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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kältemittelverdichter für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen.
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Die
DE 692 27 066 T2 offenbart einen Behälter, welcher eine elektrische Vorrichtung enthält. Der Behälter umfasst einen Rahmen mit einer ersten Öffnung und einer zweiten Öffnung, die an zwei Endoberflächen davon befindlich sind und einander gegenüberliegen. Es ist eine Metallbodenplatte zum Schließen der ersten Öffnung vorgesehen. Außerdem ist ein Metallverschlussdeckel zum Schließen der zweiten Öffnung vorgesehen, wodurch ein geschlossener Raum durch den Rahmen, die Metallbodenplatte und den Metallverschlussdeckel gebildet und innerhalb des Behälters bereitgestellt wird.
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Der
DE 198 16 456 C1 ist ein Ultraschallsensor als bekannt zu entnehmen, mit einem dosenförmigen Gehäuse, einem Gehäuseboden, einem Gehäuseabschluss, der dem Gehäuseboden gegenüberliegt und einem an dem Gehäuseboden angeordneten Sensorelement nebst Elektroden, bei dem im Bereich des Gehäuseabschlusses eine ortsfest im Gehäuse befestigte Kontaktierungseinrichtung angeordnet ist.
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Des Weiteren ist aus der
DE 33 43 250 A1 ein Verbindungsbauteil für elektronische Bauelemente bekannt, das aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung besteht, auf das wenigstens im Bereich seiner dem elektronischen Bauelement zugeordneten Anschlussfinger eine Nickelschicht und auf dieser eine Bondschicht aufgebracht ist. Die Bondschicht besteht auf einer aufgewalzten Schicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Kältemittelverdichter für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, so dass der elektrische Kältemittelverdichter besonders einfach und somit kostengünstig hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Kältemittelverdichter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Der erfindungsgemäße elektrische Kältemittelverdichter (eKMV) weist ein Gehäuse und wenigstens ein relativ zu dem Gehäuse bewegbares, insbesondere drehbares, Verdichterelement auf, mittels welchem ein Kältemittel, insbesondere einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs, gefördert und insbesondere verdichtet werden kann. Der elektrische Kältemittelverdichter weist außerdem einen Elektromotor auf, mittels welchem das Verdichterelement, insbesondere auch unter Nutzung von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom, antreibbar und dadurch relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist. Des Weiteren umfasst der elektrische Kältemittelverdichter eine in dem Gehäuse angeordnete Leiterplatte und wenigstens ein separat von der Leiterplatte ausgebildetes, zusätzlich zu der Leiterplatte und auch vorzugsweise zusätzlich zu dem Gehäuse, zusätzlich zu dem Verdichterelement und zusätzlich zu dem Elektromotor vorgesehenes Bauelement, welches wenigstens ein Kontaktelement aufweist. Das Kontaktelement ist mittels Dickdrahtbonden, insbesondere mittels Aluminium-Dickdrahtbonden, elektrisch mit der Leiterplatte, insbesondere mit wenigstens einer Leiterbahn der Leiterplatte, verbunden. Durch das Dickdrahtbonden ist somit eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte beziehungsweise einer Elektronik des Kältemittelverdichters und dem Bauelement geschaffen, wobei das Dickdrahtbonden eine kostengünstige Verbindungstechnik ist. Somit kann der erfindungsgemäße, elektrische Kältemittelverdichter einfach und kostengünstig hergestellt werden. Insbesondere ermöglicht die Erfindung die Realisierung eines einfachen Fertigungsprozesses mit einem einzigen Fertigungsverfahren, mittels welchem vorzugsweise mehrere Bauelemente bedarfsgerecht elektrisch mit der Leiterplatte verbunden werden können. Bei diesem Fertigungsverfahren handelt es sich um das zuvor genannte Dickdrahtbonden. Das Dickdrahtbonden ermöglicht außerdem eine zuverlässige und qualitativ hochwertige elektrische Verbindung, so dass der erfindungsgemäße, elektrische Kältemittelverdichter besonders einfach und kostengünstig sowie qualitativ hochwertig hergestellt werden kann.
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Vorzugsweise ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Dickdrahtbonden für alle elektrischen Verbindungen an Schnittstellen der auch als Elektronikleiterplatte bezeichneten Leiterplatte verwendet wird, wobei beispielsweise die Leiterplatte an den Schnittstellen beziehungsweise mittels der Schnittstellen mit jeweiligen Bauelementen elektrisch verbunden ist. Bei einem der Bauelemente handelt es sich beispielsweise um einen Hochvolt-Stecker und bei einem zweiten der Bauelemente handelt es sich beispielsweise um einen Niedervolt-Stecker. Der Hochvolt-Stecker und der Niedervolt-Stecker werden zusammenfassend beispielsweise auch als Stecker bezeichnet, über welche beispielsweise der elektrische Kältemittelverdichter mit wenigstens einer bezüglich des elektrischen Kältemittelverdichters externen und zusätzlich zu dem elektrischen Kältemittelverdichter vorgesehenen Komponenten elektrisch verbunden werden kann. Ein drittes der Bauelemente kann eine Kontaktdurchführung von auch als Motorphasen bezeichneten Phasen des Elektromotors sein, also dass beispielsweise die Kontaktdurchführung direkt mit den Phasen des Elektromotors elektrisch verbunden ist. Zum Dickdrahtbonden und somit zum elektrischen Verbinden der Bauelemente mit der Leiterplatte kommen beispielsweise jeweilige Drähte, insbesondere Aluminiumdrähte, zum Einsatz, deren Drahtstärke beispielsweise abhängig von einer Strombelastung, insbesondere der jeweiligen elektrischen Verbindung, ist.
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Das Kontaktelement kann als ein Stahlstift ausgebildet sein oder einen Stahlstift umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Kontaktelement einen Kupferwerkstoff und/oder eine Aluminiumschicht und/oder eine Nickelschicht aufweisen. Beispielsweise wird bei der Herstellung des erfindungsgemäßen elektrischen Kältemittelverdichters direkt auf den Stahlstift gebondet. Ferner ist es denkbar, dass bei der Herstellung des elektrischen Kältemittelverdichters auf eine Aluminiumschicht, insbesondere direkt gebondet wird, die beispielsweise direkt auf einen Kupferwerkstoff aufgebracht, insbesondere aufgewalzt ist. Dies gilt insbesondere beispielsweise für den jeweiligen Stecker und/oder die auch als Platine oder Leiterplatte bezeichnete Leiterplatte. Beispielsweise an der Kontaktdurchführung wird, insbesondere direkt, auf die Nickelschicht gebondet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
- 1 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht eines erfindungsgemäßen, elektrischen Kältemittelverdichters für ein Kraftfahrzeug;
- 2 eine schematische Draufsicht eines ersten Bauelements des elektrischen Kältemittelverdichters;
- 3 eine schematische Draufsicht eines zweiten Bauelements des elektrischen Kältemittelverdichters; und
- 4 eine schematische Draufsicht eines dritten Bauelements des elektrischen Kältem ittelverdichters.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Draufsicht einen elektrischen Kältemittelverdichter 10 für ein Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den elektrischen Kältemittelverdichter 10 umfasst, welcher einfach auch als Kältemittelverdichter bezeichnet wird. Beispielsweise umfasst das Kraftfahrzeug auch eine Klimaanlage, die den Kältemittelverdichter 10 umfassen kann. Mittels der Klimaanlage kann beispielsweise der Innenraum des Kraftfahrzeugs mit gekühlter Luft versorgt werden. Die Klimaanlage umfasst beispielsweise einen Kältemittelkreislauf, welcher von einem Kältemittel durchströmbar ist. Dabei ist der Kältemittelverdichter 10 in dem Kältemittelkreislauf angeordnet, wobei das Kältemittel mittels des Kältemittelverdichters 10 durch den Kältemittelkreislauf gefördert werden kann. Außerdem ist beziehungsweise wird das Kältemittel mittels des Kältemittelverdichters 10 zu verdichten beziehungsweise verdichtet.
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Der elektrische Kältemittelverdichter 10 weist ein in 1 teilweise dargestelltes Gehäuse 12 auf, welches beispielsweise wenigstens eine Verdichterkammer begrenzt beziehungsweise bildet. Außerdem umfasst der Kältemittelverdichter 10 wenigstens ein in der Verdichterkammer angeordnetes Verdichterelement, welches relativ zu dem Gehäuse 12 in der Verdichterkammer bewegbar, insbesondere drehbar, ist. Mittels des Verdichterelements kann das Kältemittel verdichtet werden. Hierzu wird das Verdichterelement in der Verdichterkammer relativ zu dem Gehäuse bewegt, insbesondere gedreht.
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Der Kältemittelverdichter 10 weist außerdem einen in den Figuren nicht erkennbaren Elektromotor auf, mittels welchem das Verdichterelement unter Nutzung von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom angetrieben und dadurch relativ zu dem Gehäuse 12 bewegt werden kann. Der Kältemittelverdichter 10 umfasst außerdem einen in dem Gehäuse 12 angeordnete und auch als Platine oder Leiterplatte bezeichnete Leiterplatte 14, welche beispielsweise wenigstens eine oder mehrere, in den Figuren nicht erkennbare Leiterbahnen, insbesondere zum Leiten beziehungsweise Führen von elektrischem Strom, aufweisen kann.
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Der Kältemittelverdichter 10 umfasst außerdem Bauelemente 16, 18 und 20, welche in 2 bis 4 einzeln dargestellt sind. Die Bauelemente 16, 18 und 20 sind separat voneinander und separat von dem Gehäuse 12 und separat von der Leiterplatte 14 ausgebildet und zusätzlich zu der Leiterplatte 14, zusätzlich zu dem Gehäuse 12, zusätzlich zu dem Elektromotor und zusätzlich zu dem Verdichterelement vorgesehen. Das Bauelement 16 ist beispielsweise ein erster Stecker, welcher als Niedervolt-Stecker ausgebildet ist. Besonders gut aus 1 und 3 ist erkennbar, dass das Bauelement 16 wenigstens ein oder mehrere, elektrische Kontaktelemente 22a aufweist. Die Kontaktelemente 22a sind beispielsweise aus Kupfer beziehungsweise einem Kupferwerkstoff gebildet.
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Das Bauelement 18 ist beispielsweise eine sogenannte Kontaktdurchführung für einen Phasenanschluss des Elektromotors. Das Bauelement 18 weist wenigstens ein oder mehrere, elektrische Kontaktelemente 22b auf, wobei das jeweilige Kontaktelement 22b beispielsweise aus einem Stahl gebildet ist, insbesondere ist beispielsweise das jeweilige Kontaktelement 22b als ein Stahlstift ausgebildet. Das Bauelement 18, insbesondere die Kontaktelemente 22b, ist beziehungsweise sind beispielsweise direkt mit Phasen des Elektromotors elektrisch verbunden. Somit ist beispielsweise ein erstes der Kontaktelemente 22b mit einer ersten der Phasen des Elektromotors, ein zweites der Kontaktelemente 22b mit einer zweiten der Phasen des Elektromotors und ein drittes der Kontaktelemente 22b mit einer dritten der Phasen des Elektromotors direkt elektrisch verbunden. Somit können beispielsweise die Phasen und somit der Elektromotor über das Bauelement 18, insbesondere über die Kontaktelemente 22b, mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgt werden, so dass der Elektromotor mittels der elektrischen Energie, mit der der Elektromotor versorgt wird, betrieben werden kann.
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Das Bauelement 20 weist beispielsweise wenigstens ein oder mehrere elektrische Kontaktelemente 22c auf. Das Bauelement 20 ist beispielsweise ein Hochvolt-Stecker. Der Niedervolt-Stecker und der Hochvolt-Stecker werden zusammenfassend auch als Stecker bezeichnet. Beispielsweise kann der Kältemittelverdichter 10 über das Bauelement 16 mit wenigstens einer bezüglich des Kältemittelverdichters 10 externen, ersten Komponente des Fahrzeugs elektrisch verbunden werden. Über das Bauelement 20 kann beispielsweise der Kältemittelverdichter 10 mit einer bezüglich des Kältemittelverdichters 10 externen, zweiten Komponente des Kraftfahrzeugs elektrisch verbunden werden. Die erste Komponente ist beispielsweise eine Niedervolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebsbeziehungsweise Nennspannung, vorzugsweise kleiner als 50 Volt, insbesondere kleiner als 48 Volt, ist, und beispielsweise zumindest im Wesentlichen 12 Volt beträgt. Die zweite Komponente ist beispielsweise eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- beziehungsweise Nennspannung, beispielsweise mindestens 48 Volt beträgt, oder größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist oder mehrere hundert Volt beträgt.
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Um nun den Kältemittelverdichter 10 besonders einfach und somit kostengünstig herstellen zu können, ist es vorgesehen, dass die Kontaktelemente 22a-c jeweils mittels Dickdrahtbonden, insbesondere mittels Aluminium-Dickdrahtbonden, elektrisch mit der Leiterplatte 14, insbesondere mit jeweiligen Leiterbahnen der Leiterplatte 14, verbunden sind. Zum Herstellen des Kältemittelverdichters 10 wird beispielsweise direkt auf das jeweilige Kontaktelement 22a-c gebondet, so dass beispielsweise direkt auf den Stahlstift beziehungsweise auf den Kupferwerkstoff gebondet wird. Ferner ist es denkbar, dass zum Herstellen des Kältemittelverdichters 10 direkt auf eine Nickelschicht und/oder auf eine Aluminiumschicht gebondet wird. Zum Dickdrahtbonden wird ein Draht, insbesondere ein Aluminiumdraht verwendet, dessen Drahtstärke bereichsweise abhängig von einer Strombelastung ist. Mit anderen Worten ist die Drahtstärke beispielsweise abhängig von einer Stromstärke, welche beispielsweise, insbesondere maximal, über das jeweilige Kontaktelement 22a-c übertragbar ist beziehungsweise übertragen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- elektrischer Kältemittelverdichter
- 12
- Gehäuse
- 14
- Leiterplatte
- 16
- Bauelement
- 18
- Bauelement
- 20
- Bauelement
- 22a-c
- Kontaktelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 69227066 T2 [0002]
- DE 19816456 C1 [0003]
- DE 3343250 A1 [0004]