; FR2206657A1; JPS49133835A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen ölgekühlter elektrischen Apparat, insbesondere für ein Steuergerä mit ölgekühltem Leistungsteil (Transformator, Drossel spule. Stromrichter od. dgl.) und darüber angeordneten Steuerten, mit vier nach außen ragende Kühlripper aufweisenden Seitenwänden und einem Boden, die einen öldichten Behälter bilden.

Derartige Gehäuse, die in der Regel durch einer Decke! abgeschlossen sind, müssen stabil und dicht sein Da sie in der Regel nicht einstückig hergestellt werder können, ist es üblich, sie aus einzelnen Blechabschnitter zusammenzuschweißen (DT-AS 18 08 887). Dies ist ein mühsames Herstellungsverfahren. Andere Werkstoffe als Blech lassen sich nicht oder nicht so einfach schweißen. Blech wiederum schränkt die Formgestaltung, ζ. Β bei der Anbringung von Kühlrippen, ein.

Bei einem anderen bekannten Gehäuse (DT-AS 11 04 017) zum Einbau von elektrischen Geräten, das vier Seitenteile und einen Boden aufweist, sind die Seitenwände je für sich gefertigt und an ihren Seitenkanten mit in einem Winkel von etwa 45° umgebogenen Stoßflächen versehen, deren Breite ein Mehrfaches der mittleren Wandstärke ist. Die Stoßflächen sind durch nach innen ragende Abwinklungen gebildet, über die je zwei Wandplatten dadurch lösbar miteinander verbunden sind, daß Überlappungen ineinander- bzw. übereinandergreifen. Dieses Gehäuse ist nicht zur Aufnahme von Kühlöl geeignet, da die lösbare Verbindung der Abwinklungen nicht öldicht ist. Das elektrische Gerät im Inneren des Gehäuses wird daher nur mangelhaft gekühlt, zumal auch die Wandplatten nur eine geringe Oberfläche aufweisen.

Es ist ferner bekannt, Werkstücke durch Kleben miteinander zu verbinden. Hierbei ist darauf zu achten, daß die Klebenähte möglichst nicht auf Zug beansprucht werden. Auf jeden Fall soll hierbei die Klebefuge in Richtung der Beanspruchung gelegt werden, damit die Kräfte durch Scherflächen aufgenommen werden (Lueger »Lexikon der Technik«, Bd. 12, 1968, S. 505).

So ist es auch bekannt (DL-PS 70 326), zur Herstellung von isoliermittel- oder kühlmitteldichten Umhüllungen für Leistungsteile von der Klebetechnik Gebrauch zu machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse der eingangs genannten Art anzugeben, das eine gute Kühlwirkung hat und leichter herstellbar ist.

Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die je für sich aus Guß einstückig gefertigten Seitenwände an ihren Seitenkanten in einem Winkel zur Wandebene stehende Stoßflächen aufweisen, deren

Breite ein Mehrfaches der minieren Wandstärke Lsi. und die Seitenwände längs dieser Stoßflächen dicht miteinander verklebt sind und der Boden eine rechtekkige Platte ist und daß die Seitenwände am unteren Ende eine Auflagefläche aufweisen, deren Breite ein Mehifaches der mittleren Wandstärke ist. sowie längs dieser Auflagefläche dicht mit dem Boden verklebt sind.

Durch die Winkellage der Stoßfiächen wird die senkrecht zur Klebefuge verlaufende Zugkraftkomponente. die durch den nach außen auf die Gehäusewände gerichteten Öldruck hervorgerufen wird, entsprechend verringert. Auf Grund der breiten Bemessung der Stoßflachen ist die Klebefuge den auftretender. Zugkraftbelastungen ohne weiteres gewachsen. Die große Breite stellt ferner auch die geforderte Dichtheit sicher. Das Zusammenkleben erlaub! eine sehr viel raschere Fertigung als das Zusammenschweißen. Die Herstellung der Seitenwände aus Guß ermöglicht nicht nur eine rationelle Fertigung der Seitenwände einschließlich der Kühlrippen, sondern auch die Ausbildung einer großen Vielzahl von Kühlrippen und damit einer entsprechend großen Berührungsfläche zwischen dem Kühlöl und dem Gehäuse, ohne daß die Formgestaltung bei der Ausbildung der Kühlrippen wesentlich eingeschränkt wird.

Der mit den Seitenwänden verklebte Boden steift die Konstruktion derart aus, daß sich ein sehr stabiles Gehäuse ergibt. Insbesondere ist dafür gesorgt, daß die Seitenwände im unteren Teil, wo der Öldruck am gröü ten ist, zusätzlich gehalten werden.

Die Stoßflächen sind teilweise durch in einem Winkel von 45" zur Wandebene nach außen vorstehende Flansche gebildet. Während durch den Winkel von 45° erreicht wird, daß die senkrecht auf die Stoßflächen und damit auf die Klebenaht wirkenden Zugkräfte am ge ringsten sind, ergeben die nach außen vorstehenden Flansche eine Steigerung der Kühlwirkung, da sie wie Kühlrippen wirken, ohne wegen der bereits vorhandenen Kühlrippen merklich mehr Raum auf der Außenseite zu beanspruchen.

Die Auflagefläche kann zusammen mit einer oberhalb von ihr angebrachten Rippe eine Führungsnut für den Boden bilden. Diese Führungsnut erleichtert den Zusammenbau. Sie verhindert auch, daß der Boden bei einer unbeabsichtigten und unkontrollierten Beanspruchung von unten von der Auflagefläche abgehoben wird.

Mit besonderem Vorteil bestehen die Seitenwände aus Druckguß. Es lassen sich dann nämlich auch kornplizierte Formgestaltungen mit nur zweiteiligen Werkzeugen erzielen. Insbesondere können die Seitenwände einstückig mit ihnen ausgebildete, nach außen ragende Kühlrippen aufweisen. Es ist sogar möglich, dit Kühlrippen hohl, oben und unten geschlossen und zum Innenraum hin offen auszuführen. Dies führt dazu, daß das öl an der Innenseite der Gehäusewand eine große Wärmeaustauschfläche findet.

Die einander gegenüberliegenden Seitenwände können paarweise gleich sein. Hierbei können beide Paare verschiedene Länge haben. Man kommt dann mit nur zwei verschiedenen Formwerkzeugen für die Seitenwände aus. Trotzdem können Gehäuse mit drei verschiedenen Abmessungen hergestellt werden, weil sie sich auch aus vier gleichen Seitenwänden zusammenlügen lassen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen zwei einander gegenüberliegende Seitenwände in ihrem oberen Teil eine von Rippen unbesetzte Fläche mit einer öffnung auf, deren Größe diejenige eines für den elektrischen Apparat bestimmten Mehrfachsteckers übersteigt, und jede öffnung ist durch eine Deckplatte verschlossen, von denen wenigstens eine Deckplatte eine oder mehrere wasserdichte Kabeldurchführungsbuchsen trägt. Dies erlaubt es, bei einer Demontage die Deckplatte abzunehmen und den Mehrfachstecker aus dem Gehäuse herauszuziehen, ohne, wie es sonst üblich ist. die Kabel durch die Durchführungsbuchsen herausziehen zu müssen. Diese Konstruktion erlaubt es auch, die Kabeldurchführungsbuchsen wahlweise auf der einen oder anderen Seite vorzusehen.

Sodann ist es günstig, wenn zwei einander gegenüberliegende Seitenwände in ihrem oberen Teil eine von Rippen unbesetzte Fläche aufweisen, an der eine Griffplatte mit nach außen vorstehender Grifffläche angeschraubt ist. Diese Grifffläche kann, bezogen auf die Entformungsnchtung der Seitenwand, hinterschnitten angeordnet sein, da sie an einer gesonderten Griffplatte ausgebildet ist.

Es ist auch möglich, die Deckplatte als Griffplaue auszubilden.

Es empfiehlt sich in manchen Fällen, die Griffplatten nahe einander gegenüberliegenden Diagonalpunkten anzubringen. Dies führt zu einem besseren Gleichgewicht be'iTi Tragen des Gehäuses.

Bei alledem kann die gleichzeitig oder nur allein als Griffnlatte ausgebildete Deckplatte im wesentlichen vollständig innerhalb des durch die Rippen bestimmten Umrisses liegen, so daß kein Platz unnötig verlorengeht.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses der hier betrachteten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände und der Boden in einem Reinigungsbad gesäubert, die zu verklebenden Flächen mit Klebstoff versehen, die Teile zusammengespannt und während einiger Zeit in einem Ofen gehalten werden. Diese Schritie lassen sich sehr rationell, sogar im Takt- oder Fließbandverfahren durchfüh en.

Mit besonderem Vorteil wird der Klebstoff in Form einer Folie zwischen die Stoßflächen gebracht. Diese Folie braucht lediglich eingelegt und zwischen den Stoßflächen festgespannt zu werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Gehäuses mit Deckel,

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Gehäuse ohne Deckel, F i g. 3 einen Schnitt durch den rechten Teil des Gehäuses der F i g. 1 in Höhe der Linie A-A und

Fig.4 einen Teilschnitt längs der Linie B-B in Fig. 1.

Das Gehäuse besteht aus vier Seitenwänden 1 bis 4, von denen die Wände 1 und 2 sowie 3 und 4 paarweise gleich sind, und einem rechteckigen Boden 5. Im Betrieb ist es durch einen Deckel 6 abgeschlossen. Alle genannten Teile sind aus Aluminium-Druckguß.

Jede Seitenwand trägt einstückig mit ihr ausgebildete, nach außen vorspringende Kühlrippen 7, die jeweils einen Hohlraum 8 aufweisen, der nach außen, nach oben und nach unten abgeschlossen und nur zum Gehäuseinneren hin offen ist. Ferner trägt jede Seitenwand an ihren beiden Seitenkanten nach außen in einem Winkel von 45° vorstehende Flansche 9, die an ihren '.-inander zugewandten Seiten Stoßflächen 10 bilden, deren Breite ein Mehrfaches der mittleren Wand-

stärke der Seitenwände ist. Längs dieser Stoßflächen werden die Seitenwände ί bis 4 miteinander verklebt.

Jede Seitenwand besitzt nahe ihrer Unterseite eine Auflagefläche 11, deren Breite ebenfalls ein Mehrfaches der Wandstärke der Seitenwände beträgt. Mit geringem Abstand darüber ist eine Rippe 12 vorgesehen. Auf diese Weise ergibt sich eine Nut 13, in der der Boden 5 geführt ist, der im übrigen längs der Auflagefläche 11 und in der Nut 13 mit den Seitenwänden verklebt wird.

Die Seitenwände 3 und 4 weisen in ihrem oberen Teil, jeweils zu entgegengesetzten Seiten aus der Miitelebene versetzt, eine Fläche 14 auf, die von Rippen frei ist. In dieser Fläche ist eine Öffnung 15 vorgesehen. Deren Größe ist so bemessen, daß ein Mehrfachstecker 16 hindurchpaßt. Diese öffnung wird durch eine Deckplatte 17 verschlossen, die mit Hilfe von Schrauben 18. die in Vorsprünge 19 greifen, an der Seitenwand befestigt sind. Eine der Deckplatten 18 trägt Kabeldurchführungsbuchsen 20, durch welche ein mit dem Mehrfachstecker 16 verbundenes Kabel 21 wasserdicht hindurchgeführt werden kann. Außerdem sind die Deckplatten 17 als Griffplatten ausgebildet, die eine Grifffläche 22 aufweisen. Diese Deck- oder Griffplatten liegen vollständig innerhalb des durch die Rippen 7 vorgegebenen Umrisses.

Als Klebstoffe kommen zahlreiche bekannte Kleber in Betracht, z. B. warmhärtende Klebemittel wie Phenolvinylharze, oder bei Raumtemperatur aushärtende Klebstoffe wie Epoxyharze. Andere Klebstoffe sind Epoxypolyamid, Epoxyphenol oder Phenolnitril.

Bei der Herstellung werden die im Druckguß gefertigten Seitenwände und der Boden zunächst in einem

ίο Reinigungsbad gesäubert. Dann wird eine Klebstoffolie auf die Stoßflächen 10 gelegt und die Auflagefläche 11 sowie die Nut 13 mit flüssigem Klebstoff bestrichen. Dann werden die Teile 1 bis 5 zusammengefügt und zusammengespannt. Je nach der verwendeten Art des

'5 Klebemittels kann dann noch ein kurzes oder längeres Aushärten in einem Ofen folgen.

Bei einer Ausführungsform hatte das Gehäuse einschließlich der Rippen eine Breite von 350 mm, eine Länge von 470 mm und eine Höhe von 470 mm. Die mittlere Wandstärke der Seitenwände betrug 3 mm. Die Breite der Stoßfläche lag im Mittel bei 30 mm und betrug an der breitesten Stelle 50 mm. Die Ölfüllung reichte bis etwa in die Höhe der Schnittlinie A-A in Fig. 1.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

895

Claims

Patentansprüche:

1. Gehäuse für einen ölgekühlten elektrischen Apparat, insbesondere für ein Steuergerät mit öigekühltem Leistungsteil (Transformator. Drosselspule. Stromrichter od. dgl.) und darüber angeordnetem Steuerteil, mit vier nach außen ragende Kühlrippen aufweisenden Seitenwänden und einem Boden, die einen öldichten Behälter bilden, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß die je für sich aus Guß einstückig gefertigten Seitenwände (1 bis 4) an ihren Seitenkanten in einem Winkel zur Wandebene stehende Stoßflächen (10) aufweisen, deren Breite ein Mehrfaches der mittleren Wandstärke ist, und die Seitenwände längs dieser Stoßflächen dicht miteinander verklebt sind und der Boden (5) eine rechtekkige Platte ist und daß die Seitenwände (1 bis 4) am unteren Ende eine Auflagefläche (U) aufweiser., deren Breite ein Mehrfaches der mittleren Wandstär- *o ke isi. sowie längs dieser Auflagefläche dicht mit dem Boden (5) verklebt sind.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßflächen (10) teilweise durch in einem Winkel von 45° zur Wandebene nach außen vorstehende Flansche (9) gebildet sind.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (11) zusammen mit einer oberhalb von ihr angebrachten Rippe (12) eine Führungsnut (13) für den Boden (5) bildet.

4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (1 bis 4) aus Druckguß bestehen.

5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Seitenwände (1, 2; 3. 4) paarweise gleich sind.

6. Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Paare der Seitenwände (1. 2; 3,

4) verschiedene Länge haben.

7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende Seitenwände (3, 4) in ihrem oberen Teil eine von Rippen (7) unbesetzte Fläche (14) mit einer öffnung i(15), deren Größe diejenige eines für den elektrischen Apparat bestimmten Mehrfachsteckers (16) übersteigt, aufweisen und daß jede öffnung durch eine Deckplatte (17) verschlossen ist, von denen wenigstens eine Deckplatte eine oder mehrere wasserdichte Kabeldurchführungsbuchsen (20) trägt.

8. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende Seitenwände (3, 4) in ihrem oberen Teil eine von Rippen (7) unbesetzte Fläche (14) aufweisen, an der eine als Griffplatte ausgebildete Deckplatte (17) mit nach außen vorstehender Grifffläche (22) angeschraubt ist.

9. Gehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (17) als Griff platte ausgebildet ist.

10. Gehäuse nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Griffplatte nahe einander gegenüberliegenden Diagonalpunkten des Gehäuses angebracht ist. ⁶-^s

11. Gehäuse nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichzeitig oder nur allein als Griffplatte ausgebildete Deckplatte

(17) im wesentlichen vollständig innerhalb des durc! die Rippen (7) bestimmten Umrisses liegt.

12. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuse: nach einem der Ansprüche 1 bis Π, dadurch ge kennzeichnet, daß die Seitenwände und der Bodei in einem Reinigungsbad gesäubert, die zu verkle benden Flächen mit Klebstoff versehen, die Teilt zusammengespannt und während einiger Zeit zui Aushärtung des Klebemittels in einem Ofen gehal ten werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12. dadurch gekenn zeichnet, daß der Klebstoff in Form einer Folie zwi sehen die Stoßflächen gebracht wird.