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Title:
ELECTRICAL DEVICE, HAVING A HOUSING PART AND A COVER PART
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/157527
Kind Code:
A1
Abstract:
An electrical device, having a housing part and a cover part, wherein the cover part is connected to the housing part, in particular by screw connection, wherein in particular, the cover part covers an opening of the housing part, wherein a first circuit board is connected to the cover part, wherein at least one heat-generating component, in particular controllable semiconductor switch, is pushed by an elastically preloaded sheet-metal part, in particular by an elastically preloaded tongue section of a sheet-metal part, toward the cover part, in particular for the purposes of dissipation of heat from the heat-generating component via the cover part to the surroundings.

Inventors:
HANNICH THOMAS (DE)
KOLLAR HANS JÜRGEN (DE)
KNELLER KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/025026
Publication Date:
September 21, 2017
Filing Date:
February 14, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SEW EURODRIVE GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
H05K7/14; H05K1/11; H05K7/20
Foreign References:
EP1893010A12008-02-27
DE19604124A11996-08-14
US5774353A1998-06-30
EP1921903A22008-05-14
EP2043418A22009-04-01
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Claims:
Patentansprüche:

1 . Elektrogerät, aufweisend ein Gehäuseteil und ein Deckelteil, wobei das Deckelteil mit dem Gehäuseteil verbunden ist, insbesondere wärmeleitend verbunden ist, insbesondere schraubverbunden ist, insbesondere wobei das Deckelteil eine Öffnung, insbesondere Ausnehmung, des

Gehäuseteils abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Leiterplatte mit dem Deckelteil verbunden ist, wobei zumindest ein Wärme erzeugendes Bauteil, insbesondere steuerbarer

Halbleiterschalter, von einem elastisch vorgespannten Blechteil, insbesondere von einem elastisch vorgespannten Zungenabschnitt eines Blechteils, zum Deckelteil hin gedrückt sind, insbeosndere wobei das drückende Teil am Deckelteil abgestützt ist, insbesondere zur Wärmabfuhr vom Wärme erzeugenden Bauteil über das Deckelteil zur Umgebung hin.

2. Elektrogerät nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Deckelteil metallisch ausgefürht ist, insbesondere als Metalldruckgussteil hergestellt ist.

3. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Wärme erzeugende Bauteil mit Leiterbahnen einer ersten Leiterplatte elektrisch verbunden ist, insbesondere auf der ersten Leiterplatte bestückt ist, wobei die erste Leiterplatte, insbesondere Leiterbahnen der ersten Leiterplatte, mittels zumindest teilweisem Einstecken in ein Steckverbinderteil elektrisch verbindbar ist, insbesondere sind, mit einer zweiten Leiterplatte, insbesondere mit Leiterbahnen einer zweiten Leiterplatte, wobei das Steckverbinderteil auf der zweiten Leiterplatte angeordnet, insbesondere bestückt ist, wobei die zweite Leiterplatte mit dem Gehäuseteil verbunden ist, insbesondere

schraubverbunden ist.

4. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Blechteil von einem Schraubteil, insbesondere von einem Schraubenkopf des

Schraubteils, zum Deckelteil hin elastisch vorgespannt gehalten ist, und/oder dass die erste Leiterplatte von einem oder dem Schraubteil, insbesondere von einem Absatz des Schraubteils, ans Deckelteil angedrückt ist.

5. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Wärme erzeugende Bauteil in einer durchgehenden Ausnehmung der Leiterplatte angeordnet ist, insbesondere so dass der für die erste Leiterplatte als Auflagefläche fungierende

Auflageabschnitt des Deckelteils geringer beabstandet ist von der Leiterplatte als der als Auflagefläche für das Wärme erzeugende Bauteil fungierende Auflageabschnitt des

Deckelteils, insbesondere wobei der für die erste Leiterplatte als Auflagefläche fungierende

Auflageabschnitt des Deckelteils die Leiterplatte berührt, also verschwindenden Abstand, zur Leiterplatte aufweist.

6. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuseteil einen Schlitz, insbesondere einen durchgehenden Schlitz, aufweist, wobei ein Laschenabschnitt des Blechteils in den Schlitz zumindest teilweise hineinragt oder hindurchragt.

7. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Deckelteil einen Steckabschnitt aufweist, der an einen Absatz angrenzt, wobei der Absatz an einem Abschnitt der Berandung der Öffnung des Gehäuseteils anliegt, wobei der Steckabschnitt an einem Teilbereich der Wandung des Gehäuseteils anliegt.

8. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuseteil Kühlrippen aufweist zur Abfuhr von Verlustwärme von Bauteilen,

insbesondere steuerbaren Halbleiterschaltern, welche auf der zweiten Leiterplatte bestückt sind oder mit dieser elektrisch verbunden sind, wobei ein Lüfter in einer Gehäusetasche des Gehäuseteils eingeführt ist, wobei der vom Lüfter geförderte Luftstrom entlang der Kühlrippen des Gehäuseteils entlangströmt.

9. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Elektrogerät ein Wechselrichter, ein Umrichter oder ein Teil derselben ist.

Description:
Elektrogerät, aufweisend ein Gehäuseteil und ein Deckelteil

Beschreibung: Die Erfindung betrifft ein Elektrogerät, aufweisend ein Gehäuseteil und ein Deckelteil.

Beim Bestücken einer Leiterplatte werden die Anschlussfüsschen oder Anschlussflächen mittels Lötzinn verbunden mit Leiterbahnen der Leiterplatte. Das Bestücken bedeutet somit einerseits ein mechanisches Anordnen an der Leiterplatte und mechanisches Verbinden mit der Leiterplatte sowie andererseits ein elektrisches Verbinden.

Es ist allgemein bekannt, dass ein Deckelteil zum Abdecken einer Öffnung eines Gehäuseteils verwendbar ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Elektrogerät, aufweisend ein Gehäuseteil und ein Deckelteil, weiterzubilden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektrogerät nach den in Anspruch 1

angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektrogerät sind, dass das Elektrogerät ein Gehäuseteil und ein Deckelteil aufweist, wobei das Deckelteil mit dem Gehäuseteil verbunden ist, insbesondere schraubverbunden ist, insbesondere wobei das Deckelteil eine Öffnung des Gehäuseteils abdeckt, wobei eine erste Leiterplatte mit dem Deckelteil verbunden ist, wobei zumindest ein Wärme erzeugendes Bauteil, insbesondere steuerbarer

Halbleiterschalter, von einem elastisch vorgespannten Blechteil, insbesondere von einem elastisch vorgespannten Zungenabschnitt eines Blechteils, zum Deckelteil hin gedrückt sind, insbesondere zur Wärmabfuhr vom Wärme erzeugenden Bauteil über das Deckelteil zur Umgebung hin.

Von Vorteil ist dabei, dass ein bloßes Deckelteil ersetzbar ist durch ein deckelteil, an welchem eine elektronische Schaltung, umfassend das Wärme erzeugende Bauteil, anordenbar ist. Somit ist als elektronische Schaltung beispielsweise ein schaltnetzteil vorsehbar, also am Deckelteil integrierbar. Auf diese Weise sind dem Elektrogerät verschiedene

Versorgungsspannungen zur Verfügung stellbar, wodurch entsprechende Baugruppen versorgbar sind. Die Verlustwärme des Bauteils ist über das Deckelteil an die Umgebung abführbar. Dabei spreizt das Deckelteil die Wärme auf, da es metallisch, insbesondere als Metalldruckgussteil, herstellbar ist und somit gut wärmeleitend ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Deckelteil als Metalldruckgussteil hergestellt. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige einfache Herstellung ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Wärme erzeugenden Bauteile auf einer ersten Leiterplatte bestückt, wobei die erste Leiterplatte, insbesondere Leiterbahnen der ersten Leiterplatte, mittels zumindest teilweisem Einstecken in ein Steckverbinderteil elektrisch verbindbar sind mit einer zweiten Leiterplatte, insbesondere mit Leiterbahnen einer zweiten Leiterplatte, wobei das Steckverbinderteil auf der zweiten Leiterplatte angeordnet, insbesondere bestückt ist, wobei die zweite Leiterplatte mit dem Gehäuseteil verbunden ist, insbesondere

schraubverbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass die auf der ersten Leiterplatte erzeugten Spannungen den auf der zweiten Leiterplatte angeordneten oder den mit der zweiten

Leiterplatte elektrisch verbundenen Baugruppen zur Verfügung stellbar ist. Dabei ist beim Aufstecken des Deckelteils auf das Gehäuseteil gleichzeitig die Öffnung des Gehäuseteils verschließbar und die elektrische Steckverbindung betätigbar. Zum Führen und Zentrieren beim Einstecken sind am Deckelteil ein Steckabschnitt ausgeformt und am Gehäuseteil entsprechend Absätze als Anliegebegrenzungen beim Aufschieben des Deckelteils. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Blechteil von einem Schraubteil, insbesondere von einem Schraubenkopf des Schraubteils, zum Deckelteil hin elastisch vorgespannt gehalten. Von Vorteil ist dabei, dass ein elastisches Andrücken gewährleistet ist und somit eine effiziente Wärmeabfuhr.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Leiterplatte von einem oder dem Schraubteil, insbesondere von einem Absatz des Schraubteils, ans Deckelteil angedrückt. Von Vorteil ist dabei, dass das Schraubteil mehrere Funktionen ausführt, also einerseits das Andrücken der ersten Leiterplatte und andererseits das elastische Vorspannen des Blechteils, das wiederum das Bauteil gegen das Deckelteil drückt. Auf diese Weise ist eine einfache Verbindungstechnik realisiert, die gleichzeitig eine gute Wärmeabfuhr sichert.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das die Wärme erzeugenden Bauteile in einer durchgehenden Ausnehmung der Leiterplatte angeordnet, insbesondere so dass der für die erste Leiterplatte als Auflagefläche fungierende

Auflageabschnitt des Deckelteils geringer beabstandet ist von der Leiterplatte als der als Auflagefläche für das Wärme erzeugende Bauteil fungierende Auflageabschnitt des

Deckelteils, insbesondere wobei der für die erste Leiterplatte als Auflagefläche fungierende

Auflageabschnitt des Deckelteils die Leiterplatte berührt, also verschwindenden Abstand, zur Leiterplatte aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass das Bauteil mit seinen Anschlussbeinchen lötverbindbar ist mit Leiterbahnen der Leiterplatte. Somit ist das Bauteil schwebend in der Ausnehmung anordenbar und wird dann von dem Zungenabschnitt des Blechteils, welches auf die vom Deckelteil abgewandte Seite des Bauteils drückt, gegen die Auflagefläche, also den vertieft angeordneten Auflageabschnitt des Deckelteils gedrückt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Gehäuseteil einen Schlitz, insbesondere einen durchgehenden Schlitz, auf, wobei ein Laschenabschnitt des Blechteils in den Schlitz zumindest teilweise hineinragt oder hindurchragt. Von Vorteil ist dabei, dass zum stabilen Halten des Blechteils eine oder zwei schraubteile genügen. Denn der Schlitz dient als dritte oder vierte Auflagepunkt und sichert somit das Blechteil. Außerdem wirkt der Schlitz auch als Begrenzung, so dass das Blechteil sich nicht weiter seitlich verschieben kann. Durch das Vorspannen mittels des oder der Schraubteile ist das Blechteil außerdem im Schlitz ans Gehäuseteil angedrückt und zusätzlich sicher gehalten.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Deckelteil einen Steckabschnitt auf, der an einen Absatz angrenzt, wobei der Absatz an einem Abschnitt der Berandung der Öffnung des Gehäuseteils anliegt, wobei der Steckabschnitt an einem Teilbereich der Wandung des Gehäuseteils anliegt. Von Vorteil ist dabei, dass der Steckabschnitt ein einfaches Führen und Zentrieren beim

Einstecken ins Gehäuseteil bewirkt. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Gehäuseteil Kühlrippen auf zur Abfuhr von Verlustwärme von Bauteilen, insbesondere steuerbaren Halbleiterschaltern, welche auf der zweiten Leiterplatte bestückt sind oder mit dieser elektrisch verbunden sind, wobei ein Lüfter in einer Gehäusetasche des Gehäuseteils eingeführt ist, wobei der vom Lüfter geförderte Luftstrom entlang der Kühlrippen des Gehäuseteils entlangströmt. Von Vorteil ist dabei, dass ein effektives Entwärmen des Elektrogeräts ermöglicht ist. Außerdem ist sogar ein Wärmstrom vom Deckelteil über das Gehäuseteil an die Umgebung abführbar, insbesondere bei starkem vom Lüfter gefördertem Luftstrom. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Elektrogerät ein Wechselrichter, ein Umrichter oder ein Teil derselben. Von Vorteil ist dabei, dass optional das Deckelteil mit der Leiterplatte und darauf vorgesehener Schaltnetzteilelektronik einsetzbar ist statt eines bloßen Deckelteils.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen

Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist das Gehäuseteil 1 in Schrägansicht gezeigt, wobei das Gehäuseteil 1 eine Öffnung aufweist, die mit einem Deckelteil 20 abdeckbar ist.

In der Figur 2 ist das Gehäuseteil 1 mit Deckelteil 20 gezeigt, das aufgesetzt auf das

Gehäuseteil 1 ist und die Öffnung abdeckt.

In der Figur 3 ist das Deckelteil 20 aus einer anderen Blickrichtung gezeigt, wobei eine erste Leiterplatte 33 an der Innenseite des Deckelteils 20 angeordnet ist.

In der Figur 4 ist das bloße Deckelteil 20 gezeigt.

In der Figur 5 ist das Deckelteil 20 aus einer anderen Blickrichtung gezeigt.

Wie in den Figuren gezeigt, weist das erfindungsgemäße Elektrogerät ein Gehäuseteil 1 mit einer Öffnung auf.

Durch Schraubverbinden des Deckelteils 20 mit dem Gehäuseteil 1 ist die Öffnung

verschließbar.

Das Elektrogerät ist beispielsweise ein Umrichter, ein Wechselrichter oder ein Teil derselben.

Wie in Figur 1 gezeigt, ist im Gehäuseteil 1 eine zweite Leiterplatte 2 angeordnet, welche mit elektronischen Bauelementen bestückt ist und zumindest auch mit einem Steckverbinderteil 3.

Beispielsweise sind als Bauelemente die steuerbaren Halbleiterschalter eines Wechselrichters elektrisch mit Leiterbahnen der zweiten Leiterplatte 2 verbunden. Das Gehäuseteil 1 ist vorzugsweise als Druckgussteil ausgeführt und weist auch Kühlrippen auf, an welche die von den auf der zweiten Leiterplatte 2 bestückten, steuerbaren Halbleiterschaltern erzeugte Wärme abgeführt wird.

Die Öffnung ist seitlich der Kühlrippen am Gehäuseteil 1 angeordnet. lm Gehäuseteil 1 sind Gewindebohrungen eingebracht, in welche Verbindungsschrauben 22 einschraubbar sind, deren Schraubenköpfe jeweils das Deckelteil 1 ans Gehäuseteil 1 andrücken.

Das Deckelteil 20 weist zwei durchgehende Schlitze 21 auf, wobei in den jeweiligen Schlitz 21 ein jeweiliger Laschenabschnitt eines Blechteils 30 eingesteckt ist.

Wie in Figur 3 gezeigt, sind Schrauben 32 mit ihrem jeweiligen Gewindeabschnitt in jeweilige Gewindebohrungen eingeschraubt, die jeweils in einem ersten Auflageabschnitt 41

angeordnet sind. Das Blechteil 30 ist durch die Schraubenköpfe der Schrauben 32 begrenzt und zum Deckelteil 20 hin gedrückt.

Der jeweilige Gewindeabschnitt der Schrauben 32 ist in der Figur 3 nicht sichtbar.

Die Schrauben 32 weisen einen Absatz auf, an welchem die Leiterplatte 33 anliegt und somit von der jeweiligen Schraube 32 zum Deckelteil 20 hin gedrückt wird.

Das Blechteil 30 weist einen Zungenabschnitt 31 auf, der elastisch vorgespannt auf ein Wärme erzeugendes Bauteil 34 drückt und dieses Bauteil 34 somit zum auflageabschnitt 40 hin drückt, welche an der Innenseite des Deckelteils 20 angeordnet ist.

Die Bauteile 34 sind mit ihren Anschlussbeinchen lötverbunden mit Leiterbahnen der

Leiterplatte 33.

Mittels Leiterbahnen 35 wird beim Aufstecken und Anschrauben des Deckelteils 20 an das Gehäuseteil 1 die Leiterplatte 33 mit ihren Leiterbahnen 35 in ein entsprechendes

Steckverbinderteil 3 eingesteckt, welches auf der zweiten Leiterplatte 2 angeordnet ist. Somit ist eine elektrische Kontaktierung zwischen erster und zweiter Leiterplatte ( 2, 33) erreicht.

Auf der Leiterplatte 33 ist die ein schaltnetzteil angeordnet, also eine elektronische Schaltung zum Erzeugen verschiedener Versorgungsspannungen für die elektronischen Baugruppen des Elektrogeräts. Beim Einstecken der Leiterbahnen 35 in das Steckverbinderteil 3, das auf der zweiten

Leiterplatte 2 bestückt ist, kontaktieren Federkontakte des Steckverbinderteils 3 die

Leiterbahnen 35 der ersten Leiterplatte 33. Somit sind die erzeugten Spannungen bereit stellbar für die übrigen elektrischen Baugruppen des Elektrogeräts, insbesondere für die auf der Leiterplatte 2 angeordneten Baugruppen.

Der Auflageabschnitt 40 für Bauteil 34 ist vertieft gegenüber dem ersten Auflageabschnitt 41 und zweiten Auflageabschnitt 42 für Leiterplatte 33 ausgeführt. Somit ist das Blechteil 30 entsprechend eben ausführbar und der Zungenabschnitt 31 als ausgestanzter Abschnitt herstellbar.

Das Deckelteil 20 ist als Druckgussteil ausgeführt und deckt die Öffnung, also den offenen Schacht, des Gehäuseteils 1 ab. Wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt, weist das Deckelteil 20 einen Steckabschnitt 43 auf, welcher zur Auflagefläche 40 hin einen Absatz aufweist, so dass beim Aufstecken des

Deckelteils 20 ein Bereich der Berandung der Öffnung, also ein Bereich der Wandung des Gehäuseteils 1 , am Absatz anliegt und der Steckabschnitt 43 an der Innenseite der Wandung des Gehäuseteils 1 anliegt.

Somit dient der Steckabschnitt 43 der genaueren Positionierung des Deckelteils 20 zum Gehäuseteil 1 hin.

Das Deckelteil 20 fungiert auch als Wärme aufspreizender Kühlkörper. Denn die von den Wärme erzeugenden Bauteilen, also von den steuerbaren Halbleiterschaltern, erzeugte

Wärme, also Verlustwärme, wird dem Deckelteil 20 zugeführt und dort aufgespreizt, da dieses metallisch und somit gut wärmeleitfähig ist. Über die Außenseite des Deckelteils 20 wird ein großer Teil der Wärme an die Umgebung abgeführt. Aber auch zum Gehäuseteil 1 wird ein Wärmestrom weitergeleitet.

Das Schraubteil 32 weist also jeweils einen Schraubenkopf auf, der breiter ist, insbesondere also einen größeren Durchmesser aufweist, als ein axial nachfolgender zylindrischen Abschnitt des Schraubteils 32. Der Gewindeabschnitt des Schraubteils 32 ist auf der axial von diesem zylindrischen Abschnitt axial abgewandten Bereich angeordnet. Somit ist im Wesentlichen ein monoton abnehmender Durchmesser realisiert in axialer Richtung, also vom Schraubenkopf zum Gewindeabschnitt des Schraubteils 32

Das Gehäuseteil 1 ist einteilig ausgeführt. Bei weiteren erfindungsgemäßen

Ausführungsbeispielen ist auch ein mehrteiliges Ausführen des Gehäuseteils 1 realisierbar, wobei dann allerdings Verbindungsteile zusätzlich notwendig sind.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuseteil

2 zweite Leiterplatte

3 Steckverbinderteil

20 Deckelteil

21 Schlitze, insbesondere durchgehende schlitze

22 Verbindungsschrauben

30 Blechteil

31 Zungenabschnitt des Blechteils 30

32 Schraubteil

33 Leiterplatte

34 Wärme erzeugendes Bauteil, insbesondere steuerbarer Halbleiterschalter 35 Leiterbahnen der Leiterplatte 33

40 Auflageabschnitt für Bauteil 34

41 erste Auflageabschnitt für Leiterplatte 33

42 zweite Auflageabschnitt für Leiterplatte 33

43 Steckabschnitt