EP4666299A1 - Dichtungsanordnung und deren verwendung - Google Patents

Dichtungsanordnung und deren verwendung

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EP4666299A1
EP4666299A1 EP24704367.2A EP24704367A EP4666299A1 EP 4666299 A1 EP4666299 A1 EP 4666299A1 EP 24704367 A EP24704367 A EP 24704367A EP 4666299 A1 EP4666299 A1 EP 4666299A1
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EP
European Patent Office
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sealing
arrangement according
sealing arrangement
sealing lip
component
Prior art date
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Pending
Application number
EP24704367.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten Former
Ralf Heldmann
Markus Clemens
Rouven Ratfisch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Freudenberg KG filed Critical Carl Freudenberg KG
Priority to EP26165746.4A priority Critical patent/EP4739012A2/de
Publication of EP4666299A1 publication Critical patent/EP4666299A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/26—Lead-in insulators; Lead-through insulators
    • H01B17/30—Sealing
    • H01B17/301—Sealing of insulators to support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/26—Lead-in insulators; Lead-through insulators
    • H01B17/30—Sealing
    • H01B17/303—Sealing of leads to lead-through insulators

Definitions

  • the invention relates to a sealing arrangement and its use, wherein the sealing arrangement comprises a busbar with at least one electrical conductor which is sealed by a sealing body relative to a carrier part.
  • Oil-cooled electric motors are being used in more and more electric vehicles. These oil-cooled electric motors have increased requirements in terms of their sealing, particularly in relation to the power electronics of other electrical components, for example the power electronics of an inverter.
  • busbars are used in electric vehicles. These include electrical conductors made of copper or aluminum sheets that are punched out and then bent to the desired dimensions. Due to the manufacturing process, these copper or aluminum sheets have a rectangular conductor cross-section, which is not very satisfactory for standard sealing because the corners of the punched sheets do not allow robust compression of the sealing material of standard seals.
  • the rectangular conductors it is also state of the art for the rectangular conductors to be overmolded in a medium-tight thermoplastic or thermosetting material. If necessary, the conductors are additionally bonded with an adhesive. However, this does not usually result in a good, long-lasting sealing result.
  • the sealing result is only initially satisfactory and often shows leaks after a short period of use, especially when the sealing points are exposed to temperature changes. The reason for this is the different thermal expansion coefficients of the electrical conductors and the sealing materials that enclose the conductor. These different thermal expansion coefficients of both materials lead to increased mechanical stresses at the boundary layers and thus to the leaks described above.
  • the invention is based on the object of further developing a sealing arrangement of the type mentioned at the outset in such a way that the disadvantages mentioned above are avoided.
  • the sealing arrangement should have consistently good performance characteristics over a long service life. Electrical conductors and seals should be replaceable separately if required and recyclable separately.
  • a sealing arrangement comprising a busbar with at least one electrical conductor and a two-component component which comprises a carrier part made of a tough material and a sealing body made of a rubber-elastic sealing material which is materially connected to the carrier part, wherein the sealing body encloses the electrical conductor in a non-adherent manner and under elastic prestress.
  • the sealing body of the two-component component can be made of a standard rubber-elastic sealing material. Rubber-elastic sealing materials are available inexpensively in many specifications, so that the sealing arrangement as a whole can be manufactured simply and inexpensively.
  • the sealing body encloses the electrical conductor without adhesion and seals under elastic pre-tension. If necessary, the sealing body and electrical conductor can therefore be replaced separately.
  • the practically unlimited reusability of the electrical conductor which is made of an expensive material and is subject to practically no wear during its service life, is a particularly noteworthy advantage.
  • the support body consists of a tough plastic, which is preferably electrically is insulating.
  • the advantage here is that the two-component component is easy and inexpensive to manufacture and is lightweight.
  • the electrically insulating properties of the carrier part have the advantage that there is no need for electrical insulation to be manufactured and installed separately from a housing to which the two-component component is usually attached.
  • the support body can, viewed in cross-section, be substantially L-shaped, with an axial flange and a radial flange, wherein the axial flange extends parallel to the electrical conductor and encloses it at a radial distance, wherein at least one inner sealing lip of the sealing body is arranged in the gap formed by the distance, which seals the outer circumference of the electrical conductor in a non-adherent manner and under elastic prestress.
  • two inner sealing lips arranged in a functional series connection can be used to further increase the sealing reliability.
  • At least one outer sealing lip can be arranged on the side of the axial flange radially facing away from the inner sealing lip. This outer sealing lip seals against a housing to which the two-component component is attached.
  • the inner sealing lip and the outer sealing lip are integrally formed into one another and are made of the same material.
  • the advantage here is that the production of the two-component component is particularly simple and cost-effective.
  • the inner sealing lip and the outer sealing lip preferably consist of an electrically insulating sealing material.
  • the carrier part also consists of an electrically insulating material, the electrical conductors of the busbar and a housing to which the two-component component is attached are effectively electrically insulated from one another.
  • the inner sealing lip and the outer sealing lip are each produced separately from one another and are not connected to one another in a way that touches one another.
  • the advantage here is that the inner sealing lip and the outer sealing lip can each be individually functionally tailored.
  • the material properties of the sealing lips can be easily adapted to their respective function.
  • At least the inner sealing lip can be made of an electrically insulating sealing material. If the electrical conductor is sealed by the inner sealing lip and the inner sealing lip prevents contact with the carrier part, it is not absolutely necessary for the outer sealing lip to also be made of an electrically insulating sealing material. Sealing materials can then also be used that do not have a particularly high electrical resistance, but instead enable a particularly durable and reliable seal, for example because they are particularly oil-resistant.
  • An additional seal of the two-component component with respect to a housing to which it is attached can be achieved by the radial flange having at least one axial sealing lip which extends axially in the direction of the outer sealing lip and essentially along the outer circumference of the carrier part.
  • the sealing of the two-component component is achieved by the interaction of the axial sealing lip and the Outer sealing lip.
  • Axial sealing lip and outer sealing lip seal an opening in a housing in which the two-component component is arranged from the environment.
  • the electrical conductor can have a round or oval cross-section.
  • the advantage here is that, in contrast to an electrical conductor made of punched sheet metal, it has no corners or process-related punching burrs, which enables robust compression of the sealing material.
  • the round or oval cross-section of the electrical conductor does not damage the inner sealing lip even with greater elastic prestresses.
  • the carrier part can have at least one fastening hole in which a force limiting element is arranged.
  • the carrier part can be screwed onto a housing, for example. To do this, a screw first penetrates the fastening hole and is screwed into the housing.
  • the force limiting elements which can be formed by force limiting rings, for example, are provided. An undesirably high force, which could lead to destruction of the carrier part without the force limiting elements, is thus prevented.
  • the sealing arrangement can comprise a liquid-cooled electrical component with a housing, wherein the housing has an installation opening in which the two-component component is arranged in a sealing manner.
  • the electrical component can be formed by an electric motor. As already described at the beginning, it is necessary, especially in the case of oil-cooled electric motors in electric vehicles, to securely seal sensitive power electronics, for example the power electronics of an inverter.
  • the invention relates to the use of a sealing arrangement as described above for sealing a busbar of a liquid-cooled electrical component.
  • the sealing arrangement described above is simple and inexpensive to manufacture.
  • the electrical conductor can always be reused due to the non-adhesive assignment of the electrical conductor and the inner seal.
  • the electrical conductor is simply pulled out of the inner seal, the previous carrier part with the previous sealing body, i.e. the two-component component, is replaced with a corresponding new pre-assembled unit and the electrical conductor is reinstalled in the sealing body.
  • the sealing arrangement also has a design with few parts.
  • the assembly can be carried out reliably because the assembly of separately manufactured sealing rings is not necessary.
  • Figure 1 shows a detail of an embodiment of a sealing arrangement in a perspective view
  • Figure 2 shows a section through the sealing arrangement from Figure 1.
  • Figures 1 and 2 show an embodiment of a sealing arrangement according to the invention.
  • the busbar 1 comprises three electrical conductors 2.1, 2.2, 2.3, each of which has a round cross-section.
  • the electrical conductors 2.1, 2.2, 2.3 are enclosed by the two-component component 3, which comprises the carrier part 4 and the sealing body 5.
  • the carrier part 4 consists of a tough and electrically insulating plastic
  • the sealing body 5 consists of a rubber-elastic sealing material. The carrier part 4 and the sealing body 5 form a pre-assembled unit and are integrally connected to one another.
  • the schematically indicated liquid-cooled electrical component 14 is formed by an oil-cooled electric motor for an electric vehicle and comprises the housing 15, which has an installation opening 16 for the two-component component 3.
  • the two-component component 3 is arranged in a sealing manner in the installation opening 16 of the housing 15.
  • the two-component component 3 is screwed to the housing 15.
  • the two fastening holes 12.1, 12.2 are arranged in the carrier part 4, in each of which an annular force limiting element 13.1, 13.2 is arranged, which consists for example of a metallic material.
  • the comparatively more sensitive material of the carrier part 4 is thus protected from excessive tightening torques, which could destroy the carrier part 4 during its assembly on the housing 15.
  • Figure 2 shows the sealing arrangement from Figure 1 in section.
  • the support body 4 viewed in cross section, is essentially L-shaped and has an axial flange 6 and a radial flange 7.
  • the axial flange 6 extends parallel to the electrical conductors 2.1, 2.2, 2.3, the radial flange number seven perpendicular to this.
  • the axial flange 6 is essentially completely enclosed by the sealing material of the sealing body 5, on the inside by the inner sealing lips 9.1, 9.2 and on the outside by the outer sealing lip 10.
  • the inner sealing lips 9.1, 9.2 and the outer sealing lip 10 merge into one another in one piece and consist of the same electrically insulating sealing material.
  • such a one-piece, uniformly materialized design is well suited and can be manufactured easily and inexpensively.
  • the axial sealing lip 11 which is also designed to merge into one another and to be of the same material as the outer sealing lip 10 and the inner sealing lips 9.1, 9.2, is arranged on the radial flange 7 of the carrier part 4 and is bead-shaped and axially curved in the direction of the outer sealing lip 10.
  • the axial sealing lip 11 seals the front side of the housing 15, while the outer sealing lip 10 seals the peripheral boundary of the installation opening 16.
  • the sealing body 5 encloses the electrical conductors 2.1, 2.2, 2.3 in a non-adherent manner and seals them under elastic pre-tension. If necessary, the electrical conductors 2.1, 2.2, 2.3 can therefore be removed from the sealing body 5 easily and without causing any damage.

Landscapes

  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

Dichtungsanordnung, umfassend eine Stromsammelschiene (1) mit zumindest einem elektrischen Leiter (2.1, 2.2, 2.3,…) und ein Zwei-Komponenten-Bauteil (3), das ein Trägerteil (4) aus einem zähharten Werkstoff und einen Dichtkörper (5) aus einem gummielastischen Dichtungswerkstoff umfasst, der mit dem Trägerteil (4) stoffschlüssig verbunden ist, wobei der Dichtkörper (5) den elektrischen Leiter (2.1, 2.2, 2.3,…) ungehaftet und unter elastischer Vorspannung dichtend umschließt.

Description

Dichtungsanordnung und deren Verwendung
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung und deren Verwendung, wobei die Dichtungsanordnung, eine Stromsammelschiene mit zumindest einem elektrischen Leiter umfasst, der von einem Dichtkörper gegenüber einem Trägerteil abgedichtet ist.
Stand der Technik
In immer mehr Elektrofahrzeugen werden ölgekühlte Elektromotoren verwendet. Diese ölgekühlten Elektromotoren stellen erhöhte Anforderungen bezüglich ihrer Abdichtung insbesondere zur Leistungselektronik weiterer elektrischer Bauteile, beispielsweise zur Leistungselektronik eines Inverters.
Außerdem gelangen in Elektrofahrzeugen Stromsammelschienen, sogenannte Busbars, zur Anwendung, die elektrische Leiter aus Kupfer- oder Aluminiumblechen umfassen, die ausgestanzt und anschließend in die gewünschte Dimension gebogen werden. Diese Kupfer- oder Aluminiumbleche haben herstellungsbedingt einen rechteckigen Leiterquerschnitt, der für eine Standardabdichtung wenig zufriedenstellend ist, weil die Ecken der ausgestanzten Bleche keine robuste Kompression des Dichtungswerkstoffs von Standarddichtungen zulassen.
Aus diesem Grund ist ebenfalls Stand der Technik, dass die rechteckigen Leiter von einem thermo- oder duroplastischen Werkstoff mediumsdicht umspritzt sind. Bedarfsweise werden die Leiter mit einem Klebstoff zusätzlich verklebt. Ein dauerhaftes gutes Abdichtungsergebnis wird dadurch in der Regel jedoch nicht erzielt. Das Abdichtungsergebnis ist nur initial zufriedenstellend und zeigt bereits nach kurzer Gebrauchsdauer, insbesondere dann, wenn die Dichtstellen Temperaturwechseln ausgesetzt sind, häufig Undichtigkeiten. Grund dafür sind unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten der elektrischen Leiter und der Dichtungswerkstoffe, die den Leiter umschließen. Diese unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten beider Materialien führen zu erhöhten mechanischen Spannungen an den Grenzschichten und damit zu den zuvor beschriebenen Undichtigkeiten.
Außerdem ist von Nachteil, dass die elektrischen Leiter und die diese umschließenden Dichtungen nicht zerstörungsfrei voneinander lösbar sind. In einem Reparaturfall muss die Einheit, bestehend aus den elektrischen Leitern und den Dichtungen, als Ganzes ausgetauscht werden, was hinsichtlich eines guten Umweltschutzes, hinsichtlich eines verantwortungsvollen Umgangs mit Ressourcen und in wirtschaftlicher Hinsicht wenig zufriedenstellend ist.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die zuvor genannten Nachteile vermieden werden.
Insbesondere soll die Dichtungsanordnung gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer aufweisen. Elektrische Leiter und Dichtungen sollen bedarfsweise getrennt voneinander austauschbar und sortenrein recyclebar sein.
Außerdem soll eine Verwendung der Dichtungsanordnung aufgezeigt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 und Anspruch 14 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Dichtungsanordnung nehmen die auf Anspruch 1 direkt oder indirekt rückbezogenen Ansprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist eine Dichtungsanordnung vorgesehen, umfassend eine Stromsammelschiene mit zumindest einem elektrischen Leiter und ein Zwei-Komponenten-Bauteil, das ein Trägerteil aus einem zähharten Werkstoff und einen Dichtkörper aus einem gummielastischen Dichtungswerkstoff umfasst, der mit dem Trägerteil stoffschlüssig verbunden ist, wobei der Dichtkörper den elektrischen Leiter ungehaftet und unter elastischer Vorspannung dichtend umschließt.
Der Dichtkörper des Zwei-Komponenten-Bauteils kann aus einem üblichen gummielastischen Dichtungswerkstoff bestehen. Gummielastische Dichtungswerkstoffe sind in vielen Spezifikationen kostengünstig verfügbar, so dass die Dichtungsanordnung insgesamt einfach und kostengünstig herstellbar ist. Der Dichtkörper umschließt den elektrischen Leiter ungehaftet und unter elastischer Vorspannung dichtend. Bedarfsweise können Dichtkörper und elektrischer Leiter deshalb getrennt voneinander ausgewechselt werden. Insbesondere die praktisch beliebig lange Wiederverwendbarkeit des elektrischen Leiters, der aus einem teuren Werkstoffen besteht und während seiner Gebrauchsdauer praktisch keinem Verschleiß unterliegt, ist von hervorzuhebendem Vorteil.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Tragkörper aus einem zähharten Kunststoff besteht, der bevorzugt elektrisch isolierend ist. Hierbei ist von Vorteil, dass das Zwei-Komponenten-Bauteil einfach und kostengünstig herstellbar ist und nur ein geringes Gewicht aufweist. Die elektrisch isolierenden Eigenschaften des Trägerteils haben den Vorteil, dass es einer separat herzustellenden und zu montierenden elektrischen Isolation gegenüber einem Gehäuse, an dem das Zwei-Komponenten-Bauteil üblicherweise festgelegt ist, nicht bedarf.
Der Tragkörper kann, im Querschnitt betrachtet, im Wesentlichen L-förmig ausgebildet sein, mit einem Axialflansch und einem Radialflansch, wobei sich der Axialflansch parallel zum elektrischen Leiter erstreckt und diesen mit radialem Abstand umschließt, wobei in dem durch den Abstand gebildeten Spalt zumindest eine Innendichtlippe des Dichtkörpers angeordnet ist, die den Außenumfang des elektrischen Leiters ungehaftet und unter elastischer Vorspannung dichtend umschließt.
Weiter bevorzugt können zwei in einer funktionstechnischen Reihenschaltung angeordnete Innendichtlippen zur Anwendung gelangen, um die Dichtsicherheit weiter zu erhöhen.
Auf der der Innendichtlippe radial abgewandten Seite des Axialflanschs kann zumindest eine Außendichtlippe angeordnet sein. Diese Außendichtlippe dichtet gegenüber einem Gehäuse ab, an dem das Zwei-Komponenten-Bauteil festgelegt ist.
Nach einer ersten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Innendichtlippe und die Außendichtlippe einstückig ineinander übergehend und matenaleinheitlich ausgebildet sind. Hierbei ist von Vorteil, dass die Herstellung des Zwei-Komponenten-Bauteils dadurch besonders einfach und kostengünstig ist. Die Innendichtlippe und die Außendichtlippe bestehen bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Dichtungswerkstoff. Insbesondere dann, wenn auch das Trägerteil aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff besteht, sind die elektrischen Leiter der Stromsammelschiene und ein Gehäuse, an dem das Zwei-Komponenten-Bauteil festgelegt ist, wirkungsvoll elektrisch voneinander isoliert.
Nach einer zweiten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Innendichtlippe und die Außendichtlippe jeweils separat voneinander erzeugt und einander nicht berührend zugeordnet sind. Hierbei ist von Vorteil, dass die Innendichtlippe und die Außendichtlippe jeweils funktionstechnisch individualisiert sein können. Die Werkstoffeigenschaften der Dichtlippen können gut an ihre jeweilige Funktion angepasst werden.
Zumindest die Innendichtlippe kann aus einem elektrisch isolierenden Dichtungswerkstoff bestehen. Wird der elektrische Leiter von der Innendichtlippe abgedichtet und durch die Innendichtlippe wird die Berührung des Trägerteils verhindert, ist es nicht zwingend erforderlich, dass auch die Außendichtlippe aus einem elektrisch isolierenden Dichtungswerkstoff bestehen muss. Auch können dann Dichtungswerkstoffe zur Anwendung gelangen, die keinen besonders hohen elektrischen Widerstand aufweisen, dafür jedoch eine besonders dauerhaltbare und zuverlässige Abdichtung ermöglichen, zum Beispiel weil sie besonders ölbeständig sind.
Eine zusätzliche Abdichtung des Zwei-Komponenten-Bauteils gegenüber einem Gehäuse an dem es festgelegt ist, kann dadurch erreicht werden, dass der Radialflansch zumindest eine Axialdichtlippe aufweist, die sich axial in Richtung der Außendichtlippe und im Wesentlichen entlang des Außenumfangs des Trägerteils erstreckt. In einem solchen Fall erfolgt die Abdichtung des Zwei- Komponenten-Bauteils durch das Zusammenwirken der Axialdichtlippe und der Außendichtlippe. Axialdichtlippe und Außendichtlippe dichten eine Öffnung eines Gehäuses, in der das Zwei-Komponenten-Bauteil angeordnet ist, gegenüber der Umgebung ab.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der elektrische Leiter einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist. Hierbei ist von Vorteil, dass er, im Gegensatz zu einem elektrischen Leiter aus ausgestanztem Blech, keine Ecken oder prozessbedingte Stanzgrate aufweist und dadurch eine robuste Kompression des Dichtungswerkstoffs möglich ist. Der runde oder ovale Querschnitt des elektrischen Leiters beschädigt die Innendichtlippe auch bei größeren elastischen Vorspannungen nicht.
Das Trägerteil kann zumindest eine Befestigungsbohrung aufweisen, in der ein Kraftbegrenzungselement angeordnet ist. Das Trägerteil kann zum Beispiel an ein Gehäuse angeschraubt werden. Dazu durchdringt eine Schraube zunächst die Befestigungsbohrung und wird in das Gehäuse eingeschraubt. Um eine Beschädigung des Trägerteils beim Anschrauben an das Gehäuse durch ein zu hohes Anzugs-Drehmoment der Schraube zu verhindern, sind die Kraftbegrenzungselemente, die zum Beispiel durch Kraftbegrenzungsringe gebildet sein können, vorgesehen. Eine unerwünscht hohe Kraft, die ohne die Kraftbegrenzungselemente zu einer Zerstörung des Trägerteils führen könnte, wird dadurch verhindert.
Außerdem kann die Dichtungsanordnung ein flüssigkeitsgekühltes Elektrobauteil mit einem Gehäuse umfassen, wobei das Gehäuse eine Einbauöffnung aufweist, in der das Zwei-Komponenten-Bauteil dichtend angeordnet ist.
Das Elektrobauteil kann durch einen Elektromotor gebildet sein. Wie eingangs bereits beschrieben, ist es insbesondere bei ölgekühlten Elektromotoren in E-Fahrzeugen notwendig, empfindliche Leistungselektronik, zum Beispiel die Leistungselektronik eines Inverters, sicher abzudichten.
Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung einer Dichtungsanordnung, wie zuvor beschrieben, zur Abdichtung einer Stromsammelschiene eines flüssigkeitsgekühlten Elektrobauteils.
Die zuvor beschriebene Dichtungsanordnung ist einfach und kostengünstig herstellbar. In einem möglichen Reparaturfall kann durch die ungehaftete Zuordnung von elektrischen Leiter und Innendichtung der elektrische Leiter stets wiederverwendet werden. Dazu wird der elektrische Leiter aus der Innendichtung einfach herausgezogen, das bisherige Trägerteil mit dem bisherigen Dichtkörper, also das Zwei-Komponenten-Bauteil, gegen eine entsprechende neue vormontierte Einheit ausgetauscht und der elektrische Leiter wird wieder in dem Dichtkörper montiert.
Die Dichtungsanordnung weist außerdem einen teilearmen Aufbau auf. Die Montage ist prozesssicher durchführbar, weil eine Montage von separat hergestellten Dichtringen nicht erforderlich ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert.
Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
Figur 1 einen Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel einer Dichtungsanordnung in einer perspektivischen Ansicht, Figur 2 einen Schnitt durch die Dichtungsanordnung aus Figur 1.
Ausführung der Erfindung
In den Figuren 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gezeigt.
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Stromsammelschiene 1 drei elektrische Leiter 2.1 , 2.2, 2.3 die jeweils einen runden Querschnitt aufweisen. Die elektrischen Leiter 2.1 , 2.2, 2.3 sind von dem Zwei-Komponenten-Bauteil 3 umschlossen, das das Trägerteil 4 und den Dichtkörper 5 umfasst. Das Trägerteil 4 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem zähharten und elektrisch isolierenden Kunststoff, der Dichtkörper 5 aus einem gummielastischen Dichtungswerkstoff. Das Trägerteil 4 und der Dichtkörper 5 bilden eine vormontierte Einheit und sind stoffschlüssig miteinander verbunden.
Das schematisch angedeutete flüssigkeitsgekühlte Elektrobauteil 14 ist durch einen ölgekühlten Elektromotor für ein E-Fahrzeug gebildet und umfasst das Gehäuse 15, das eine Einbauöffnung 16 für das Zwei-Komponenten-Bauteil 3 aufweist. Das Zwei-Komponenten-Bauteil 3 ist dichtend in der Einbauöffnung 16 des Gehäuses 15 angeordnet. Das Zwei-Komponenten-Bauteil 3 ist mit dem Gehäuse 15 verschraubt. Im Trägerteil 4 sind die beiden Befestigungsbohrungen 12.1 , 12.2 angeordnet, in denen jeweils ein ringförmiges Kraftbegrenzungselement 13.1 , 13.2 angeordnet ist, das zum Beispiel aus einem metallischen Werkstoff besteht. Der vergleichsweise empfindlichere Werkstoff des Trägerteils 4 wird dadurch vor zu hohen Anzugs- Drehmomenten geschützt, die das Trägerteil 4 während seiner Montage am Gehäuse 15 zerstören könnten. In Figur 2 ist die Dichtungsanordnung aus Figur 1 im Schnitt gezeigt. Hier ist zu erkennen, dass der Tragkörper 4, im Querschnitt betrachtet, im Wesentlichen L- förmig ausgebildet ist und einen Axialflansch 6 und einen Radialflansch 7 aufweist. Der Axialflansch 6 erstreckt sich parallel zu den elektrischen Leitern 2.1 , 2.2, 2.3, der Radialflansch Ziffer sieben senkrecht dazu. Der Axialflansch 6 ist im Wesentlichen vollständig vom Dichtungswerkstoff des Dichtkörpers 5 umschlossen, innenseitig von den Innendichtlippen 9.1 , 9.2 und außenseitig von der Außendichtlippe 10.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel gehen die Innendichtlippen 9.1 , 9.2 und die Außendichtlippe 10 einstückig ineinander über und bestehen aus demselben, elektrisch isolierenden Dichtungswerkstoff. Für die meisten Anwendungsfälle ist eine derartig einstückig ineinander übergehende und matenaleinheitliche Ausbildung gut geeignet und einfach und kostengünstig herstellbar.
Die Axialdichtlippe 11 , die ebenfalls einstückig ineinander übergehend und matenaleinheitlich mit der Außendichtlippe 10 und mit den Innendichtlippen 9.1 , 9.2 ausgebildet ist, ist am Radialflansch 7 des Trägerteils 4 angeordnet und ist wulstförmig axial in Richtung der Außendichtlippe 10 vorgewölbt. Die Axialdichtlippe 11 dichtet die Stirnseite des Gehäuses 15 ab, die Außendichtlippe 10 demgegenüber die umfangsseitige Begrenzung der Einbauöffnung 16.
Der Dichtkörper 5 umschließt die elektrischen Leiter 2.1 , 2.2, 2.3 jeweils ungehaftet und unter elastischer Vorspannung dichtend. Bedarfsweise können die elektrischen Leiter 2.1 , 2.2, 2.3 deshalb einfach und zerstörungsfrei aus dem Dichtkörper 5 gelöst werden.

Claims

Patentansprüche
1. Dichtungsanordnung, umfassend eine Stromsammelschiene (1 ) mit zumindest einem elektrischen Leiter (2.1 , 2.2, 2.3, ... ) und ein Zwei- Komponenten-Bauteil (3), das ein Trägerteil (4) aus einem zähharten Werkstoff und einen Dichtkörper (5) aus einem gummielastischen Dichtungswerkstoff umfasst, der mit dem Trägerteil (4) stoffschlüssig verbunden ist, wobei der Dichtkörper (5) den elektrischen Leiter (2.1 , 2.2,
2.3, ... ) ungehaftet und unter elastischer Vorspannung dichtend umschließt.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (4) aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff besteht.
3. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (4), im Querschnitt betrachtet, im Wesentlichen L-förmig ausgebildet ist, mit einem Axialflansch (6) und einem Radialflansch (7), wobei sich der Axialflansch (6) parallel zum elektrischen Leiter (2.1 , 2.2, 2.3, ... ) erstreckt und diesen mit radialem Abstand umschließt, wobei in dem durch den Abstand gebildeten Spalt (8) zumindest eine Innendichtlippe (9.1 , 9.2, ... ) des Dichtkörpers (5) angeordnet ist, die den Außenumfang des elektrischen Leiters (2.1 , 2.2,
2.3, ... ) ungehaftet und unter elastischer Vorspannung dichtend umschließt.
4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Innendichtlippe (9.1 , 9.2, ... ) radial abgewandten Seite des Axialflanschs (6) zumindest eine Außendichtlippe (10) angeordnet ist.
5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innendichtlippe (9.1 , 9.2,... ) und die Außendichtlippe (10) einstückig ineinander übergehend und matenaleinheitlich ausgebildet sind.
6. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innendichtlippe (9.1 , 9.2,... ) und die Außendichtlippe (10) aus einem elektrisch isolierenden Dichtungswerkstoff bestehen.
7. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innendichtlippe (9.1 , 9.2,... ) und die Außendichtlippe (10) jeweils separat voneinander erzeugt und einander nicht-berührend zugeordnet sind.
8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Innendichtlippe (9.1 , 9.2,... ) aus einem elektrisch isolierenden Dichtungswerkstoff besteht.
9. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialflansch (7) zumindest eine Axialdichtlippe (11 ) aufweist, die sich axial in Richtung der Außendichtlippe (10) und im Wesentlichen entlang des Außenumfangs des Trägerteils (4) erstreckt.
10. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (2.1 , 2.2, 2.3,... ) einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist.
11 . Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (4) zumindest eine Befestigungsbohrung (12.1 , 12.2,... ) aufweist, in der ein Kraftbegrenzungselement (13.1 , 13.2,... ) angeordnet ist.
12. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass diese außerdem ein flüssigkeitsgekühltes Elektrobauteil (14) mit einem Gehäuse (15) umfasst, wobei das Gehäuse (15) eine Einbauöffnung (16) aufweist, in der das Zwei-Komponenten- Bauteil (3) dichtend angeordnet ist.
13. Dichtungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrobauteil (14) durch einen Elektromotor gebildet ist.
14. Verwendung einer Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Abdichtung einer Stromsammelschiene (1 ) eines flüssigkeitsgekühlten Elektrobauteils (14).
EP24704367.2A 2023-02-16 2024-02-07 Dichtungsanordnung und deren verwendung Pending EP4666299A1 (de)

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EP26165746.4A EP4739012A2 (de) 2023-02-16 2024-02-07 Dichtungsanordnung und deren verwendung

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