Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse, insbesondere für Hochvolt-Komponenten, mit ei ner länglichen, metallischen Gehäusebasis und mit zwei Stirnwänden.

Stand der Technik

Elektrische Verteilergehäuse mit Hochvolt-Komponenten eines Fahrzeugs bedürfen nicht nur einer robusten Konstruktion, einer Hochvoltsicherheit sowie einer Dichtheit gegenüber Umwelteinflüssen, sie müssen auch eine elektromagnetische Verträglich keit (EMV) aufweisen, um andere elektrische/elektronische Komponenten des Fahr zeugs nicht zu stören. Ein aus der DE202015104681 U1 bekanntes metallisches Hochvoltverteilergehäuse weist hierfür eine druckgegossene, längliche Gehäuseba sis aus Gehäuseboden und zwei Seitenwänden und zwei Stirnseiten auf, welche Wände eine von einem Gehäusedeckel verschlossene Zugangsöffnung begrenzen. Die elektromagnetische Verträglichkeit des Verteilergehäuses wird durch eine zwi schen Gehäuseunterteil und Gehäusedeckel vorgesehene, elektrisch leitfähige Dich tung hergestellt. Die Abmessungen der Gehäusebasis bestimmen die Möglichkeit, elektrische Komponenten etc. aufzunehmen bzw. beschränkt die Variabilität der Ver wendung des Verteilergehäuses - womit ein universelles Einsatzgebiet vergleichs wese eingeschränkt ist.

Die Erfindung hat sich daher ausgehend vom eingangs geschilderten Stand der Tech nik die Aufgabe gestellt, die Konstruktion des Gehäuses derart zu verändern, dass bei hoher Hochvoltsicherheit, elektromagnetischer Verträglichkeit sowie Dichtheit ge genüber Umwelteinflüssen eine variable Anpassung der Abmessungen des Verteil gehäuses möglich wird. Darstellung der Erfindung

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 .

Weist die Gehäusebasis ein geschlossenes Hohlprofil mit vier Profilseitenwänden und mit zwei offenen Profilstirnseiten auf, kann zunächst ein in den Längsabmessun gen variabel auszubildendes Gehäuse zur Verfügung gestellt werden - und zwar bei spielsweise durch einfache Änderungen im Zuschnitt. Im Allgemeinen wird erwähnt, dass das geschlossene Hohlprofil ein Strangpressprofil, Blechprofil etc. sein.

Die genannten Vorteile sind besonders dadurch erreichbar, dass die aus einem Me tallblech hergestellten Stirnwände die offenen Profilstirnseiten des Hohlprofils ver schießen und mit dem Hohlprofil fest verbunden sind, wofür die Stirnwände jeweils einen wannenförmigen Abschnitt mit einer Wannenseitenwand und jeweils einen Endabschnitt aufweisen, welcher Endabschnitt gemeinsam mit der Wannenseiten wand des wannenförmigen Abschnitts eine außen umlaufendende und insbesondere u-förmige Aufnahme ausbildet, in die das Hohlprofil unter Anliegen an der jeweiligen Stirnwand einragt. Unter anderem besonders einfach kann das Anliegen des Holpro fils an der an der jeweiligen Stirnwand als Anliegen an der Wannenseitenwand erfol gen.

Auf diese Weise - nämlich durch den anliegenden Eingriff des Hohlprofils in die Auf nahme der jeweiligen Stirnwand - ist auf einfache und sichere Weise an der jeweiligen offenen Profilstirnseiten eine elektromagnetische Abschirmung zu schaffen. Bei spielsweise können damit nicht nur die elektrischen/elektronischen Baugruppen im Gehäuse vor Funktionsstörungen geschützt werden, sondern auch jene außerhalb des Gehäuses. Des Weiteren bietet eine u-förmige Aufnahme auch einen Schutz vor mechanischen Belastungen, etwa auch für eine Dichtungsmasse bzw. für eine Dich tung in der Aufnahme.

Durch Verwendung eines Metallblechs sind diese Stirnwände einteilig ausgebildet. Der wannenförmige Abschnitt weist einen Wannenboden und eine an den Wannen boden anschließende Wannenseitenwand auf. Die jeweilige Stirnwand erstreckt sich vom wannenförmigen Abschnitt in den Endabschnitt, der an die Wannenseitenwand anschließt. In anderen Worten, der die Wannenseitenwand ausbildende Verlauf der Stirnwand endet in dem Endabschnitt.

Die Wannenseitenwand verläuft vom Wannenboden weg und der an die Wannensei tenwand anschließende Endabschnitt verläuft zum Wannenboden zurück. Wannen förmiger Abschnitt und Aufnahme sind dadurch gegensinnig ausgerichtet.

Das erfindungsgemäße Gehäuse kann sich daher durch hohe Hochvoltsicherheit, Dichtheit sowie elektromagnetische Verträglichkeit auszeichnen - und bietet vielsei tige Anwendungsmöglichkeiten aufgrund der einfach und kostengünstig gewährleis teten Variabilität in seinen Abmessungen.

Die elektromagnetische Verträglichkeit des Gehäuses ist weiter verbesserbar, wenn Hohlprofil und Stirnwände über Stauch-Press-Verbindungen, insbesondere über Clinch-Verbindungen, fest miteinander verbunden sind. Insbesondere können sich hier formschlüssige Clinch-Verbindungen (hergestellt durch ein Durchsetzfügen) eig nen, um den elektrischen Übergangswiderstand gering zu halten und eine elektro magnetische Dichtigkeit des Gehäuses zu garantieren. Derartige Verbindungen ver bessern aber auch die Formstabilität des Gehäuses.

Die Widerstandfähigkeit des Gehäuses gegenüber Umwelteinflüssen kann erhöht werden, wenn in der Aufnahme eine, insbesondere umlaufende, Dichtungsmasse vorgesehen ist. Solch eine Dichtungsmasse kann ein dichtender Klebstoff, eine Dich tung, etc. sein.

Thermische oder mechanische Belastungen des Gehäuses können von der Dich tungsmasse verbessert aufgenommen werden, wenn die Dichtungsmasse zwischen Aufnahme und Stirnfläche des Hohlprofils gequetscht vorgesehen ist.

Die Konstruktion ist weiter vereinfachbar, wenn eine O-Ringdichtung die Dichtungs masse ausbildet. Die Handhabung des Gehäuses kann sich erleichtern, wenn mindestens eine Stirn wand an ihrem Wannenboden eine zweite Zugangsöffnung und einen diese zweite Zugangsöffnung verschließenden Deckel aufweist, der von der Stirnwand abnehmbar ist. Über diese stirnseitige Zugangsöffnung besteht nämlich auch bei geschlossenem Gehäusedeckel eine Zugangsmöglichkeit zum Gehäuseinneren, was Maßnahmen zur Wartung und Inspektion der vom Gehäuse aufgenommen elektrischen/elektroni schen Mittel erleichtern kann.

Vorzugsweise weist das Gehäuse einen, insbesondere flachen, metallischen Gehäu sedeckel auf. Zudem ist in der vierten Profilseitenwand eine erste Zugangsöffnung eingebracht, die den, von der Gehäusebasis lösbaren Gehäusedeckel verschließt, wodurch das Gehäuse handhabungsfreundlich bestückt werden kann, beispielsweise mit elektronischen/elektrischen Mitteln. Zudem kann das geschlossene Hohlprofil die erste Zugangsöffnung dadurch besonders formgenau ausbilden. Dieses Einbringen ist etwa durch Trennen möglich - was demnach ebenfalls auf einfache Weise an die jeweils vorliegenden Erfordernisse abzustimmen ist. Zugangsöffnung und Gehäuse deckel können sich so durch hohe Passgenauigkeit auszeichnen, was nicht nur Hoch voltsicherheit und Dichtheit, sondern auch elektromagnetische Verträglichkeit sicher stellen kann.

Ist in der vierten Profilseitenwand die erste Zugangsöffnung mittig eingebracht, ist die Handhabung des Gehäuses bei ihrer Bestückung mit elektrischen/elektronischen Bauteilen/Bauelementen/Schaltungen etc. zu erleichtern.

Ist die Zugangsöffnung in einer Vertiefung, insbesondere 45 Grad Durchstellung, in die vierte Profilseitenwand eingebracht, kann dies die nicht nur zur Versteifung des Öffnungsrands der Zugangsöffnung beitragen, sondern auch die EMV-Dichtheit des Gehäuses weiter verbessern.

Vorzugsweise weist das Gehäuse einen innenliegenden Träger auf, der über Stauch- Press-Verbindungen, insbesondere über Clinch-Verbindungen, mit der ersten Profil seitenwand fest verbunden ist. Damit kann eine einfach handhabbare Möglichkeit geschaffen werden, elektronische und/oder elektrische Mittel und/oder elektrische Anschlüsse - vorzugsweise auf Hochvolt-Komponenten - im Gehäuse zu befestigen.

Weist das aus einem Metallblech hergestellte, geschlossene Hohlprofil eine Längs schweißnaht auf, kann sich die Herstellung des Gehäuses erleichtern bzw. sind damit dessen Herstellungskosten weiter reduzierbar.

Die Crashsicherheit der vom Gehäuse aufgenommenen Elemente kann erhöht wer den, wenn das Hohlprofil mehrkammerig ausgebildet ist und/oder seitliche abste hende Energieabsorberelemente aufweist. Zudem kann das Gehäuse eine verbes serte Kühlung aufweisen, wenn es - vorzugsweise seitlich abstehende - Kühlrippen aufweist.

Vorzugsweise weist das Gehäuse elektronische und/oder elektrische Mittel - insbe sondere eine Hochvolt-Komponente, und/oder elektrische Anschlüsse auf. Dies ins besondere auch unter dem Aspekt der besonderen EMV-Abschirmung durch das er findungsgemäße Gehäuse.

Hohlprofil und/oder Stirnwände bestehen aus einer Aluminiumlegierung, vorzugs weise des Typs 6xxx. Dies ist nicht nur der EMV-Abschirmung dienlich, sondern kann auch ein vergleichsweise leichtes Gehäuse schaffen.

Besonders kann sich das erfindungsgemäße Gehäuse für einen Hochvoltverteiler als Hochvoltverteilergehäuse eignen.

Des Weiteren kann sich das erfindungsgemäße Gehäuse oder Hochvoltverteilerge häuse für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, besonders eignen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand mehrere Aus führungsvarianten näher dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht auf ein Gehäuse,

Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht des nach Fig. 1 dargestellten Gehäuses,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das nach Fig. 1 dargestellte Gehäuse,

Fig. 4 eine vergrößerte Detailansicht des nach Fig. 1 dargestellten Gehäuses und Fig. 5 eine alternative Ausführung eines Hohlprofils des Gehäuses nach Fig. 1 .

Weg zur Ausführung der Erfindung

Nach den Figuren 1 und 2 wird ein metallisches Gehäuse 100, nämlich Verteilerge häuse, eines nicht dargestellten Flochvoltverteilers in einem Fahrzeug gezeigt. Die ses Gehäuse 100 weist eine längliche, metallische Gehäusebasis 1 sowie zwei Stirn wände 3, 4, einen Gehäusedeckel 2 und eine erste Zugangsöffnung 5.1 auf. Diese erste Zugangsöffnung 5.1 ist durch den, von der Gehäusebasis 1 abnehmbaren me tallischen Gehäusedeckel 2 dicht, insbesondere EMV-dicht, verschlossen. Im Ge häuse 100 sind beispielsweise elektrische/elektronische Mittel 14 als eine Hochvolt- Komponente Vorgehen.

Erfindungsgemäß werden die anderen Gehäuseseiten der Gehäusebasis 1 von ei nem geschlossenen Hohlprofil 6 nach einem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Das geschlossene Hohlprofil 6 wird aus einem Metallblech hergestellt, beispielsweise mit Hilfe eines Blechumform Verfahrens, wie Rollprofilieren. Nach dem Umformen wird das Metallblech längsverschweißt, wobei die Längsschweißnaht 12 am Hohlprofil 6 in Fig. 1 angedeutet dargestellt ist.

Durch diesen als Hohlprofil 6 ausgebildeten Teil der Gehäusebasis 1 eröffnet sich die Möglichkeit, das Verteilgehäuse 1 an gewünschte Außenabmessungen einfach und kostengünstig anzupassen. Dieses Anpassen kann beispielsweise durch Ablängen des Hohlprofils 6 erfolgen. Demnach bildet das Hohlprofil 6 die Seiten der Gehäuse 100 aus, nämlich mit seinen vier Profilseitenwänden 6.1 , 6.2, 6.3, 6.4 den Gehäuseboden als erste Profilseiten wand 6.1 , zwei Gehäuselängsseiten als zweite und dritte Profilseitenwand 6.2, 6.3 und eine Gehäusedeckelwand als vierte Profilseitenwand 6.4.

In der Gehäusedeckelwand als vierte Profilseitenwand 6.4 ist die erste Zugangsöff nung 5.1 , vorzugsweise mittig, eingebracht - beispielsweise durch ein Stanzverfah ren. Dies stellt eine formgenaue Ausbildung der ersten Zugangsöffnung 5.1 sicher - und sorgt zuverlässig für einen gegenüber Umwelteinflüssen dichten Abschluss des Gehäuses 100. Die Zugangsöffnung 5.1 ist zudem in einer Vertiefung 13, nämlich in einer 45 Grad Durchstellung, in der vierten Profilseitenwand 6.4 eingebracht, was bei aufgesetztem metallischen Gehäusedeckel 2 die EMV-Abschirmung des Gehäuses 100 sicherstellt.

Das Hohlprofil 6 ist an seinen beiden offenen Profilstirnseiten 6.5, 6.6 mit Stirnwänden 3, 4 verschlossen und mit diesen Stirnwänden 3, 4 fest verbunden.

Zum standfesten Anbinden und Verschließen des Hohlprofils 6 weisen die Stirn wände 3, 4 je einen wannenförmigen Abschnitt 3.1 , 4.1 und einen Endabschnitt 3.2, 4.2 auf. Die wannenförmigen Abschnitte 3.1 , 4.1 weisen je eine Wannenseitenwand 3.4, 4.4 und einen Wannenboden 3.5, 4.5 auf, wie in Fig. 1 zu entnehmen. Die Wan nenseitenwand 3.4, 4.4 schließt an den Wannenboden 3.5, 4.5 an.

Der jeweilige Endabschnitt 3.2, 4.2 bilden gemeinsam mit dem jeweiligen wannenför migen Abschnitt 3.1 , 4.1 , nämlich mit der jeweiligen Wannenseitenwand 3.4, 4.4, eine außen umlaufendende und u-förmige Aufnahme 7.1 , 7.2 aus.

Diese Stirnwände 3, 4 sind jeweils aus einem Metallblech hergestellt und damit ein teilig ausgebildet. Die Stirnwände 3, 4 werden im Ausführungsbeispiel unter Nutzung eines Blechumformverfahrens, etwa eines Tiefziehens hergestellt.

Die Stirnwand 3, 4 verläuft vom wannenförmigen Abschnitt 3.1 , 4.1 in den Endab schnitt 3.2, 4.2, der an die Wannenseitenwand 3.4, 4.4 des wannenförmigen Ab schnitts 3.1 , 4.1 anschließt, und zwar an dem Wannenrand des wannenförmigen Abschnitts 3.1 , 4.1 . Wannenförmiger Abschnitt 3.1 , 4.1 und Aufnahme 7.1 , 7.2 sind gegensinnig ausgerichtet.

Wie zudem in den Figuren zu erkennen, sind die Stirnwände 3, 4 im Wesentlichen im Querschnitt u-förmig ausgebildet. Die Stirnwände 3, 4 sind mit deren Wannenboden 3.4, 4.4 voran an der Gehäusebasis 1 vorgesehen.

In diese Aufnahme 7.1 , 7.2 ragt das Hohlprofil 6 ein und liegt dort an die jeweilige Stirnwand 3, 4 - im Ausführungsbeispiel an die Wannenseitenwand 3.4, 4.4 an. Auf diese Weise wird ein elektrischer Kontakt zwischen dem metallischen Hohlprofil 6 und den metallischen Stirnwänden 3, 4 sichergestellt. Dies behindert die Abstrahlung bzw. den Empfang von elektromagnetischer Strahlung durch das Verteilgehäuse 100 bzw. sorgt für eine standfeste Gehäuseabschirmung gegenüber elektromagnetischen Stö rungen.

Hohlprofil 6 und Stirnwände 3, 4 sind über Stauch-Press-Verbindungen 8, insbeson dere über Clinch-Verbindungen, fest miteinander verbunden - was auch bei mecha nischen Belastungen auf das Gehäuse 100 stets einen elektrischen Kontakt zwischen diesen sicherstellt. Das Gehäuse 100 ist daher gegenüber elektromagnetischen Stö rungen besonders dicht.

In der Aufnahme 7.1 , 7.2 ist zudem je eine umlaufende Dichtungsmasse 9 vorgese hen, die als O-Ringdichtung ausgeführt ist. Diese Dichtungsmasse 9 ist zwischen Aufnahme 7.1 bzw. 7.2 und Stirnfläche 6.7 des Hohlprofils 6 gequetscht vorgesehen, was die Dichtheit des Gehäuses 100 weiter erhöht.

Zudem werden durch diese Vorspannung mechanische Formänderungen am Ge häuse 100 - ohne Verlust des dichten Abschlusses - aufgenommen, womit eine be sonders hohe Standfestigkeit des Gehäuse 100 sicherzustellen ist.

Wie nach Fig. 4 zu erkennen, ist an der zweiten Seitenwand 4 eine zweite Zugangs öffnung 4.3 vorgesehen. Diese zweite Zugangsöffnung 4.3 befindet sich im Wannenboden 4.5 des wannenförmigen Abschnitts 4.1 der zweiten Stirnwand 4 und wird vom Deckel 4.6 verschlossen. Dieser aus einem Metallblech gefertigte Deckel 4.6 ist gleich wie der Gehäusedeckel 2 über lösbare Schraubverbindungen 10, bei spielsweise aus Schrauben und Stanznieten mit Gegengewinde für diese Schrauben, von der jeweiligen Zugangsöffnung 4.3 bzw. 5.1 abnehmbar. Über diese stirnseitliche Zugangsmöglichkeit ist das Gehäuse 100 besonders einfach zu warten, was dessen Handhabbarkeit verbessert. Auch ist zwischen dem Wannenboden 4.5 und dem De ckel 4.6 ein zweites umlaufendes Dichtelement 1 1 vorgesehen - um wiederum auch um EMV-Dichtheit zu gewährleisten.

Das Gehäuse 100 weist zudem einen innenliegenden Träger 15 auf, der über Stauch- Press-Verbindungen 8, nämlich über Clinch-Verbindungen, mit der ersten Profilsei tenwand 6.1 fest verbunden ist. Der Träger weist Befestigungselemente 15.1 , nämlich Einpressmuttern auf, an denen die elektronischen/elektrischen Mittel 14, insbeson dere Hochvolt-Komponenten befestigt werden können.

Die Crashsicherheit der vom Gehäuse 100 aufgenommenen elektronischen/elektri schen Mittel 14 wird durch ein mehrkammeriges Hohlprofil 60 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel erhöht. Dieses vorzugsweise stranggepresste Hohlprofil 60, ins besondere aus einer Aluminiumlegierung, weist vorzugsweise mehrere Kammern 60.1 , 60.2 und 60.3 auf. In der mittleren Kammer 60.2 werden die elektroni schen/elektrischen Mittel 14 ausreichend geschützt aufgenommen. Seitlich an den Längsseiten stehen Energieabsorberelemente 60.4 ab, die im Falle eines Crashs Crashenergie durch Verformung absorbieren.

Besonders kann das Gehäuse 100 im Hochvoltbereich Verwendung finden, beispiels weise als High-Voltage-Distribution-Box bzw. Leistungsverteiler, Batteriemanage mentsystem, Ladeelektronik für eine Batterie oder Leistungselektronik für einen Motor etc. Insbesondere, ist das Gehäuse 100 dazu geeignet, eine Hochvolt-Komponente EMV geschützt aufzunehmen - Beispiele einer Hochvolt-Komponente sind etwa: elektri scher Energiespeicher, Inverter, elektrische Verbindungen einer Hochvolt-Leitung etc.