WO2005081366A1 - Gehäuse mit flüssigkeitsdichter elektrischer durchführung - Google Patents

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WO2005081366A1
WO2005081366A1 PCT/EP2004/053712 EP2004053712W WO2005081366A1 WO 2005081366 A1 WO2005081366 A1 WO 2005081366A1 EP 2004053712 W EP2004053712 W EP 2004053712W WO 2005081366 A1 WO2005081366 A1 WO 2005081366A1
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Lars Lauer
Gerd Mörsberger
Paul Ponnath
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    • Y10T29/49165—Manufacturing circuit on or in base by forming conductive walled aperture in base

Definitions

  • the invention relates to a housing with a liquid-tight electrical feedthrough according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates in particular to housings of x-ray emitters.
  • an X-ray tube is accommodated in a housing.
  • cooling oil is circulated through the housing under an overpressure.
  • Electrical lines for controlling and monitoring the X-ray tube are led through the housing wall by means of a closure, which closes a breakthrough in the housing in a liquid-tight manner.
  • a closure which closes a breakthrough in the housing in a liquid-tight manner.
  • cooling oil because of the good wetting properties of the cooling oil, it often happens in practice that cooling oil creeps along contact pins cast into the closure and undesirably escapes on the outside of the housing.
  • the production of conventional closures requires a relatively high outlay; they are expensive.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
  • an electrical bushing for a housing that can be produced as simply and inexpensively as possible and that has improved tightness is to be specified.
  • the closure is a multilayer printed circuit board.
  • the use of a printed circuit board enables simple and inexpensive manufacture of an electrical feedthrough for a housing.
  • the printed circuit board is advantageously attached to the housing in such a way that one, facing the interior of the housing
  • At least one first contact element is provided on the upper side.
  • the first contact element is used to connect at least one electrical line accommodated in the housing.
  • the first layer is expediently made of an electrically insulating material. This ensures that the closure is electrically insulated from the housing.
  • the first contact element is electrically connected to a second contact element via at least one conductor track which forms a second layer and is guided in the interior of the printed circuit board.
  • a blind hole penetrating through the first layer and reaching as far as the second layer is advantageously provided. The provision of a blind hole contributes to the fact that liquid received on the housing cannot crawl through the layers of the printed circuit board.
  • the second contact element can be provided on a lower side lying opposite the upper side. But it can also be led out on an edge of the circuit board. According to a further embodiment it is provided that the circuit board is flexible. This enables easy adjustment z. B. on non-planar breakthrough geometries.
  • the circuit board advantageously has a plurality of superimposed second layers of conductor tracks.
  • the first and the second contact element can be connected via a plurality of electrically conductive interconnects connected to one another. This ensures tightness under extreme loads.
  • a seal is provided between the printed circuit board and the housing. Furthermore, a pressure plate which rests on the underside of the printed circuit board can be provided for pressing the printed circuit board against the seal. Such a pressure plate enables simple assembly. Apart from this, the circuit board can also be mechanically, for. B. against a prevailing pressure in the housing can be stabilized.
  • the proposed electrical feedthrough is basically suitable for many types of housings that are filled with a liquid.
  • housings that are filled with a liquid.
  • motor and transmission housings, reactors for carrying out chemical reactions, housings for cooling and heating systems and the like come into consideration.
  • the proposed electrical implementation is suitable for producing an X-ray.
  • an X-ray tube is accommodated in the housing.
  • the use of a printed circuit board is provided as a closure for the liquid-tight sealing of an opening provided in a housing and as an electrical feedthrough.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a sectional view of a second exemplary embodiment.
  • a housing 1 has an opening 2.
  • a printed circuit board 3 has a first layer 4 made of an electrically insulating material, which faces the interior of the housing 1 and spans the opening 2.
  • the first layer 4 forms an upper side 0 of the printed circuit board 3.
  • a plurality of electrically conductive second layers 5 are provided in the interior of the printed circuit board 3, which are connected to one another in an electrically conductive manner via a bridge 6.
  • the second layers 5 are expediently conductor tracks.
  • An underside U of the printed circuit board 3 opposite the upper side 0 consists of a third one
  • Layer 7 formed, which in turn is made of an electrically insulating material.
  • first layer 4 there is a first 8 and in the third layer 7 a second blind hole 9.
  • a first contact element 10 attached to the upper side O is electrically conductively connected to the second layer 5 by means of a first connection 11 led through the first blind hole 8.
  • a second electrical contact element 12 provided on the underside U is electrically conductively connected to the second layer 5 by means of a second connection 13 led through the second blind hole 9.
  • the first 10 and the second contact element 12 are preferably mounted on the printed circuit board 3 using SMD technology.
  • a pressure plate 14 is attached to the housing 1 by means of screws 15.
  • the pressure plate 14 rests on the underside U of the printed circuit board 3 and presses the upper side 0 opposite the underside U against an O-ring seal 16.
  • the pressure plate 14 is preferably designed such that it spans a substantial part of the opening 2 and thus the printed circuit board 3 stabilized against a liquid overpressure prevailing in the housing 1.
  • the circuit board 3 is held on the housing 1 by means of a cover 17.
  • a section of the printed circuit board 3 protrudes laterally out of the housing.
  • the second layer 5 has a bend 18 on the edge led out of the housing. This enables the connection of the second layer to be established, for example, by plugging a suitable flat plug onto the section of the printed circuit board 3 that protrudes laterally from the housing.
  • the opening 2 is spanned by the first layer 4 of the printed circuit board 3.
  • a first blind hole 8 is only provided in the first layer 4 and extends to the second layer 5.
  • the printed circuit board 3 has no continuous breakthrough.
  • creeping of cooling oil, for example, along such continuous openings as are used according to the prior art is reliably and reliably avoided.
  • the proposed electrical implementation can be implemented simply and inexpensively using multilayer printed circuit boards manufactured according to conventional techniques.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse mit flüssigkeitsdichter elektrischer Durchführung, wobei ein im Gehäuse (1) vorgesehener Durchbruch (2) mit einem die elektrische Durchführung umfassenden Verschluss verschlossen ist. Zur Verbesserung der Dichtigkeit wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass der Verschluss eine mehrschichtig ausgebildete Leiterplatte (3) ist.

Description

Beschreibung
Gehäuse mit flüssigkeitsdichter elektrischer Durchführung
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse mit einer flüssigkeitsdichten elektrischen Durchführung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft insbesondere Gehäuse von Röntgenstrah- lern. Bei nach dem Stand der Technik bekannten Röntgenstrahlern ist in einem Gehäuse eine Röntgenröhre aufgenommen. Zur Kühlung der Röntgenröhre wird durch das Gehäuse unter einem Überdruck Kühlöl zirkuliert. Elektrische Leitungen zur An- steuerung und zur Überwachung der Röntgenröhre sind mittels eines Verschlusses durch die Gehäusewand geführt, welcher einen Durchbruch im Gehäuse flüssigkeitsdicht verschließt. Insbesondere wegen der guten Benetzungseigenschaften des Kühlöls kommt es in der Praxis immer wieder vor, dass Kühlöl entlang von im Verschluss eingegossenen Kontaktstiften kriecht und unerwünschterweise an der Außenseite des Gehäuses austritt. Abgesehen davon erfordert die Herstellung herkömmlicher Verschlüsse einen relativ hohen Aufwand; sie sind teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine möglichst einfach und kostengünstig herstellbare elektrische Durchführung für ein Gehäuse angegeben werden, die eine verbesserte Dichtigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 28.
Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verschluss eine mehrschichtig ausgebildete Leiterplatte ist. Die Verwendung einer Leiterplatte ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung einer elektrischen Durchführung für ein Gehäuse.
Vorteilhafterweise ist die Leiterplatte so am Gehäuse ange- bracht, dass eine zum Gehäuseinnenraum hin weisende, eine
Oberseite der Leiterplatte bildende erste Schicht den Durchbruch überspannt. Indem die Leiterplatte so am Gehäuse angebracht ist, dass eine zum Gehäuseinnenraum hinweisende, eine Oberseite der Leiterplatte bildende erste Schicht den Durch- bruch überspannt, wird sicher und zuverlässig ein Kriechen einer im Gehäuse aufgenommenen Flüssigkeit durch die Leiterplatte hindurch vermieden. Der vorgeschlagene Verschluss weist eine verbesserte Dichtigkeit auf.
Vorteilhafterweise ist auf der Oberseite mindestens ein erstes Kontaktele ent vorgesehen. Das erste Kontaktelement dient zum Anschluss zumindest einer im Gehäuse aufgenommenen elektrischen Leitung. Die erste Schicht ist zweckmäßigerweise aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt. Damit ist gewährleistet, dass der Verschluss gegenüber dem Gehäuse elektrisch isoliert ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das erste Kontaktelement über mindestens eine im Inneren der Leiterplatte geführ- te eine zweite Schicht bildende Leiterbahn mit einem zweiten Kontaktelement elektrisch verbunden. Zur Kontaktierung des ersten Kontaktelements ist vorteilhafterweise ein die erste Schicht durchgreifendes und bis zur zweiten Schicht erreichendes Sackloch vorgesehen. Das Vorsehen eines Sacklochs trägt dazu bei, dass an dem Gehäuse aufgenommene Flüssigkeit nicht guer durch die Schichten der Leiterplatte kriechen kann.
Das zweite Kontaktelement kann auf einer der Oberseite gege- nuberliegenden Unterseite vorgesehen sein. Es kann aber auch an einer Kante der Leiterplatte herausgeführt sein. Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Leiterplatte flexibel ausgebildet ist. Das ermöglicht eine einfache Anpassung z. B. an nichtplanare Durchbruchgeomet- rien.
Vorteilhafterweise weist die Leiterplatte mehrere übereinan- derliegende zweite Schichten von Leiterbahnen auf. In diesem Fall können das erste und das zweite Kontaktelement über mehrere übereinanderliegende, elektrisch leitende miteinander verbundene Leiterbahnen verbunden sein. Damit kann eine Dichtigkeit bei extremen Beanspruchungen gewährleistet werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuse eine Dichtung vorgese- hen ist. Des Weiteren kann eine an der Unterseite der Leiterplatte anliegende Druckplatte zum Drücken der Leiterplatte gegen die Dichtung vorgesehen sein. Eine solche Druckplatte ermöglicht eine einfache Montage. Abgesehen davon kann damit die Leiterplatte zusätzlich mechanisch, z. B. gegen einen im Gehäuse herrschenden Überdruck, stabilisiert werden.
Die vorgeschlagene elektrische Durchführung eignet sich grundsätzlich für viele Arten von Gehäusen, die mit einer Flüssigkeit gefüllt sind. In Betracht kommen beispielsweise Motor- und Getriebegehäuse, Reaktoren zur Durchführung chemischer Reaktionen, Gehäuse von Kühl- und Heizanlagen und dgl. Insbesondere eignet sich die vorgeschlagene elektrische Durchführung zur Herstellung eines Rontgenstrahles. In diesem Fall ist im Gehäuse eine Röntgenröhre aufgenommen.
Nach weiterer Maßgabe der Erfindung ist die Verwendung einer Leiterplatte als Verschluss zum flüssigkeitsdichten Verschließen eines in einem Gehäuse vorgesehenen Durchbruchs und als elektrische Durchführung vorgesehen. Wegen der vorteilhaften Ausgestaltung der Verwendung wird auf die vorerwähnten Merkmale verwiesen, die sinngemäß ebenfalls Ausgestaltungen der Verwendung bilden können.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1. eine Schnittansieht eines ersten Ausführungsbei- spiels und
Fig. 2 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbei- spiels.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel weist ein Gehäuse 1 einen Durchbruch 2 auf. Eine Leiterplatte 3 weist eine aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellte erste Schicht 4 auf, die zum Inneren des Gehäuses 1 weist und den Durchbruch 2 überspannt. Die erste Schicht 4 bildet eine Oberseite 0 der Leiterplatte 3. Im Inneren der Leiterplatte 3 sind in übereinanderliegender Anordnung mehrere elektrisch leitende zweite Schichten 5 vorgesehen,, die über eine Brücke 6 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Bei den zweiten Schichten 5 handelt es sich zweckmäßi— gerweise um Leiterbahnen. Eine der Oberseite 0 gegenüberlie- gende Unterseite U der Leiterplatte 3 ist aus einer dritten
Schicht 7 gebildet, die wiederum aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist. In der ersten Schicht 4 ist ein erstes 8 und in der dritten Schicht 7 ein zweites Sackloch 9 vorgesehen. Ein an der Oberseite O angebrachtes erstes Kontaktelement 10 ist mittels einer durch das erste Sackloch 8 geführten ersten Verbindung 11 mit der zweiten Schicht 5 elektrisch leitend verbunden. Desgleichen ist ein an der Unterseite U vorgesehenes zweites elektrisches Kontaktelement 12 mittels einer durch das zweite Sackloch 9 geführten zwei- ten Verbindung 13 elektrisch leitend mit der zweiten Schicht 5 verbunden. Das erste 10 und das zweite Kontaktelement 12 sind vorzugsweise in SMD-Technik auf die Leiterplatte 3 montiert.
Eine Druckplatte 14 ist mittels Schrauben 15 am Gehäuse 1 an- gebracht. Die Druckplatte 14 liegt an der Unterseite U der Leiterplatte 3 an und drückt die der Unterseite U gegenüberliegende Oberseite 0 gegen eine O-Ringdichtung 16. Die Druckplatte 14 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie einen wesentlichen Teil des Durchbruchs 2 überspannt und damit die Leiterplatte 3 gegen einen im Gehäuse 1 herrschenden Flüssigkeitsüberdruck stabilisiert.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Leiterplatte 3 mittels eines Deckels 17 am Gehäuse 1 gehalten. In diesem Fall ragt ein Abschnitt der Leiterplatte 3 seitlich aus dem Gehäuse heraus. Anstelle des zweiten Kontaktelements 12 weist die zweite Schicht 5 an der aus dem Gehäuse herausgeführten Kante eine Umbiegung 18 auf. Das ermöglicht die Herstellung einer Verbindung der zweiten Schicht beispiels- weise durch Aufstecken eines geeigneten flachen Steckers auf den aus dem Gehäuse seitlich herausstehenden Abschnitt der Leiterplatte 3.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, wird der Durchbruch 2 jeweils durch die erste Schicht 4 der Leiterplatte 3 überspannt. Es ist lediglich in der ersten Schicht 4 ein erstes Sackloch 8 vorgesehen, welches bis zur zweiten Schicht 5 reicht. Insbesondere weist die Leiterplatte 3 keinerlei durchgehenden Durchbruch auf. Infolgedessen wird ein Kriechen beispielsweise von Kühlöl entlang derartiger durchgehender Durchbrüche, wie sie nach dem Stand der Technik verwendet werden, sicher und zuverlässig vermieden. Die vorgeschlagene elektrische Durchführung lässt sich einfach und kostengünstig unter Verwendung nach herkömmlichen Techniken hergestellter mehrlagiger Leiterplatten realisieren.

Claims

Patentansprüche
1. Gehäuse mit flüssigkeitsdichter elektrischer Durchführung, wobei ein im Gehäuse (1) vorgesehener Durchbruch (2) mit einem die elektrische Durchführung umfassenden Verschluss verschlossen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Verschluss eine mehrschichtig ausgebildete Leiterplatte (3) ist.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, wobei die Leiterplatte (3) so am Gehäuse (1) angebracht ist, dass eine zum Gehäuseinnenraum hin weisende, eine Oberseite (0) der Leiterplatte (3) bildende erste Schicht (4) den Durchbruch (2) überspannt.
3. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Oberseite (0) mindestens ein erstes Kontaktelement (10) vorgesehen ist.
4. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Schicht (4) aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist.
5. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Kontaktelement (10) über mindestens eine im Inneren der Leiterplatte (3) geführte eine zweite Schicht (5) bildende Leiterbahn mit einem zweiten Kontaktelement (12) elektrisch verbunden ist.
6. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Kontaktierung des ersten Kontaktelements (10) ein die erste Schicht (4) durchgreifendes und bis zur zweiten Schicht (5) reichendes Sackloch (8) vorgesehen ist.
7. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Kontaktelement (12) auf einer der Oberseite (0) gegenüberliegenden Unterseite (U) vorgesehen ist.
8. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Kontaktelement (12) an einer Kante der Leitplatte (3) herausgeführt ist.
9. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterplatte (3) flexibel ist.
10. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterplatte (3) mehrere übereinanderliegende zweite Schichten (5) von Leiterbahnen aufweist.
11. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste (10) und das zweite Kontaktelement (12) über mehrere übereinanderliegende, elektrisch leitend miteinander ver- bundene Leiterbahnen verbunden sind.
12. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der Leiterplatte (3) und dem Gehäuse (1) eine Dichtung (16) vorgesehen ist.
13. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, eine an der Unterseite (U) der Leiterplatte (3) anliegende Druckplatte (14) zum Drücken der Leiterplatte (3) gegen die Dichtung (16) vorgesehen ist.
14. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Gehäuse (1) eine Röntgenröhre aufgenommen ist.
15. Verwendung einer Leiterplatte (3) als Verschluss zum flüssigkeitsdichten Verschließen eines in einem Gehäuse (1) vorgesehenen Durchbruchs (2) und als elektrische Durchführung.
16. Verwendung nach Anspruch 15, wobei die Leiterplatte (3) so am Gehäuse (1) angebracht ist, dass eine zum Gehäuseinnenraum hin weisende, eine Oberseite (0) der Leiterplatte (3) bildende erste Schicht (4) den Durchbruch (2) überspannt.
17. Verwendung nach Anspruch 15 oder 16, wobei auf der Oberseite (0) mindestens ein erstes Kontaktelement (16) vorgesehen ist.
18. Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die erste Schicht (4) aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist.
19. Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei das erste Kontaktelement (10) über mindestens eine im Inneren der Leiterplatte (3) geführte eine zweite Schicht (5) bildende Leiterbahn mit einem zweiten Kontaktelement (12) elektrisch verbunden ist .
20. Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei zur Kontaktierung des ersten Kontaktelements (10) ein die erste Schicht (4) durchgreifendes und bis zur zweiten Schicht (5) reichendes Sackloch (8) vorgesehen ist.
21. .Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 20.,; wobei das-, zweite Kontaktelement (12) auf einer der Oberseite (O) gegenüberliegenden Unterseite (U) vorgesehen ist .
22. Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, wobei das zweite Kontaktelement (12) an einer Kante der Leitplatte (3) herausgeführt ist.
23. Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, wobei die Leiterplatte (3) flexibel ist.
24. Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, wobei die Leiterplatte (3) mehrere übereinanderliegende zweite Schichten (5) von Leiterbahnen aufweist.
25. Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, wobei das erste (10) und das zweite Kontaktelement (12) über mehrere übereinanderliegende, elektrisch leitend miteinander verbundene Leiterbahnen verbunden sind.
26. Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, wobei zwischen der Leiterplatte (3) und dem Gehäuse (1) eine Dichtung (16) vorgesehen ist.
27. Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 26, wobei eine an der Unterseite (U) der Leiterplatte (3) anliegende Druckplatte (14) zum Drücken der Leiterplatte (3) gegen die Dichtung (16) vorgesehen ist.
28. Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 27, wobei im Gehäuse (1) eine Röntgenröhre aufgenommen ist.
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