Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein elektrisches oder elektronisches Gerät, mit einem topfförmigen Gehäusemantel aus Kunststoff, mit wenigstens einem in dem Gehäusemantel geführten Kühlkanal zur Fluidkühlung des Geräts, wobei ein flächenhafter Abschirmkörper zur Abschirmung

elektromagnetischer Strahlung in den Gehäusemantel integriert ist, welcher die Wände des Gehäusemantels durchzieht. Solche Gehäuse werden insbesondere für elektrische oder elektronische Geräte vorgesehen, die intern hohe elektrische Leistungen verarbeiten, wie beispielsweise Ladegeräte oder Leistungswandler für elektrisch angetriebene Fahrzeuge. Die unvermeidlich auftretenden erheblichen Verlustleistungen solcher Geräte erfordern eine gute Wärmeabfuhr oder sogar eine aktive Kühlung.

Durchaus üblich ist es, Gehäuse aus einem gut wärmeleitenden Metall wie beispielsweise Aluminiumdruckguss zu fertigen, bei denen der Gehäusekörper als Kühlkörper und die Gehäuseoberfläche als Wärmeabstrahlfläche genutzt werden kann. Solche Gehäuse haben zugleich den Vorteil, eine gute elektromagnetische Abschirmung sowohl nach außen als auch nach innen zu ermöglichen. Leider ist die Fertigung solcher Gehäuse durch hohe

Materialkosten und eine aufwendige Bearbeitung relativ kostenaufwendig. Bevorzugt werden daher oftmals Kunststoffgehäuse, auch wenn diese aktive Kühlmaßnahmen erfordern. Bekannt ist es, Kunststoffgehäuse mit an- oder eingeformten Rohrleitungen zu versehen, durch die eine Kühlflüssigkeit hindurchgeleitet werden kann. Auch zur elektromagnetischen Abschirmung können Maßnahmen vorgesehen werden, wie in das Kunststoffgehäuse eingebrachte metallene Abschirmflächen, die durch Metallfolien, Metallbleche oder Metallgewebematten realisiert sein können.

So ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 205 591 A1 ein flüssigkeitsgekühlter Gehäusemantel für eine elektrische Maschine bekannt. Der topfförmige Gehäusemantel besteht aus einem Kunststoff, wobei an einem Außenumfang des Gehäusemantels wenigstens ein Kühlkanal zur

Fluidkühlung der elektrischen Maschine innerhalb des Gehäusemantels angeformt ist. Zwischen einer Innenfläche des Gehäusemantels und dem Kühlkanal ist eine Gewebelage in den Gehäusemantel integriert, welche den Gehäusemantel durchzieht. Die Gewebelage kann auch aus einem

Metallgewebe bestehen und dadurch elektromagnetische Strahlung

abschirmen.

Durch die vorgesehenen Maßnahmen zur Kühlung und elektromagnetischen Abschirmung, weist das vorgeschlagene Kunststoffgehäuse eine komplexe Form auf, deren Herstellung immer noch relativ hohe Kosten verursachen kann.

Es stellte sich die Aufgabe, ein derartiges Gehäuse für ein elektrisches oder elektronisches Gerät mit einem Gehäusekörper aus einem Kunststoff so auszubilden, dass es auf besonders einfache und kostengünstige Weise herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der

Abschirmkörper als ein Drahtkäfig oder eine Metallwanne ausgebildet ist, dass der Kühlkanal durch ein Metallrohr ausgebildet ist, dass der Abschirmkörper und der Kühlkanal zu einer vormontierten Anordnung verbunden sind, und dass die vormontierte Anordnung aus Abschirmkörper und Kühlkanal zur Ausbildung des Gehäusemantels mit einem Kunststoff umspritzt oder in einen Kunststoff eingegossen ist.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Gehäuses sieht somit vor, metallene Komponenten zur Kühlung und zur elektromagnetischen

Abschirmung des elektrischen oder elektronischen Geräts zu einer

gerüstartigen Anordnung vorzumontieren und anschließend, vorzugsweise in einem einzigen Prozessschritt, mit einem Gehäusemantel aus Kunststoff zu umgeben. Speziell wird ein Umspritzen oder ein Umspülen der vormontierten Anordnung mit einem aushärtenden Kunststoff vorgeschlagen.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Herstellung des Gehäusemantels aus Kunststoff keine komplexen Bearbeitungsschritte erfordert, wie sie etwa zur Einformung von gewundenen Kühlkanälen in einen Gehäusemantel erforderlich wären.

Ebenfalls sehr vorteilhaft ist, dass sowohl der Abschirmkörper als auch der Kühlkanal aus Metall bestehen und nach der Vormontage einen einzigen Metallkörper mit einer relativ hohen Wärmekapazität bilden.

Vorteilhaft ist auch, dass durch einfaches Biegen eines Metallrohrs die Form des Kühlkanals sehr flexibel angepasst werden kann. Vorteilhaft ist es, eine niedrigviskose Kunststoffmasse zum Umspülen der vormontierten Anordnung vorzusehen. Ein solcher Prozess kann mit geringen Drücken durchgeführt werden, durch die auch die Verwendung dünnwandiger Materialien zur Ausbildung der vormontierten Anordnung möglich wird. Zur Verbesserung der Wärmeableitung kann eine thermisch gut leitfähige niedrigviskose Masse als Umspülungsmaterial oder ein thermisch gut leitfähiges Material als Füllstoff eines aushärtenden Kunststoffs vorgesehen werden. Der Abschirmkörper kann durch ein mehr oder weniger dünnes Metallblech oder auch durch eine Metallfolie hergestellt werden, die recht einfach in die vorgesehene Form gebracht werden kann. Alternativ kann auch die

Verwendung eines tiefgezogenen Metallhohlkörpers oder von gestanzt gebogenen Blechen vorgesehen werden. Die Vormontage der Anordnung aus Kühlkanal und Abschirmkörper kann sehr einfach mittels nicht lösbarer oder auch lösbarer Verbindungen erfolgen, also etwa durch Löten oder Schweißen oder auch mittels Schrauben oder

Klemmen. Vorteilhafterweise können zusätzliche Kühlelemente als Bestandteile der vormontierten Anordnung vorgesehen werden, die sich nach Fertigstellung des Gehäusemantels abschnittsweise bis in das Innere des Gehäuses erstrecken und dort Kühlkörper für elektrische oder elektronische Bauteile ausbilden. Zusätzlich können die Kühlelemente auch als Befestigungsmittel, etwas als Anschraubflächen, für Komponenten des Geräts im Innenraum des Gehäuses dienen.

Eine Rundumabschirmung kann leicht dadurch realisiert werden, dass das topfförmige Gehäuse durch einen Kunststoffdeckel abgeschlossen wird, welcher eine eingeformte Abschirmfläche aufweist. Dieser kann sehr einfach und kostengünstig durch eine Metallfolie ausgebildet sein.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt eine schematische

Querschnittsansicht durch ein erfindungsgemäß ausgeführtes Gehäuse für ein elektrisches oder elektronisches Gerät.

Das Gehäuse weist einen topfförmigen Gehäusemantel 1 1 aus Kunststoff auf, der eine vormontierte Anordnung 20 aus diversen metallenen Komponenten 12, 13, 14 umschließt. Zu diesen Komponenten gehört ein metallener Abschirmkörper 12, der flächenhaft ausgebildet ist, was besagt, dass im Verhältnis zur Ausdehnung seiner Oberflächen sein Materialvolumen relativ gering ist. Vorzugsweise besteht er aus einem dünnen Metallblech, aus einer Metallfolie oder aus einem Drahtgitter. Das Material des Abschirmkörpers 12 ist zu einem muldenförmigen Gegenstand geformt, dessen Form im Wesentlichen der Form des ihn einschließenden topfförmigen Gehäusemantels 1 1 entspricht.

Mit dem Abschirmkörper 12 verbunden ist mindestens ein durch ein Metallrohr gebildeter Kühlkanal 13, der innerhalb des Gehäusemantels 1 1 eine mehrfach abgewinkelte und beispielsweise mäanderförmige Form ausbildet.

Der Abschirmkörper 12 und der Kühlkanal 13 können aus Stahllegierungen oder auch besonders vorteilhaft aus gut temperaturleitfähigen Werkstoffen, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium hergestellt sein.

Wenigstens zwei Endabschnitte des Kühlkanals 13 sind als Zulaufleitung 16 und Ablaufleitung 17 durch eine Außenwand des Gehäusemantels 1 1 hindurchgeführt. Hierdurch ist es möglich, eine Durchflusskühlung des

Gehäusemantels 1 1 mittels eines von außen eingespeisten Kühlfluids, das beispielsweise aus Wasser oder Öl besteht, vorzusehen.

Durch die mechanische Verbindung des Abschirmkörpers 12 und des durch die gewundene Rohrleitung gebildeten Kühlkanals 13 stabilisieren sich diese Komponenten gegenseitig zu einer vormontierten Anordnung 20. Die mechanische Verbindung zwischen dem Abschirmkörper 12 und dem

Kühlkanal 13 kann entweder als nicht lösbare Verbindung durch Löten oder Schweißen oder auch durch lösbare Verbindungsmittel, wie beispielsweise anschraubbare Rohrschellen hergestellt werden. Die Verbindungsmittel werden bevorzugt so gewählt, dass sie neben einer stabilen mechanischen Verbindung auch eine gute thermische Kopplung der miteinander

verbundenen Komponenten 12, 13 gewährleisten.

Zur vormontierten Anordnung 20 können auch Kühlelemente 14 gehören, die nach Fertigstellung des Gehäusemantels 1 1 in den durch den Gehäusemantel 1 1 gebildeten Innenraum 15 des Gehäuses reichen, so dass die zu kühlenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente (in der Figur nicht dargestellt) mit diesen Kühlelementen 14 mechanisch und thermisch verbunden werden können. Die Kühlelemente 14 dienen daher vorteilhaft zugleich als Wärmeabieiter wie auch als Befestigungselemente.

Da die Kühlelemente 14 thermisch mit dem Abschirmkörper 12 und/oder mit dem Kühlkanal 13 gekoppelt sind, wird die von den kühlenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen erzeugte Wärme über die

Komponenten 12, 13, 14 der vormontierten Anordnung 20 letztendlich an das durch der Kühlkanal 13 fließende Kühlfluid abgegeben.

Nach Fertigstellung der Anordnung 20 wird diese mit einem Kunststoffmaterial umspritzt oder umspült, wozu die vormontierte Anordnung 20 temporär in eine Hohlform eingesetzt wird. Wie die Figur zeigt, wird dabei der Kühlkanal 13, bis auf Endabschnitte, die die Zulauf- und die Ablaufleitung 16, 17 bilden, vollständig von dem Kunststoffmaterial umschlossen.

Als Kunststoffmaterial wird bevorzugt eine niedrigviskose Masse vorgesehen, welche durch eine exotherme Reaktion aushärtet. Hierzu geeignete

Materialien finden sich besonders in den Stoffgruppen der Polyurethane,

Polyharnstoffe (Polyurea) und anderer Duroplastwerkstoffe.

Der im Gehäusemantel 1 1 eingeschlossene Abschirmkörper 12 ist so ausgebildet, dass seine Flächen alle vier Wände und die Bodenfläche des Gehäusemantels 1 1 durchziehen. Die Bauteile des innerhalb des topfförmigen Gehäusemantels 1 1 angeordneten Geräts sind somit von fünf Seiten von in Kunststoff eingeschlossenen metallenen Flächen des Abschirmkörpers 12 umgeben.

Durch Anfügen eines Gehäusedeckels 31 kann der vom Gehäusemantel 1 1 gebildete Innenraum 15 abgeschlossen werden. Vorteilhafterweise weist der Gehäusedeckel 31 eine Abschirmfläche 32 auf, die bevorzugt durch eine in Kunststoff eingeschlossene Metallfolie gebildet sein kann. Durch Anfügen des Gehäusedeckels 31 an den Gehäusemantel 1 1 wird der von einer Seite offene Abschirmkörper 12 zu einer geschlossenen Abschirmhülle, in seiner Funktion einem faradayschen Käfig entsprechend, ergänzt.

Vorteilhaft ist es, durch metallene Verbindungselemente die Abschirmfläche 32 auch elektrisch mit dem Abschirmkörper 12 zu verbinden. Hierzu können beispielsweise Metallschrauben 34 in Schrauböffnungen 33 des

Gehäusedeckels 31 eingesetzt werden und mit metallenen

Anschraubelementen 18 im Gehäusemantel 1 1 verbunden werden, welche in elektrischer Verbindung zum Abschirmkörper 12 stehen. Da die

Metallschrauben 34 die Abschirmfläche 32 auch elektrisch kontaktieren, stellen sie so auch die elektrische Verbindung zwischen der Abschirmfläche 32 und dem Abschirmkörper 12 her.

Erzielt wird so eine gute Abschirmung des Innenraums 15 hinsichtlich nicht erwünschter Ein- wie auch Abstrahlungen elektromagnetischer Strahlung. Dabei ist es vorteilhaft, wenn, wie in der Figur skizziert, der Gehäusedeckel 31 den Gehäusemantel 1 1 und ebenso die Abschirmfläche 32 den

Abschirmkörper 12 nicht nur abdeckt sondern ein Stück weit überlappt.

Das so gebildete Gehäuse erreicht mit einem vergleichsweise geringen Kostenaufwand eine gute Kühl- und elektromagnetische Abschirmwirkung, dies sonst nur mit wesentlich teureren Metallgehäusen erreichbar sind. Des Weiteren wird eine vorteilhafte Gewichtsreduktion durch Verwendung von Materialien mit niedrigerer Dichte gegenüber beispielsweise Aluminium erreicht.

Bezugszeichen

1 1 Gehäusemantel

12 Abschirmkörper

13 Kühlkanal

14 Kühlelemente

12, 13, 14 metallene Komponenten

15 Innenraum

16 Zulaufleitung

17 Ablaufleitung

18 Anschraubelemente

19 Innenraum

20 (vormontierte) Anordnung

31 Gehäusedeckel

32 Abschirmfläche

33 Schrauböffnungen

34 Metallschrauben