本发明涉及用于如电流分配器或用于汽车的控制装置的电气装置的壳体，以及用于制造此壳体的方法。
背景技术：
本发明在下文中主要结合汽车内的电流分配器、控制装置和保险盒解释。但应理解的是本发明能够使用在其中将电导线引导到密封的壳体内的各种应用中，尤其是涉及平面导体、导电轨或密封插头的各种应用。
在壳体的(上部分与下部分之间的)分离区域内的薄的、宽的矩形几何形状的防止水进入到壳体内部区域内的密封(例如，浸入直至300mm的水柱超过30分钟)根据目前的现有技术是难于操作的功能。带有密封隆起的内部空间的完全浇注等通常是技术上昂贵的、高成本的或不结实的。
一个示例在德国实用新型文献de202013010542u1中给出，其中描述了带有由塑料制成的插入部分的壳体，以对于电子器件或另外的敏感的部件进行防止外部机械或化学影响的保护。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题因此在于通过使用构造上尽可能简单的方式实现对于带有相应的导入和导出的用于电气装置的壳体的密封。
此技术问题通过独立权利要求的主题解决。本发明的有利的扩展在从属权利要求、说明书和附图中给出。
根据本发明的用于汽车的电气装置的壳体包括第一壳体部分和第二壳体部分。每个壳体部分自身至少部分地包围了电气装置。第一和第二壳体部分共同地形成了中心空腔，电气装置布置在所述中心空腔内。电气装置与至少一个电导体电联接。
在壳体内形成了封闭的流体引导通道。流体引导通道围绕中心空腔。在此，流体引导通道布置在两个壳体半体的接缝边沿的区域内。在流体引导通道内设置了多个空隙，所述空隙实现了中心空腔向外的贯通。在此，至少一个电导体被引导通过空隙且从中心空腔通过流体引导通道内的空隙向外引出。在优选的实施例中设置了至少两个空隙和至少两个电导体。为对壳体的进行流体密封而提供了密封剂，所述密封剂填充了流体引导通道。在此，密封剂具有与第一壳体部分、第二壳体部分以及至少一个电导体形成形状配合的连接。
壳体基本上构造为两部分。在此，壳体优选地由塑料制成，例如由热固性或热塑性塑料材料制成。替代地，壳体也能够由聚氨酯、金属如铝、灰口铸铁或压铸件、或例如陶瓷的烧结材料制成。在可构造相应的流体引导通道时，也可考虑用另外的材料。流体引导通道能够理解为用于密封装置或密封部的接收部。流体引导通道能够形成为类似于管或井。因此，密封剂开始时是液体的或更好地是粘稠流动的，且因此具有流体特征。有利地，密封剂能够注射到流体引导通道内或流入到其内且完全地填充所述流体引导通道。在此，密封剂的粘性被选择为使得在制造过程期间密封剂不或仅以很小的量从壳体的两个半体之间的可能的由于制造技术或公差导致的缝隙或在空隙的区域内或在电导体和各壳体半体之间向外流动或流入到中心空腔内。
有利地，能够稳定地克服密封如边沿或较长的直的部分的复杂的几何形状的基本困难。因此，电导体能够基本上具有矩形形状的或椭圆形的横截面几何形状。有利的是，不需要分开地制造的密封单独部分，以此能够实现成本优点。密封剂能够通过商用的定量供给设备引入。
在优选的实施形式中，密封剂在安装时可流动且然后硬化。因此，在此使用的密封剂的粘性从制造时到制成产品时发生改变。密封剂能够是双组分材料。密封剂例如能够是硅树脂、粘合剂、聚氨酯泡沫或类似物。作为密封剂的浇注物的特征取决于对于几何形状所要求的粘性(因此根据流动计算)、材料和导电轨的表面积、使用温度和壳体部分的材料。
密封剂能够是发泡的第二塑料。在优选实施例中，聚氨酯浇注物被用作密封剂。此外，密封剂能够具有至少50％体积百分比的硅树脂。在使用硅树脂作为密封剂时，可能是特别有利的是密封剂具有至少80％体积百分比的硅树脂。
此外，有利的是壳体部分由第一塑料制成。因此，壳体部分可特别节约成本地制造。特别地，壳体部分能够制造为注塑成型的热塑性塑料，例如pa6gf30。
电导体能够具有基本上矩形的横截面几何形状。因此，能够涉及平面导体或导电轨。在此，电导体能够成形为具有轮廓。因此，电导体具有波形形状或基本上矩形形状。在此，宽度(b)与高度(h)的比至少为2:1，特别地至少为5:1，特别地至少为10:1，特别地至少为20:1。高在此应理解为电导体的厚度。替代地，电导体也能够在流体引导通道的区域内形成为密封插头。如已部分地论述，密封剂与传统的密封体相比特别好地贴靠到电导体的矩形长边的角部和中心区域上而无难于找到的按压几何形状。
也有利的是在实施形式中在空隙的边沿上形成至少一个垂直于流体引导通道的密封壁。密封壁基本上靠在电导体上。通过密封壁放大了界定了流体引导通道的侧壁的壁厚。有利地，由此降低了在引入期间密封剂向内进入到中心空腔内或向外的离开，因为密封剂必需流过更长的缝隙且因此使更大的反作用力作用到密封剂上。密封壁能够垂直向外地布置或也在中心空腔的方向上布置。为强化积极效果，在形成为矩形的平面导体的情况中能够在全部四个边上设置靠放的密封壁。
在第一壳体部分上且补充地或替代地在第二壳体部分上能够形成至少一个安装凸耳。安装凸耳在此能够理解为安装片或固定孔眼。安装凸耳用于将壳体或电导体例如固定在汽车内。有利地，安装凸耳平行于电导体布置，以附加地支撑所述电导体。特别地，在安装凸耳内且在所述安装凸耳平行于电导体布置时也在电导体内分别设置具有缺口的形式的安装开口。当在电导体内也设置有缺口时，此缺口应与安装凸耳内的缺口重叠。此外，以此也能够例如通过使用电缆靴形成导线与电导体的电连接。
通过尤其是具有薄膜形式的金属层，能够在壳体内设置扩散屏障且补充地或替代地设置esd保护。为此在壳体部分内设置金属层，使得特别地提高对于气体的压力密封性且屏蔽电磁辐射。
为形成流体引导通道，壳体部分在接缝边沿的区域内构造双重壁，其中流体引导通道形成在双重壁的两个壁之间。因此，一个壳体部分能够在接缝边沿的区域内形成为双重壁形式，且另一个壳体部分近似于作为覆盖件封闭流体引导通道。因此，可特别地简单且廉价地形成用于密封剂的流体引导通道。
在壳体内布置了电气装置或电子装置。所述电气装置或电子装置通常至少通过两个电导体接触。两个壳体部分的接缝边沿在此有利地平行地走向或在通过电导体张成的平面内走向。在此，至少一个电导体的部分区域在引导通过流体引导通道的区域内观察到。
两个壳体半体相互连接，例如通过卡锁、螺旋、浇注或粘合相互连接。在优选的实施例中，两个壳体半体通过至少一个卡锁连接相互连接。卡锁连接在此能够替代地以不可拆卸的方式构造以防止被操纵，或以可在没有破坏的情况下拆卸的方式构造以例如用于检验或维修目的。
卡锁连接能够通过基本上环绕的卡锁轮廓形成。因此，环绕的卡锁轮廓能够部分地中断，例如在角部或圆整部的区域内中断，以产生公差补偿。为结构空间优化，第一卡锁元件能够构造在第一壳体部分的用于流体引导通道的结构内。配对卡锁元件能够构造在第二壳体部分内，且在安装状态中接合到流体引导通道的结构内，以产生卡锁连接。
替代地，卡锁连接能够通过一个壳体部分的多个卡锁元件和另一个壳体部分的多个配对卡锁元件形成。因此，能够在外轮廓上设置卡锁凸耳，所述卡锁凸耳通过作为相应的壳体半体的配对卡锁元件的边沿接合且在该处卡锁。
为能够通过密封剂在壳体部分或电导体上的更好的结合来改进壳体的密封性，能够在与密封剂接触的表面上设置微观结构化构造或提高表面张力的措施，例如等离子处理、电晕处理或底涂处理。微观结构化构造实现了壳体或电导体相对于密封剂的支持结合的特征。因此，在表面上在流体引导通道的区域内能够形成微观结构化构造。有利地，密封剂以形状配合的方式与微观结构化构造连接。微观结构化构造能够提高所述表面的粗糙度。所述微观结构化构造能够以槽或沟的形式规则地形成或几乎任意地形成。微观结构化构造能够例如通过激光切割产生。
为引入密封剂，能够在壳体部分的一个上设置与流体引导通道连接的引入嘴。此外，能够在壳体部分的一个上形成至少一个冒口。优选地，引入嘴的位置且补充地或替代地冒口的位置根据流动仿真来确定。为简化起见，以最优的方式仅设置一个引入嘴。根据流动仿真的计算，能够给出一个或多个冒口。优选地，引入嘴或冒口布置在流动引导通道的弯曲区域内或布置在所述弯曲区域附近。
此外，在空隙的区域内布置了密封元件。密封元件能够是软部件。在此，密封元件能够由第一塑料或替代地由与密封剂不同的第三塑料形成。密封元件支持了流体引导通道的密封，以通过密封剂形成密封部。此外，密封元件支持空隙的安装公差补偿且至少部分地将所述空隙封闭。
本发明的构思也可转化为制造方法，在所述制造方法中制成以上所述的壳体的变体。
在实施形式中，在第一步骤中提供例如电流分配器或用于汽车的保险装置的电气装置。电气装置具有至少一个电导体。围绕所述电导体布置了两个壳体半体，所述壳体半体形成了中心空腔和流体引导通道，在所述中心空腔内布置电气装置。流体引导通道被至少一个空隙中断。通过此空隙引导电导体，使得电导体被从中心空腔向外引导。最后，将密封剂引入到流体引导通道内，以相对外部密封中心空腔。
附图说明
下文中将参考附图解释有利的实施例。各图为：
图1是根据本发明的实施例的汽车的车载网络内的电流分配器的示意图；
图2a是根据本发明的实施例的壳体的简化立体图；
图2b是在图2a中所示的壳体的没有盖的简化立体图；
图2c是根据本发明的实施例的壳体的示意截面图；
图2d是根据本发明的实施例的壳体的局部剖面图；
图3a是图2a中所示的壳体的俯视图；
图3b是图2a中所示的壳体的侧视图；
图4a是图3a中图示的壳体的沿以aa表示的截面线的截面图；
图4b是图3a中图示的壳体的沿以bb表示的截面线的截面图；
图5是根据本发明的实施例的壳体的截面图；
图6是图5中所示的壳体的分解透视图；
图7a至图7e是用于阐述图5中所示的壳体的安装步骤的截面图；和
图8是在前述附图中所示的根据本发明的实施例的壳体的生产方法的流程图。
附图仅是示意性的图示且仅用于解释本发明。相同的或作用相同的元件在各处被赋予相同的附图标号。
具体实施方式
图1是带有车载网络102的汽车100的示意性图。车载网络包括通过电导体110连接的电池104、电流分配器106以及两个负载108。在实施例中，电流分配器106附加地包括被动或主动保险装置。所述保险装置在另一个实施例中构造为电子保险装置。
在此所图示的负载108是示例性的且代表了多种用电器。在此，在电池104和电流分配器106之间的电导体110形成为导电轨，所述导电轨作为金属平面导体具有矩形横截面。
图2a至图2d示出了本发明的壳体220的第一实施例的变体。在图2a中的简化立体图中示了用于汽车内的电气装置的壳体220。电气装置能够例如是图1中所示的电流分配器106的变体。
基本上方形的壳体包括第一壳体部分224和第二壳体部分226，所述两个壳体部分在接缝边沿228处对接。在壳体220内形成了三个空隙234，所述空隙每个处在壳体220的三个不同的侧上。各一个具有平面导体轨的形式的电导体110分别被引导通过空隙234。
在第二壳体部分226的两个对置的角部上分别形成了引入嘴242和冒口244，所述引入嘴242和冒口244与在图2a中不可见的用于密封剂236的流体引导通道232连通。通过引入嘴242能够引入或更好地注射入密封剂，而排气口224实现了空气的逸出，使得流体移动通道内的所有中心空腔能够被密封剂填充。
邻靠在电导体上垂直于壳体的外壁邻接空隙234形成了密封壁246且为每个空隙234形成了安装凸耳248。安装凸耳248在图示中布置在电导体110下方且形成为支撑所述电导体110。在此，在第一壳体部分224上形成了安装凸耳248以及两个连接在该安装凸耳上的且垂直于安装凸耳248的且向壳体220的侧壁伸出的密封壁246。每个电导体的第三密封壁246形成在第二壳体部分226上，其中第三密封壁246呈u形地垂直于壳体220的相应的侧壁。在此，u形的两个边靠放到两个另外的密封壁246上，且u形的底部贴靠到电导体110上。
在电导体110的一个上和在所属的安装凸耳248上设置了具有缺口250或钻孔的形式的安装开口250。安装开口设置为用于导线连接，例如通过电缆靴的导线连接。对此，可任选地将壳体220螺纹连接在汽车上。螺纹连接也可用于固定电缆靴等，使得能够实现双重功能。
图2b示出了不带有起盖的作用的第二壳体部分226的壳体220。现在，上述流体引导通道232以及中心空腔230很好地可见。三个电导体110与之连接的电气装置未示出。
三个电导体110张成一个平面，在图2a中示出的接缝边沿228平行于所述平面定向。在未示出的实施例中，接缝边沿228精确地处在由电导体张成的此平面内。
此外，在图2b中示出了电导体110的具有宽度b和高度h的几何横截面的示意图。三个图示的电导体的最窄的一个在此具有大约10:1的宽高比，中间的一个具有大约20:1的宽高比，且三个电导体110中的最宽的一个具有大约30:1的宽高比。换言之，所图示的密封方法特别地在电导体存在导致密封压力跃升的横截面形式时是合适的，例如方形、矩形或椭圆形横截面。
第一壳体半体110在流体引导通道的区域内构造为双重壁。因此，第一壳体半体实现了横截面基本上为方形的流体引导通道232的三个限定边界的侧壁。流体引导通道232的缺少的第四侧壁由图2a中示出的第二壳体部分236形成。
在图2b中已可见在流体引导通道232的外部侧壁上的不带有相关的附图标号的卡锁轮廓，所述卡锁轮廓232布置在流体引导通道232的内部。以此能够节约结构空间，如后文中仍将论述。
在图2c和图2d中的简化截面图示中示出了根据本发明的另外的方面。在图2c中图示了结合到电气装置222上的电导体110，图中示出了所述电导体110如何形成从中心空腔230向外的电连接。壳体部分224、226在流体引导通道232的区域内构造为双重壁，其中形成流体引导通道232的第一壳体部分224的侧壁与形成流体引导通道232的第二壳体部分226的侧壁重叠。在流体引导通道232内布置了密封剂236。
密封剂236在实施例中为粘稠流动物，其然后硬化。粘性选择为使得粘稠流动物在流体引导通道232内很好地分配，但不或仅略微通过不可避免的接缝缝隙侵透入到中心空腔230内或向外侵透。
通过使用例如由双组分材料或橡胶制成的密封元件，在空隙的区域内能够降低接缝缝隙且因此可使用带有更低的粘性的密封剂。
图2d示出了电导体110通过流体引导通道232的贯穿部分的截面，其中壳体部分224、226以及电导体110的朝向流体引导通道232的表面在流动引导通道的区域内具有微观结构化构造238、240，以改进密封效果。在使用基本上硅树脂作为密封剂236的情况中，与使用pu泡沫等相比要求密封剂236更少。改进附着的表面处理的必要性的问题通过用于改进密封性的微观结构化构造238、240部分地仅通过实验方法来应对。也可构思用于改进附着或用于提高表面张力的另外的方法。
图3a示出了在图2a和图2b中已示出的本发明的实施例的俯视图且图3b示出了其侧视图。在俯视图中示出的截面aa和bb在随后的图4a和图4b中示出。根据优选的实施例的安装凸耳248的构造且尤其卡锁连接350的构造由此表示得更加清楚。
在图3a中的俯视图中，形成在第二壳体部分上的u形密封壁246很好地可见。在图3b的侧视图中显见，安装凸耳248与两个形成在第一壳体部分上的密封壁246一起形成一个u形，电导体110布置在所述u形内。通过密封壁246和安装凸耳(多个安装凸耳)248降低或甚至完全避免了粘稠流动密封剂的离开。这是几何关系、公差和密封剂的粘性在被引入到流体引导通道232内时的协同效果。
图4a中的截面图示出了图3a中俯视图中的以aa表征的截面。在两个壳体半体224、226中以双重壁形式形成了一个要形成流体引导通道232的部分。在第一壳体部分224中，流体引导通道232是从中心空腔230向外的隆起。基本上垂直于流体引导通道232的外壁形成了安装凸耳248，所述安装凸耳248基本上平行于电导体110从壳体220延伸离开。在此，在电导体110和安装凸耳248之间设置了间距，所述间距具有电导体110的厚度(高度h)的一半的量级。与安装凸耳248可比较地在形成流体引导通道232的侧壁的区域内在第二壳体部分226上形成了密封壁246，所述密封壁246靠放在电导体110上。形成了流体引导通道232的第二壳体部分226的侧壁或在流体引导通道232的区域内且形成所述流体引导通道232的第二壳体部分226的双重壁的侧壁相对于第一壳体部分224布置为使得第二壳体部分226的形成流体引导通道232的侧壁在安装状态中布置在流体引导通道232内或中心空腔230内。
图4b中的截面图示出了图3a中的俯视图中的以bb表征的截面。因此，截面通过无电导体110的壁部分走向，以此清晰地可见卡锁连接350。卡锁连接350在所示的实施例中通过基本上环绕的卡锁轮廓352形成。在此，卡锁轮廓352形成到壳体的直的部分上，而卡锁轮廓352在角部内中断。卡锁连接350通过第一卡锁元件352和第二卡锁元件354形成，所述第一卡锁元件352在第一壳体部分224上构造在形成流体引导通道232的壁部分的侧壁上，而所述第二卡锁元件354在第二壳体部分226上构造在形成流体引导通道232的壁部分的侧壁上。在图示的实施例中，卡锁元件作为棱柱形突出部构造在侧壁上，使得可实现安装和拆卸。棱柱形突出部具有10°至80°之间的角度，优选地具有15°至45°之间的角度，特别地有利地具有18°至30°之间的角度。在此，安装所需的边与保持所需的边具有不同的角度。在未示出的实施例中，保持所需的边分别具有超过80°的角度，特别地具有超过90°的角度。由此，卡锁元件354、356相互嵌套钩挂且能够简单地防止无破坏的拆卸。
在图示中下方的第一壳体部分224在流体引导通道232的区域内构造为双重壁。向外指向的侧壁在此从壳体结构向外突出地形成。第一卡锁元件354在外部侧壁上向内指向。在图示中上方的第二壳体部分226设计为用于壳体220的盖。作为第一壳体部分224的双重壁的壳体部分的部分地形成流体引导通道232的侧壁的配对元件，在第二壳体部分226上形成了基本上平行地指向的三个壁部分。在第二壳体部分226的第一侧壁上形成了第二卡锁元件356。第一壳体部分224的部分地形成流体引导通道232的内侧壁被第二壳体部分226的两个侧壁在两侧包夹。
图5示出了根据本发明的另一个实施例的壳体的截面图。作为特殊的任选的特征，在此至少在空隙234的区域内布置了密封元件560。密封元件560优选地是例如由塑料制成的元件。密封元件560用于密封且用作公差补偿。因此，将由构造或制造造成的开口封闭，然后例如将低粘性密封剂236引入。如下的附图附加地示出，因此能够省去引入嘴和冒口，因为可应用引入密封剂的替代的方法。
图6示出了图5中所示的壳体的分解透视图。密封剂236’、236”图示为两部分部件，因为如从图7a至图7e中强调所述密封剂在两个工作步骤中被引入。但通常其结合为一个“部件”且单件地包围电导体110。在图5至图7中图示的壳体类似于前述且图示的实施例，其区别在于例如在应用低粘性密封剂236时设置附加的密封元件560，所述密封元件560至少布置在空隙的区域内。在所示的实施例中，密封元件560形成为双重壁框架且布置在流体引导通道232内。
在相应的触变性的密封剂236的情况中，如在前述实施例中所图示和解释，能够省去附加的密封元件560且利用相应的成本优点。
图7a至图7e示出了用于阐述在图5和图6中所示的壳体的安装步骤的截面图示。在第一步骤中提供第一壳体部分224(图7a)。然后，在流体引导通道内或更确切地说在流体引导通道232的区域(所述区域在无第二壳体部分226的帮助的情况下已防止了流体的流出)内引入密封剂236’(图7b)。在下一个工作步骤中通常与和电导体电联接的电气装置222一起布置电导体110(图7c)。现在，布置至少一个密封元件560且引入密封剂236”的第二部分(图7d)。最后，流体引导通道232和壳体220通过第二壳体部分226封闭。
用于产生在前述附图中示出的根据本发明的实施例的壳体的方法在图8中一般地图示为流程图。为更简单地参考，在此使用在前述附图中引入的附图标号，即使图8仅示出了四个方法步骤s1、s2、s3、s4。与所图示不同，各个方法步骤能够构造为并行次序或另外地构造为串行次序。
根据在图8中所示的制造方法的变体，在第一步骤s1中提供了电气装置222。在随后的步骤s2中，第一壳体部分224和第二壳体部分226布置为使得壳体部分224、226本身至少部分地包围电气装置222，且使得两个壳体部分224、226一起形成用于容纳电气装置222的中心空腔230且一起形成封闭的流体引导通道232，所述流体引导通道232在第一壳体部分224与第二壳体部分226的接缝边沿228的区域内包围了中心空腔230。流体引导通道具有多个空隙234，所述空隙234形成从中心空腔230向外的缺口以引导通过各一个电导体110。在另外的步骤s3中布置至少一个电导体110，使得所述电导体110从中心空腔230通过至少一个空隙234向外引出。步骤s2当然能够也在步骤s2前实施。在最后的步骤s4中在流体引导通道232内引入密封剂236以用于将中心空腔230相对于包围壳体220的大气密封。
在替代的变体中，在第一步骤中提供第一壳体部分224，以在随后的步骤中将密封剂的第一部分引入到已经在第一壳体部分224内的流体引导通道232的部分。在现在随后的步骤中将电气装置222和至少一个电导体110布置为使得电气装置222布置在随后形成的中心空腔内且将至少一个电导体110引导通过空隙234。现在又进行将密封剂236引入到已引入的密封剂236上的步骤，然后在最后的步骤中提供且布置第二壳体部分226。在布置第二壳体部分226之后两个壳体部分224、226一起完成了流体引导通道232，其中布置了密封剂236。因此，中心空腔相对于大气被流体和/或气体密封。
附图标号列表
100汽车
102车载网络
104电池
106电流分配器、保险装置、控制电子器件
108负载
110电导体，导电轨
220壳体
222电气装置
224第一壳体部分
226第二壳体部分
228接缝边沿
230中心空腔
232流体引导通道
234空隙
236密封剂
238微观结构化构造
240微观结构化构造
242填充嘴
244冒口
246密封壁
248安装凸耳
250安装开口、缺口
b宽度
h高度
350卡锁连接
352卡锁轮廓
354第一卡锁元件
356第二卡锁元件、配对卡锁元件
560密封元件
s1提供
s2布置
s3布置
s4引入