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Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb wie Hybridfahrzeuge oder rein elektrisch betriebene Fahrzeuge weisen eine Leistungselektronik mit hoher Verlustwärme auf. Zum einen muss die Leistungselektronik geschützt sein und zum anderen muss die erwähnte Verlustwärme effektiv abgeführt werden können.
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Die Druckschrift
EP 1 536 674 B1 zeigt ein doppelwandiges Gehäuse für eine Solaranlage und weist auf eine Crimpverbindung von Gehäuseteilen hin.
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Aus der Druckschrift
EP 0 876 743 B1 ist es bekannt, Gehäuseteile und Kühlkörper eines Leistungselektronikgehäuses mittels Crimpen zu verbinden.
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Aus der Druckschrift
DE 102 01 557 B4 geht ein doppelwandiges Gehäuse für Leistungselektronik hervor, dessen Wärme mittels Verdampfungskühlung abgeführt werden kann.
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Die Druckschrift
DE 199 46 241 C1 zeigt eine Kühlvorrichtung für ein thermisch belastetes Bauteil.
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In der Druckschrift
DE 10 2015 219 071 B3 ist ein Leistungsmodul beschrieben, das unter anderem einen Kühlkörper und einen Deckel aufweist. Dabei sind der Deckel und der Kühlkörper mittels einer Einschnappverbindung miteinander verbunden.
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Die Druckschrift
JP H11 204162 A zeigt ein leitfähiges Gehäuse mit mehrschichtiger Struktur zur Erdung einer Leiterplatte.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der sich ein Leistungselektronikgehäuse mit guten Kühlungseigenschaften auf einfache Weise realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird gelöst von den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche. Weitere Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Es wird vorgeschlagen, ein Leistungselektronikgehäuse doppelwandig auszuführen, insbesondere um in den entstehenden Hohlraum zwischen den Wänden Kühlmedium zirkulieren lassen zu können. Das Leistungselektronikgehäuse ist insbesondere für Kraftfahrzeuge vorgesehen, beispielsweise für Leistungselektronik in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Das Leistungselektronikgehäuse weist einen Deckel und eine doppelwandige Schalenstruktur auf. Die Schalenstruktur wird von dem Deckel abgeschlossen, insbesondere in abdichtender Weise. Die Schalenstruktur weist eine erste Schale und eine zweite Schale auf. Diese sind fluiddicht miteinander verbunden. Es ergibt sich ein Hohlraum zwischen der ersten Schale und der zweiten Schale. Es kann ein Einlass und ein Auslass vorgesehen sein, die jeweils mit dem Hohlraum zwischen den beiden Schalen fluidtechnisch verbunden sind. Der Hohlraum kann als Kühlkanal ausgebildet sein.
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Die zweite Schale weist eine Vertiefung auf. Ebenso weist vorzugsweise auch die erste Schale eine Vertiefung auf, damit die beiden Schalen ineinander eingesteckt bzw. eingelassen werden können. Die Vertiefung der zweiten Schale begrenzt zusammen mit dem Deckel ein Gehäuseinnenraum. In diesem Gehäuseinnenraum kann Leistungselektronik vorgesehen sein oder sind Leistungselektronikbauelemente angeordnet. Im letztgenannten Fall bildet das dann gefüllte Leistungselektronikgehäuse ein gehäustes Leistungselektronikmodul.
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Die Vertiefung der zweiten Schale ist in die erste Schale eingelassen, insbesondere in eine Vertiefung der ersten Schale. Im Hinblick auf die Vertiefungen bildet die zweite Schale eine innere Schale und die erste Schale eine äußere Schale.
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Abschnitte der ersten Schale, die die Vertiefung der ersten Schale bilden, sind Abschnitte einer äußeren Schale. Abschnitte der zweiten Schale, die die Vertiefung der zweiten Schale bilden, sind Abschnitte einer inneren Schale. Der Gehäuseinnenraum ist somit von der Innenseite (der Vertiefung) der zweiten Schale ausgebildet. Die Außenseite der ersten Schale bildet auch die Außenseite des Leistungselektronikgehäuses. Der Rand der ersten Schale ist umlaufen mit dem Rand der zweiten Schale in abdichtender Weise verbunden. Daher ist der Hohlraum nach außen angedichtet. Auch der Deckel ist umlaufend mit der Schalenstruktur (bzw. mit dem Rand der zweiten Schale) in abdichtender Weise verbunden. Es ergibt sich ein nach außen abgedichteter Gehäuseinnenraum.
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Die zweite Schale weist einen Rand auf, der über eine Wölbung verfügt. Diese Wölbung ist nach außen gerichtet. Der Rand der zweiten Schale ist außerhalb der Abschnitte oder des Abschnitts, die bzw. der die Vertiefung der zweiten Schale bildet bzw. bilden. Der Rand selbst bildet somit keine Vertiefung der zweiten Schale.
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Ein Rand der ersten Schale ist mit dieser Wölbung, d. h. mit der Wölbung der zweiten Schale verbunden. Die Wölbung hat vorzugsweise einen Gesamtkrümmungswinkel von mindestens 60°, vorzugsweise von mindestens 90° und in weiteren Ausführungsformen von mehr als 90°, beispielsweise mindestens 120 oder mindestens 160°, insbesondere im Wesentlichen 180°. Im Querschnitt erstreckt sich die Wölbung in Form eines L (d. h. mit einem ersten Schenkel und einem zweiten Schenkel eines Winkels) oder ist im Wesentlichen in Form eines U mit einer ersten Linie und einer dazu gegenläufigen zweiten Linie, die über eine weitere Linie miteinander verbunden sind, die den Boden ausbildet. Somit kann sich auch eine Rinnenform ergeben oder auch eine auskragende Form, die jedoch keine Rinne ausbildet.
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Ein Rand der ersten Schale ist mit der Wölbung (des Rands der zweiten Schale) verbunden. Da die zweite Schale in der zweiten Schale steckt und die Wölbung der zweiten, inneren Schale nach außen gerichtet ist, stößt der Rand der äußeren, ersten Schale an diese Wölbung an. Es ergibt sich dadurch die Möglichkeit einer (insbesondere abdichtenden) Verbindung an den Rändern der Schalen, da die Ränder der Schalen direkt aneinanderstoßen.
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Der Deckel ist mit dem Rand der zweiten Schale verbunden, insbesondere an einer Außenseite des Randabschnitts der ersten Schale, die vom Rand der zweiten Schale abgewandt ist. Auf einer Seite des Rands der ersten Schale schließt sich somit die zweite Schale an, während auf der hierzu entgegengesetzten Seite des Rands der Deckel befestigt ist. Der Rand des Deckels ist über den Rand der ersten Schale (insbesondere über einen Abschnitt der Wölbung) mit dem Rand der zweiten Schale verbunden. Dies gilt insbesondere für einen Randabschnitt des Deckels, kann jedoch auch für die Seitenkante des Deckels nicht gelten.
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Der Deckel ist vorzugsweise mittels einer Crimpverbindung an der zweiten Schale oder an der ersten und an der zweiten Schale befestigt, beispielsweise an einer Stirnfläche des Rands der zweiten Schale (oder an Stirnflächen der Ränder beider Schalen). Die Crimpverbindung wird vom Deckel ausgebildet, insbesondere von einem Randabschnitt des Deckels.
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Die Crimpverbindung liegt in einer Ausführungsform an einer Stirnseite des Randes der zweiten Schale vor. Ferner kann die Crimpverbindung auch zusätzlich an einer Stirnseite des Randes der ersten Schale vorliegen. Die Crimpverbindung umgreift zumindest einen Teil der Stirnseite der zweiten Schale, kann sich auch über diese Stirnseite hinaus erstrecken. Hierbei kann die Crimpverbindung des Deckels die Stirnseite der zweiten Schale vollständig umgreifen und kann darüber hinaus auch sich jenseits der Stirnseite weiter erstrecken. Die Crimpverbindung wird von einem äußeren Rand des Deckels gebildet, der die Stirnseite bzw. Kante des Deckels umgreift.
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Die Crimpverbindung des Deckels kann den Rand der ersten Schale, den Rand der zweiten Schale oder beide Ränder vollständig oder zumindest teilweise umgreifen. Der Rand der ersten Schale kann, wenn dieser von der Crimpverbindung umgriffen wird, eine Verjüngung aufweisen, die sich ausgehend von einer Stirnseite des Rands zur Mitte der ersten Schale hin erstreckt. Mit anderen Worten kann der Rand der ersten Schale eine Hinterschneidung aufweisen, entlang der sich die Crimpverbindung erstreckt.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass durch die Crimpverbindung der Deckel mit dem Rand der zweiten Schale verbunden ist, wobei die Crimpverbindung an dem Ende der zweiten Schale oder am Ende der zweiten Schale und insbesondere am Ende der ersten Schale befestigt werden kann. Das Ende der Schalen entspricht der Stirnseite und kann beispielsweise einer Stanzkante entsprechen. Da sich die Crimpverbindung entlang eines Abschnitts der inneren Schale, d. h. der zweiten Schale erstreckt, ergibt sich eine Abdichtung zwischen dem Deckel (bzw. dessen Randabschnitt) und der zweiten Schale (insbesondere dem Rand der zweiten Schale). Dies erlaubt eine fluiddichte Abdichtung zwischen Deckel und Schalenstruktur und somit die Realisierung eines abgedichteten Gehäuseinnenraums zur Unterbringung von Elektronik.
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In einer ersten Ausführungsform ist die Wölbung des Randes der zweiten Schale rinnenförmig. Eine Rinne erstreckt sich insbesondere entlang einer Kurvenkrümmung von mehr als 180°. Im Querschnitt ergibt sich eine nicht vollständig vom Rand der zweiten Schale umgrenzte Querschnittsfläche. In diese Querschnittsfläche hinein erstreckt sich der Rand der ersten Schale, insbesondere die Stirnseite dieses Rands. Mit anderen Worten erstreckt sich der Rand der ersten Schale, insbesondere dessen Stirnseite, in die von dem Rand der zweiten Schale gebildete Rinne hinein. Die Stirnseite des Randes der ersten Schale erstreckt sich insbesondere bis zum Grund bzw. Boden der Rinne, die von dem Rand der zweiten Schale ausgebildet wird. Die Rinnenform kann im Wesentlichen einer U-Form entsprechen. Der Rand der zweiten Schale kann zumindest abschnittsweise der (gebogenen) Hülle eines Zylindersegments entsprechen. Die Rinne hat insbesondere einen Querschnitt, der entlang einer gekrümmten Linie verläuft, wobei die Krümmung insbesondere mehr als 90° (und vorzugsweise mehr als 90° und bis zu 180°) beträgt. Der Krümmungswinkel kann auch mehr als 180° betragen, solange die Wölbung nicht vollständig geschlossen ist und die Rinne noch zur ersten Schale hin noch offen ist, so dass der Rand der ersten Schale sich in die Rinne hinein erstrecken kann. Die Rinne ist daher nicht vollständig geschlossen sondern weist eine Öffnung auf, durch die sich hindurch der Rand der ersten Schale erstreckt, insbesondere bis zu einer Oberfläche der zweiten Schale (d.h. Innenseite der Wölbung), die sich in der Wölbung befindet.
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Vorzugsweise erstreckt sich der Rand der ersten Schale in die Wölbung hinein, insbesondere bis zu einer Innenseite der Wölbung. Die erste Schale, insbesondere dessen Rand, ist mit der Wölbung verbunden. Hierbei ist insbesondere die Stirnseite des Randes der ersten Schale innerhalb der Wölbung mit der Wölbung verbunden, vorzugsweise mit einer Innenseite der Wölbung.
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Die Wölbung der zweiten Schale kann auch kragenförmig sein, etwa in der Form einer Auskragung. Hierbei steht der Rand der zweiten Schale, der die Wölbung beinhaltet, seitlich von der zweiten Schale ab, insbesondere von einer Seitenwand der zweiten Schale, an der sich der Rand anfügt. Die Wölbung verläuft somit in der Form eines L bzw. in der Form eines Winkels. Die Wölbung bildet den Übergang zwischen einer Seitenwand der zweiten Schale, an die sich der Rand anschließt. Die Wölbung hat eine Krümmung von beispielsweise im Wesentlichen 90°, kann jedoch auch eine Wölbung von 30 bis 150° oder von 45° bis 135° aufweisen. Bei der o. g. rinnenförmigen Wölbung umgreift der Rand der zweiten Schale insbesondere durch zwei Biegungen, die über ein Bodenstück verbunden sind, einen Halbraum, so dass sich - mit Spiel - ein Formschluss zwischen dem Rand der ersten Schale und der Wölbung der zweiten Schale ergibt. Im Gegensatz hierzu ist bei einer kragenförmigen Wölbung der zweiten Schale nur eine einzelne, nach außen gerichtete Biegung dargestellt. Eine kragenförmige Wölbung bildet somit im Allgemeinen keine Rinne, insbesondere keine Rinne mit einem Bodenstück zwischen zwei Biegungen. Die zwei in Bezug auf die Rinnenform erwähnten Biegungen gehen in die gleiche Richtung, so dass sich eine an die Seitenwand der zweiten Schale nach außen anschließende Rinne ergibt.
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Bei einer kragenförmigen Wölbung verläuft vorzugsweise ein Rand der ersten Schale entlang (der Wölbung) des Rands der zweiten Schale. Somit hat der Rand der ersten Schale die gleiche Wölbung wie der Rand der zweiten Schale. Die Ränder der zwei Schalen verlaufen entlang aneinander. Insbesondere liegen beide Ränder aneinander.
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Mittels einer (vorzugsweise flächigen) Verbindung kann die Wölbung der ersten Schale direkt mit der Wölbung des Randes der zweiten Schale verbunden sein. Diese Verbindung ist insbesondere eine Klebverbindung, Schweißverbindung oder Lötverbindung. Die Stirnseite der Wölbung der zweiten Schale und die Stirnseite des Rands der ersten Schale (bzw. deren Wölbung) fluchten vorzugsweise miteinander. Dadurch kann der Deckel an beiden Stirnseiten der Ränder der ersten und der zweiten Schale abdichtend verlaufen.
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Es ist vorzugsweise eine linienförmige Dichtung vorgesehen, mit der der Deckel abdichtend mit dem Rand der zweiten Schale verbunden ist. Die linienförmige Dichtung erstreckt sich in ihrer Hauptrichtung insbesondere quer zur Richtung der Wölbung. Mit anderen Worten verläuft die linienförmige Dichtung parallel zu den Stirnseiten der Ränder der Schalen. Die linienförmige Dichtung kann in einer Vertiefung der Außenseite der zweiten Schale, in einer Vertiefung in dem Randabschnitt des Deckels oder in beiden verlaufen. Im letztgenannten Fall ist die Vertiefung an der Außenseite der Schale gegenüberliegend zu der Vertiefung in dem Randabschnitt des Deckels vorgesehen. Die Dichtung verläuft somit zumindest teilweise in einer Vertiefung in dem Randabschnitt des Deckels oder in einer Vertiefung in der Außenseite der zweiten Schale oder in beiden.
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Es kann ferner eine Dichtungsschicht vorgesehen sein, die zwischen dem Deckel und der Außenseite der zweiten Schale vorgesehen ist, insbesondere zwischen einem Randabschnitt des Deckels und der gegenüberliegenden Außenseite der zweiten Schale. Die Dichtschicht kann einteilig mit der linienförmigen Dichtung ausgebildet sein. Die Dichtungsschicht verläuft insbesondere (auch) ausgehend von der linienförmigen Dichtung nach außen, d. h. in der Erstreckungsrichtung der Wölbung.
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Der Deckel ist durch eine Crimpverbindung mit der zweiten Schale oder mit der zweiten Schale sowie der ersten Schale verbunden. Ein Randabschnitt des Deckels, insbesondere der vorangehend genannte Randabschnitt, der zur Crimpverbindung führt, ist mittels einer Klebe- und/oder Dichtungsschicht an der Außenseite des Randes der zweiten Schale befestigt, insbesondere mittels der vorangehend genannten Dichtungsschicht.
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Bei einer rinnenförmigen Wölbung des Randes der zweiten Schale ist die Crimpverbindung dargestellt durch einen überbogenen Crimp, der die Stirnseite des Rands der zweiten Schale vollständig umgreift und ggf. darüber hinausgeht und sich entlang der Innenseite der Wölbung im Rand der zweiten Schale erstreckt. Auch bei einer kragenförmigen Wölbung des Rands der zweiten Schale, entlang der sich auf der Rand der ersten Schale erstreckt, umgreift der Crimp gleichermaßen die Stirnseiten der Ränder der ersten und zweiten Schalen und geht vorzugsweise über die Stirnseite des Randes der ersten Schale hinaus. Insbesondere erstreckt sich der Crimp auch über eine Verdickung an der Stirnseite des Randes der ersten Schale sowie über eine nach innen folgende Hinterschneidung. Dadurch ergibt sich eine stabile Crimpverbindung. Als Crimp wird auch der Randabschnitt des Deckels bezeichnet, der zur Verbindung mit der Schalenstruktur gebogen ist.
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Die Schalen, d. h. die erste und die zweite Schale sind vorzugsweise tiefgezogene Bleche. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Deckel ein tiefgezogenes Blech sein. Die Schalen sind vorzugsweise aus Aluminiummaterial. Dies kann auch für den Deckel gelten. Ferner ist es möglich, dass die Schalen aus Stahl gefertigt sind. Auch der Deckel kann aus Stahl gefertigt sein.
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Es kann eine Verbindung vorgesehen sein, die die beiden Schalen an deren Rändern miteinander verbindet. Insbesondere ist die Verbindung zwischen den beiden Schalen eine Klebe-, Schweiß-, Schnapp- oder Lötverbindung. Es sind daher formschlüssige, kraftschlüssige oder stoffschlüssige Verbindungen zwischen den Rändern der beiden Schalen möglich. Der Deckel ist mittels einer formschlüssigen Verbindung an dem Rand der ersten Schale oder an beiden Rändern befestigt, insbesondere mittels einer Crimpverbindung. Der Deckel wird durch Umbiegen um den Rand der zweiten Schale oder durch Umwegen um den Rand der ersten und der zweiten Schale an der Schalenstruktur befestigt.
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Ferner können die Schalen tiefgezogene und gestanzte Schalen sein. Die Stanzkante bildet dann die Stirnseite der Schalen. Die Wandstärke der Schalen kann 3 mm oder weniger als 3 mm betragen, beispielsweise 2,5 oder 2 mm.
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Wie erwähnt kann zumindest eine der Schalen, vorzugsweise die erste Schale (d. h. die äußere Schale) einen Zugang für ein Kühlmedium umfassen, beispielsweise für ein flüssiges Kühlmedium. Hierbei kann die erste Schale mit einem Einlass und einem Auslass versehen sein. Der Zugang bzw. der Ein- oder der Auslass erstrecken sich durch die Wand der ersten Schale hindurch. Der Zugang bzw. der Einlass oder Auslass führen zu dem Zwischenraum zwischen der ersten und der zweiten Schale.
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Bei einem rinnenförmigen Rand ist die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Schale linienförmig, insbesondere eine linienförmige Schweißnaht. Es ergibt sich bei einem kragenförmigen Rand eine flächige Verbindung etwa in Form einer flächigen Schweißverbindung.
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Das Leistungselektronikgehäuse kann insbesondere ein Leistungselektronikgehäuse für ein Fahrzeug sein, beispielsweise für einen Antriebsstrang des Fahrzeugs oder für eine Ladevorrichtung des Fahrzeugs. Insbesondere ist das Leistungselektronikgehäuse ein Gehäuse eines Wandlers, insbesondere eines Gleichspannungswandlers eines Fahrzeugs, beispielsweise für eine Spannung von 48 V (oder auch für 400 V oder 800 V).
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Es wird ferner ein Verfahren zum Herstellen eines doppelwandigen Leistungselektronikgehäuses beschrieben, insbesondere des vorangehend beschriebenen Leistungselektronikgehäuses. Es wird ein Deckel, eine erste Schale und eine zweite Schale geformt. Die zweite Schale wird mit einer Vertiefung sowie einem Rand ausgeformt. Der Rand der zweiten Schale hat eine nach außen gerichtete Wölbung, welche beim Formen ausgebildet wird, beispielsweise durch Tiefziehen. Auch die Vertiefung der zweiten Schale kann durch Tiefziehen erzeugt werden. Auch die erste Schale kann eine entsprechende Vertiefung aufweisen, wobei die Vertiefung der ersten Schale größer als die Vertiefung der zweiten Schale, um zu gewährleisten, dass der Teil der zweiten Schale, der die Vertiefung bildet, in die Vertiefung der ersten Schale eingebracht bzw. eingesteckt werden kann. Die Vertiefung der zweiten Schale kann durch Tiefziehen erzeugt werden.
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Die zweite Schale wird mit der Vertiefung (der zweiten Schale) in die erste Schale (bzw. in deren Vertiefung) platziert. Der Rand der ersten Schale wird hierbei an die Wölbung der zweiten Schale angelegt. Hierbei stößt der Rand der ersten Schale an die Wölbung der zweiten Schale an.
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Der Rand der ersten Schale wird mit der Wölbung des Rands der zweiten Schale verbunden, insbesondere durch Kleben, Schweißen, Löten oder auch durch eine Schnappverbindung.
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Es wird eine Crimpverbindung hergestellt, die vom Deckel ausgebildet wird. Die Crimpverbindung wird durch Crimpen, d. h. Biegen des Deckels (am Randabschnitt des Deckels) hergestellt. Die Crimpverbindung wird an einer Stirnseite des Randes der zweiten Schale hergestellt. Dadurch wird der Deckel mit dem Rand der zweiten Schale verbunden. Insbesondere wird der Randabschnitt des Deckels mit dem Rand der zweiten Schale verbunden. Es ergibt sich die im Rahmen des Leistungsgehäuses erwähnte Crimpverbindung. Durch Crimpen wird der Randabschnitt des Deckels um den Rand der zweiten Schale herum gebogen, jedenfalls auch um den Rand der ersten Schale.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Wölbung des Randes der zweiten Schale als eine rinnenförmige Wölbung ausgebildet, insbesondere durch Biegen oder mittels eines Tiefziehprozesses. Die rinnenförmige Wölbung wird bereits im Rahmen des hier beschriebenen Leistungselektronikgehäuses näher definiert. Eine Stirnseite des Rands der ersten Schale wird an eine Innenseite der rinnenförmigen Wölbung angelegt, insbesondere an einen Bodenabschnitt innerhalb der rinnenförmigen Wölbung. Dort wird die Stirnseite des Rands der ersten Schale mit der zweiten Schale (d. h. mit der Innenseite der rinnenförmigen Wölbung am Rand der zweiten Schale) verbunden. Das Verbinden kann ausgeführt werden durch Schweißen, Kleben, Löten oder mittels einer Schnappverbindung. Bei dieser Ausführungsform wird die Stirnseite des Rands der ersten Schale an die Außenseite (innerhalb der Wölbung) der zweiten Schale angelegt und dort befestigt. Neben
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In einer weiteren Ausführungsform werden die Ränder der ersten und der zweiten Schale aneinandergelegt (in flächiger Weise) und auf diese Weise miteinander verbunden. Die Wölbung des Randes der zweiten Schale ist hierbei als kragenförmige Wölbung ausgebildet. Auch der Rand der ersten Schale kann als kragenförmige Wölbung ausgebildet sein. Ein Rand der ersten Schale und/oder der zweiten Schale wird kragenförmig nach außen geformt, insbesondere durch Tiefziehen. Der Rand der ersten Schale wird entlang dieser Wölbung angelegt und dort mit dieser verbunden. Hierbei ist auch der Rand der ersten Schale kragenförmig nach außen geformt, insbesondere durch Tiefziehen. Das Verbinden wird durchgeführt durch eine Schweißverbindung, Lötverbindung, Klebverbindung oder durch eine Schnappverbindung.
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Weiterhin ist es möglich, dass der Rand der zweiten Schale eine kragenförmige Wölbung hat, auf die der Rand der ersten Schale, insbesondere dessen Stirnseite, angelegt wird. Die Stirnseite des Rands der ersten Schale wird mit der Wölbung der zweiten Schale verbunden, insbesondere mit der Außenseite der zweiten Schale am Rand der zweiten Schale. Es ergibt sich eine linienförmige Verbindung entsprechend der Streckung der Stirnseite des Randes der ersten Schale. Mit anderen Worten kann das Leistungselektronikgehäuse auch eine kragenförmige Wölbung der zweiten Schale aufweisen, während die Stirnseite des Rands der ersten Schale auf diese Wölbung stößt und dort mittels einer Verbindung verbunden ist. Die Verbindung befindet sich dann zwischen der Stirnseite des Rands der ersten Schale und der kragenförmigen Wölbung der zweiten Schale, d. h. der Außenseite der zweiten Schale am Rand der zweiten Schale.
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Ferner kann das Verfahren ein Abdichten des Deckels gegenüber der zweiten Schale aufweisen. Hierbei wird der Deckel gegenüber der zweiten Schale abgedichtet durch Anbringen einer linienförmigen Dichtung. Diese Dichtung entspricht der im Rahmen des Leistungselektronikgehäuses genannten linienförmigen Dichtung. Die linienförmige Dichtung wird entlang des Reibabschnitts des Deckels angebracht. Alternativ oder in Kombination hierzu kann die linienförmige Dichtung entlang der Außenseite der zweiten Schale (am Rand der zweiten Schale) angebracht werden. Die linienförmige Dichtung kann in einer linienförmigen Vertiefung in der Außenseite der zweiten Schale, in einer linienförmigen Vertiefung in dem Randabschnitt des (zweiten) Deckels vorgesehen sein, oder in beiden Komponenten. Im letztgenannten Fall sind die Vertiefungen gegenüberliegend ausgebildet. Die Vertiefung kann vorgesehen werden durch Tiefziehen, durch Fräsen, durch Stempeln oder ähnliches.
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Ein Randabschnitt des Deckels, der zur Crimpverbindung führt, ist vorzugsweise mit einer Außenseite des Randes der zweiten Schale verklebt, insbesondere mittels einer Klebeschicht. Die Klebeschicht befindet sich zwischen dem Randabschnitt des Deckels und der Außenseite des Randes der zweiten Schale. Die Klebeschicht kann bis zu dem Ende der Crimpverbindung geführt sein oder kann zumindest bis zur Stirnseite des Randes der zweiten Schale führen, ausgehend von der Vertiefung. Der Randabschnitt des Deckels kann mit der Außenseite des Rands der zweiten Schale mittels einer Klebeschicht verklebt sein, oder kann mittels einer Dichtungsschicht mittels dieser verbunden sein. Die Klebeschicht bzw. Dichtungsschicht kann sich bis zu der linienförmigen Dichtung erstrecken. Insbesondere kann die linienförmige Dichtung und die Dichtungsschicht einteilig vorgesehen sein und kann somit mittels desselben Dichtungsschritts hergestellt werden. Die Dichtung und die Dichtungsschicht kann durch Aufbringen eines Dichtmaterials auf einen Randabschnitt des Deckels oder auf einen Rand der zweiten Schale (bzw. einer von dem ersten Deckel weg weisende Fläche hiervon) erzeugt werden. Danach wird der Deckel an der Schalenstruktur oder an der zweiten Schale befestigt.
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Die erste und die zweite Schale sind durch Kleben, Schweißen, Einschnappen einer Schnappverbindung oder durch Löten der Ränder der beiden Schalen miteinander verbunden. Insbesondere können die Ränder der beiden Schalen miteinander verschweißt werden, beispielsweise durch Reibschweißen oder durch Elektrodenstrahlschweißen oder durch Elektrodenschweißen oder ähnliches.
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Die 1 und 2 zeigen Querschnitte eines Teils des Leistungselektronikgehäuses zur näheren Erläuterung des hier beschriebenen Leistungselektronikgehäuses und des hier beschriebenen Verfahrens. Die 1 und 2 zeigen Querschnitte einer Seite des Gehäuses zur Erläuterung der dort vorgesehenen Strukturen und Verbindungen.
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In der 1 ist eine erste Schale S1 und eine zweite Schale S2 dargestellt. Die zweite Schale weist eine Vertiefung V auf. Die erste Schale weist ebenso eine Vertiefung auf, wobei die Vertiefung der zweiten Schale S2 in die Vertiefung V der ersten Schale S1 passt. In der 1 weist die Vertiefung nach zum oberen Zeichenrand. Die erste Schale S1 weist einen Rand R auf. Dieser ist mit einem Rand der zweiten Schale S2 verbunden, insbesondere mit der Wölbung W (die sich in diesem Rand befindet). Die Wölbung W der zweiten Schale umgreift den Endabschnitt bzw. die Stirnseite ST des Rands R der ersten Schale S1. Die Stirnseite ST des Randes R der ersten Schale S1 stößt auf einen Bodenabschnitt der Wölbung W. Die Wölbung ist gemäß einer Krümmung mit einem Krümmungswinkel von mehr als 90° ausgebildet, im dargestellten Fall von 180°. Es gibt sich für den Rand der zweiten Schale eine U-förmige Wölbung W.
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Die Vertiefung V der zweiten Schale S2 ist nicht so tief wie die Vertiefung in der ersten Schale S1, so dass sich ein Hohlraum H zwischen den beiden Schalen S1, S2 ergibt. Ein symbolhafter dargestellter Zugang Z kann durch eine Öffnung in der ersten Schale S1 vorgesehen sein, um so zum Hohlraum H zwischen der ersten und der zweiten Schale S1, S2 zu ermöglichen. Der Zugang kann ein Einlass und ein Auslass umfassen. Der Hohlraum H zwischen der ersten und zweiten Schale S1, S2 kann einen Kühlkanal ausbilden, insbesondere für Flüssigkeiten. Der Hohlraum ist fluiddicht ausgebildet.
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Ein Deckel D schließt den Gehäuseinnenraum I ab, der sich durch die Vertiefung V in der zweiten Schale S2 ergibt. Der Deckel D erstreckt sich entlang der Außenseite der zweiten Schale S2 entlang des Randes der Schale S2, der die Wölbung W aufweist. Eine Crimpverbindung C des Deckels verbindet den Deckel D mit der zweiten Schale S2. Hierbei umgreift die Crimpverbindung die Stirnseite des Randes der zweiten Schale S2.
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Darüber hinaus erstreckt sich die Crimpverbindung C entlang der Außenseite des Randes der zweiten Schale S2. An dieser Stelle befindet sich zwischen dem Deckel D und der zweiten Schale S2 eine Dichtungsschicht und eine Dichtung DI. Die Dichtung DI ist in einer Vertiefung der zweiten Schale S2 (d. h. in der Außenseite der zweiten Schale S2) angeordnet. Von der Dichtung DI geht die Dichtungsschicht DS aus. Die Dichtungsschicht DS erstreckt sich zur Crimpverbindung C hin. Die Dichtung DI und die Dichtungsschicht DS sind einteilig ausgeführt.
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Es ergibt sich somit durch die Verbindung zwischen dem Rand R der ersten Schale S1 (d. h. der Stirnseite dieses Rands R) und der Außenseite der zweiten Schale S2 in der Wölbung W eine Verbindung, die den Rand R der ersten Schale S1 mit der zweiten Schale S2 (bzw. mit deren Rand) abdichtend verbindet. Ferner ergibt sich durch die Crimpverbindung C sowie durch die Dichtung DI und die Dichtungsschicht DS eine abdichtende Verbindung zwischen dem Deckel D und der zweiten Schale S2, insbesondere der Außenseite des Rands der zweiten Schale S2.
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Durch die abdichtende Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Schale S1, S2 ergibt sich ein Hohlraum H, der als Kühlkanal genutzt werden kann. Die Verbindung zwischen Deckel D und der Schalenstruktur (d.h. der zweiten Schale) bildet einen abgedichteten Gehäuseinnenraum I. In diesem kann sich Leistungselektronik befinden, welche insbesondere thermisch mit der zweiten Schale S2 verbunden ist.
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In der 1 ist eine Crimpverbindung dargestellt, die den Deckel D mit der zweiten Schale S2 verbindet. Ferner ist die Stirnseite ST des Randes R der ersten Schale S1 in der Wölbung W mit der zweiten Schale S2 verbunden. Hierbei stößt die Stirnseite ST der ersten Schale S1 auf die Außenseite der zweiten Schale S2 (innerhalb der Wölbung W). Eine alternative Ausführungsform zu der rinnenförmigen Wölbung W und der stirnseitigen Verbindung ist in der 2 dargestellt.
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Die 2 zeigt wie die 1 eine erste Schale S1, eine zweite Schale S2 sowie ein Deckel D. Es ergeben sich ein Gehäuseinnenraum zwischen dem Deckel D und der Vertiefung der zweiten Schale sowie ein Hohlraum zwischen der ersten Schale S1 und der zweiten Schale S2. Diesbezüglich entspricht die Ausführungsform der 2 der Ausführungsform der 1.
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Der Rand R' der ersten Schale S1 ist jedoch nicht rinnenförmig, sondern kragenförmig ausgebildet. Hierbei erstreckt sich der Rand R' der ersten Schale S1 im Wesentlichen senkrecht von der Wand der ersten Schale S1 ab, die zu dem Rand R' führt. Weiterhin ist die Wölbung W der zweiten Schale S2 zwar auch wie in 1 vorhanden, jedoch im Gegensatz zur Ausbildung der 1 kragenförmig realisiert. Auch hier erstreckt sich der Rand der zweiten Schale S2 von der Wand der zweiten Schale S2 weg, die bis zu dem Rand führt. Jedoch umgreift der Rand der zweiten Schale S2 durch die Wölbung W' den Rand R' der ersten Schale S1 nicht vollständig. Vielmehr verlaufen der Rand R' der ersten Schale S1 und die Wölbung W' der zweiten Schale S2 nebeneinander. Die Ränder der ersten und der zweiten Schalen S1, S2 stoßen somit flächig aufeinander und sind durch eine Verbindung B miteinander verbunden.
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Es ergibt sich wie erwähnt eine flächige Verbindung, während die Stirnseite ST des Randes R der ersten Schale S1 in der 1 eine eher linienförmige Verbindung zum Rand der zweiten Schale S2 der 1 bildet.
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In der 2 fluchtet die Stirnseite des Randes R' der ersten Schale S1 im Wesentlichen mit der Stirnseite, die von der Wölbung W'der zweiten Schale S2 ausgebildet wird. Der Deckel D weist einen Randabschnitt auf, der eine Crimpverbindung C' ausbildet. Im Gegensatz zu der Crimpverbindung C der 1, bei der die Crimpverbindung nur an den Rand der zweiten Schale S2 anliegt erstreckt sich die Crimpverbindung bzw. der Randabschnitt des Deckels D um die Wölbung W'bzw. den Rand der zweiten Schale S2 sowie um den Rand R' der ersten Schale S1 herum. Hierbei umgreift die Crimpverbindung C die Stirnflächen der ersten Schale S1 und der zweiten Schale S2. Die Crimpverbindung verläuft um eine Verdickung des Randes R' der ersten Schale S1 herum und erstreckt sich ferner entlang einer darauffolgenden (nach innen folgenden) Hinterschneidung, so dass die Crimpverbindung C' mit dem Rand R' auch eine formschlüssige Verbindung bildet.
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Die von der 1 abweichenden Komponenten sind mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet, das einen Apostroph aufweist. Die vergleichbaren oder gleichen Komponenten werden mit den gleichen Bezugszeichen der 1 und 2 bezeichnet.
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Auch die Dichtungsschicht DS und die Dichtung DI sind in der 1 sowie in der 2 vorgesehen. Hierbei erstreckt sich die Dichtung DI im Wesentlichen linienförmig (wie in der 1 senkrecht zur Zeichenebene, d. h. senkrecht zum überstrichenen Wölbungswinkel der Wölbungen W', W). Die Dichtung DI erstreckt sich in der Ausführungsform der 2 (wie in der 1 auch) zwischen dem Deckel D bzw. zwischen einem Randabschnitt dieses Deckels D und der Außenseite der zweiten Schale S2 am Rand der zweiten Schale S2 bzw. an der Wölbung W'. Die Dichtungsschicht DS erstreckt sich von der Dichtung DI weg nach außen (zur Crimpverbindung hin). Auch die Dichtungsschicht DS befindet sich zwischen der Außenseite der zweiten Schale S2 und dem Deckel D bzw. einem Randabschnitt des Deckels D.
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Nicht dargestellt ist eine Ausführungsform, bei der der Rand der ersten Schale S1 wie in 1 ausgebildet ist, vgl. Bezugszeichen R, während die Wölbung der zweiten Schale S2 wie in 2 dargestellt ist, d. h. entsprechend der (kragenförmigen) Wölbung W'. Hierbei stößt dann eine Stirnseite ST des Randes R der ersten Schale S1 auf eine kragenförmige Wölbung W', wie sie in 2 dargestellt ist. Die Verbindung B ergibt sich dann zwischen der Stirnseite ST des Randes R der ersten Schale S1 und der Außenseite der zweiten Schale S2 in der Wölbung W'.
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Die erste Schale S1 kann auch als äußere Schale bezeichnet werden. Die zweite Schale S2 kann auch als innere Schale bezeichnet werden. Diese Bezeichnungen treffen insbesondere auf die Abschnitte der Schalen in dem Gehäuseinnenraum zu. Im Randabschnitt kann zum Teil die zweite Schale die äußere Schale, insbesondere aufgrund der Wölbung der zweiten Schale, in der sich der Rand der ersten Schale befinden kann.