电子装置壳的制造方法与流程

文档序号:30747505发布日期:2022-07-13 07:59阅读:60来源:国知局

1.本发明涉及按照主权利要求类型的用于制造电子装置壳的方法以及电子装置壳,该电子装置壳按照所述方法来制造。


背景技术:

2.已经已知一种用于制造用于电子装置的壳的方法,其带有第一壳元件和第二壳元件。用于制造壳的已知的方法借助于旋拧连接来连接所述壳元件。所述密封通过密封部来实现,该密封部布置在第一和第二壳元件之间。对于制造,需要多个方法步骤,其提高了制造成本。


技术实现要素:

3.在装置或者用于制造用于应用在机动车中的装置的方法的开发中,例如重量、结构空间、相对于环境影响的稳定性和所述装置的成本和/或用于制造所述装置的方法的成本表现为重要的因素。具有主权利要求的特征的所述根据本发明的方法具有的优点在于,能够简单地提供流体密封的和由此相对于环境影响稳定的尤其用于应用在车辆中的壳。视为另外的优点的是,所述壳元件由铝或者铝合金能够简单制造、轻质并且却相应于需求是稳定的。同样,铝是具有良好的导热性质的原材料,从而实现了良好的热导出。还能够借助于焊接,按照所述根据本发明的方法,简单和快速地实现在壳元件之间的尤其流体密封的连接。由此,利用根据本发明的方法,使得轻质的、却稳定的并且相对于流体或环境影响密封的壳的尤其简单的和在花费上有利的制造可行。
4.通过在从属权利要求中列举的措施,得出了有利的改型方案和在主权利要求中给出的特征的改进方案。
5.尤其有利的是,借助于成形方法来制造至少一个壳元件。有利地,壳元件通过深冲来塑造。用于借助于深冲制造壳元件的初始材料是尤其没有缺陷的和没有孔的可锻合金。按照所述方法的深冲允许制造没有缺陷的、尤其没有孔的薄壁的轻质的壳元件。视为另外的优点的是,所述深冲表现为简单的和在花费上有利的用于制造壳元件的方法。
6.有利的是,用于制造壳元件至少之一的所述压铸方法在被减少气体的周边环境中执行。有利地,铸模的内部,也即铸模的与所述熔体接触的部分被减少气体。在被减少气体的周边环境或者铸模中,能够阻碍或减小的是,熔体(其在凝固的状态中形成壳元件)与气体(该气体加强了细孔、气泡和/或缺陷部位的形成)接触或反应。
7.此外尤其有利的是,所述第一壳元件和所述第二壳元件借助于真空压铸方法、真空辅助的压铸方法或者高真空(vacural)铸造方法来制造。壳元件至少之一借助于真空压铸方法、真空辅助的压铸方法或者高真空(vacural)铸造方法进行的制造会最小化、优选阻碍形成细孔、气泡和/或缺陷部位。由此,实现了制造具有经减小的数量的缺陷部位、气泡和/或细孔的壳元件。
8.此外有利的是,在尤其由氮气、氦气和/或氩气形成的保护气氛中执行所述压铸方
法。通过在压铸方法中使用保护气氛,能够最小化形成可能的缺陷部位、气泡或者细孔。所述保护气尤其阻碍了气体与壳元件的铸造材料的反应并且由此阻碍了气泡、细孔或者缺陷部位的形成。
9.视为有利方案的是,借助于气体、尤其氮气,把在压铸方法中产生的气体、例如尤其氢气从所述壳元件中排出、尤其吹走。通过吹走所产生的气体,能够最小化或者阻碍可能的缺陷构成的数量或者利用气体填充的细孔的产生或气泡的产生。由此,能够简化用于流体密封的壳的壳元件的制造并且改善所述壳的品质。
10.一个有利的改型方案在于:在缺少潮气、尤其干燥的介质中执行用于制造至少一个壳元件的压铸方法。在缺少潮气的周边环境中的至少一个壳元件的制造允许的是,尤其生成具有在所述壳元件中的最小化的缺陷构成、气泡或细孔。
11.此外有利的是,所述熔体在所述铸造工艺之前足够脱气。由此阻碍的是,所述熔体在铸造工艺中例如与另外的气体或者与从所述熔体中逸出的气体反应。熔体的脱气有利地在熔体进入、尤其喷入到所述压铸形模之前进行。实现了在铸件中的气体含量的减小,并且保持在此程度上直到浇铸。经此,能够最小化或者阻碍缺陷构成、气泡或者细孔。
12.此外有利的是,最佳地调温所述铸模。通过最佳的调温,阻碍了熔体的过早的冷却或者形成水蒸汽,该水蒸汽与所述铝反应成为氢气。
13.此外有利的是,减少脱模材料。通过减少脱模材料,能够在与高热的熔体接触时阻碍由于脱模材料的气化而形成的大的气体量。同样有利的是,在最佳的方式和量中使用活塞润滑剂。
14.尤其有利的是,所述焊接借助于束焊接方法进行。束焊接方法,尤其激光束焊接或者电子束焊接实现了高的焊接速度和窄的、细长的、精准的焊缝,以及小的热量输入和壳元件的小的热变形。通过小的热量输入,最小化或阻碍了所述电子装置的(热学的)影响。此外,有利地在没有额外的原材料时,实施所述束焊接方法。建立了所述两个壳元件的稳定的和均匀的连接。视为另外的优点的是,所述焊缝会是耐腐蚀的,该焊缝借助于束焊接方法生成。同样,借助于束焊接方法能够焊接复杂的几何特征。
15.有利的是,所述焊接利用保护气进行,其中尤其,所述保护气是氩气、氮气或者氦气。所述保护气阻碍热的焊缝在焊接期间与气体、尤其与大气环境并且非常尤其与水的接触或反应。使得所述焊缝或所述壳非密封的缺陷部位、气泡或者细孔由此被最小化、尤其防止。
16.有利的是,电子装置在所述焊接、尤其束焊接、优选激光束焊接之前布置在所述壳元件之一中。在所述焊接之前的所述电子装置的该布置方式实现了电子装置在所述壳中的简单的放置。
17.用于电子装置的壳按照根据前述方法步骤中的一个或多个方法步骤的方法来生成。
18.在附图中表明且在下面的说明书中更加详细地阐释实施例。图示:图1是对借助于在现有技术中已知的方法所制造的壳的俯视图,图2是图1中的壳的剖视图,图3是借助于所述根据本发明的方法所制造的壳的俯视图,图4是不带有焊接连接部(在焊接之前)的图3中的壳的剖视图,
图5是具有焊接连接部的按照图4的实施方式的剖视图,图6是不带有焊接连接部的所述壳的另外的示例的实施方式的剖视图,图7是具有焊接连接部的按照图6的壳的实施方式的剖视图,图8是不带有焊接连接部和较大的过渡半径的壳的另外的示例的实施方式的剖视图,图9是具有焊接连接部的按照图7的壳的另外的实施方式的剖视图,图10是不带有焊接连接部的壳的另外的示例的实施方式的剖视图,图11是具有焊接连接部的按照图10的壳的实施方式的剖视图,并且图12是按本发明的方法的流程图。
19.在图1中展示了壳2的俯视图,该壳借助于在现有技术中已知的方法来制造。所述壳2包括第一壳元件10和第二壳元件15。所述第二壳元件15在图1中由所述第一壳元件10遮盖。所述第一壳元件10具有旋拧位置12a、12b、12c或旋拧凸起。所述第二壳元件15具有旋拧位置17a、17b、17c,该旋拧位置在图1中由第一壳元件10的旋拧位置12a、12b、12c遮盖。所述两个壳元件10、15借助于所述旋拧位置12a、12b、12c和17a、17b、17c通过螺钉彼此相连。
20.所述第二壳元件15具有紧固区域,尤其三个紧固区域16a、16b、16c。所述紧固区域16a、16b、16c用于把所述壳2安装在所述车辆的组件处,尤其用于安装在边框处。
21.所述第一壳元件10还具有在所述壳元件10的边缘处环绕的槽部13。所述槽部13用于容纳湿式密封部20。借助于所述湿式密封部20的粘接,应该阻碍流体进入到所述壳2中。
22.在图2中在剖视图中示出了第一壳元件10和第二壳元件15。所述第一壳元件10形成了用于所述第二壳元件15的盖部。所述第一壳元件10具有相应于图1的槽部13。在所述槽部13内布置有湿式密封部20。所述第二壳元件15具有沿着纵向方向走向的环绕的外套18。在经装配的壳2中,所述外套18的边缘相应于槽部-弹簧-连接部布置在所述槽部13的区域中或者内部,尤其所述边缘嵌接到所述槽部中。在所述第一壳元件10和所述第二壳元件15之间布置有湿式密封部20。通过旋拧连接部和旋拧位置12、17,将两个壳元件10、15彼此相连。在此,湿式密封部20被压合。所述湿式密封部20应该由此建立在第一壳元件10和第二壳元件15之间的粘接的、流体密封的连接部。在制造所述连接部之前,必须清洁所述第一和第二壳元件10、15,以便实现所述湿式密封部20的粘接。尤其,例如通过油造成的脏污或者在所述湿式密封部20的范围中的污物导致的是,形成泄漏位置。所述泄漏位置实现流体进入到所述壳2中。所述清洁在装配时构成了额外的工作步骤并且由此造成了额外的成本。
23.在图3中展示了借助于所述根据本发明的方法所制造的壳1的俯视图。借助于根据本发明的方法所制造的壳1具有第一壳元件30和第二壳元件40。所述第二壳元件40在图3中最大部分地由所述第一壳元件30遮盖。所述第二壳元件40例如具有紧固区域,尤其三个紧固区域42a、42b、42c。所述紧固区域42a、42b、42c用于把所述壳1安装在所述车辆的组件处,尤其用于把电子装置壳1安装在边框处。
24.所述第二壳元件40还具有冷却肋44。借助于所述冷却肋44,能够导出在电子装置的运行中所产生的热。所述热从所述电子装置进一步导送给所述壳1、尤其所述电子装置壳1。从所述壳1使得热借助于对流经过所述壳1的表面和所述冷却肋44的表面导出。所述壳1对此有利地布置在运动的空气流中。尤其,所述壳1布置在所述风扇的空气流中。所述风扇例如通过电动马达驱动,该电动马达由在所述壳1中的电子装置控制。
25.相对于在现有技术中已知的图1的壳1,能够省去在所述第一壳元件10或30处的旋拧位置12a、12b、12c和在所述第二壳元件15或40处的旋拧位置17a、17b、17c。由此,减小了壳1的复杂性,这导致降低用于制造所述壳元件的成本。取代所述旋拧位置12a、12b、12c、17a、17b、17c,能够把额外的冷却肋45布置或构造在所述壳处、尤其所述第二壳元件40处。所述额外的冷却肋45促成了所述壳1的冷却效果的对流表面的增加和由此在所述壳1、尤其所述电子装置壳内的电子装置的经改善的冷却。所述电子装置或所述壳也能够由此用于具有较高的功率的马达,由此提高了应用范围。同样,简化了装配,因为借助于螺纹连接省去了所述壳元件30、40的连接。
26.图4示出了具有所述第一壳元件30和所述第二壳元件40的图3中的壳1的剖视图。所述两个壳元件30、40自身接触。例如,在装配所述壳1时,将所述第一壳元件30设置到所述第二壳元件40上。
27.所述第二壳元件40沿着所述壳的纵向方向具有环绕的区段46,尤其外套。在所述外套46的空隙41处或中,例如布置有联接插头,以用于操控和/或能量供应所述电子装置或者用于操控和/或能量供应所述马达。所述第二壳元件40还具有底部区段48。所述底部区段48和外套46以单件方式构造。所述区段46或所述外套相对于所述第二壳元件40的底部区段48提高。通过相对于所述底部区段48的经提高的外套区段46,得到了电子装置区域43。在所述电子装置区域中尤其布置有电子装置。所述第二壳元件40形成了用于所述第一壳元件30的盖部。在将所述第一壳元件30布设到所述第二壳元件40上之前,所述电子装置布置在所述电子装置区域中并且尤其固定在该处。按照另一个实施方式,所述电子装置在所述壳1中的固定通过固定元件、尤其接触点、优选在所述壳元件30、40处的止挡部进行。
28.所述第一和第二壳元件30、40彼此贴靠布置,尤其接触。所述布置或接触尤其经过所述第二壳元件40的外套46和所述第一壳元件30的边缘区域来进行。根据本发明,所述第一壳元件30能够同样具有外套。同样,两个壳元件30、40在所述连接部的区域中不能够具有外套。
29.所述两个壳元件30、40的连接借助于焊接、尤其束焊接,优选电子束焊接或激光束焊接来进行。所述焊接在所述两个壳元件30、40之间建立了金属连接部、尤其焊接连接部。通过所述两个壳元件30、40的金属连接部,实现了在所述两个壳元件30、40之间的良好的导热和由此所述壳1或所述电子装置的有效的除热。不同于此,按照现有技术,湿式密封部阻碍或者最小化在壳元件30、40之间构造热流。由此,仅受限地能够实现在壳元件30、40之间的热交换。
30.所述束焊接借助于金属连接部将所述壳元件30、40彼此连接,其中尤其,所述金属连接部环绕地走向。通过所述两个接合对或所述壳元件30、40的直接的和环绕的金属的接触,还获得了对于所述电子装置的正(positive)的电连接部。例如,能够改善emv。这尤其是重要的,当所述电子装置应该被防护免受马达的电磁场或者电磁辐射或者周边环境应该被防护免受电子装置的电磁辐射或者电磁场时。
31.此外,通过所述两个壳元件30、40的直接的金属连接部优化了结构空间。减小了沿着纵向方向的长度或所述壳1的结构高度。尤其,结构高度能够由于缺少槽部或者湿式密封部而被节省。
32.同样,通过焊接连接部得到了几乎理想的滴落边(abtropfkante)和无缝隙的连接
部。利用腐蚀的介质进行的加载被减小到最小。
33.图5示出了具有所述第一壳元件30和所述第二壳元件40和所述焊接连接部、尤其焊缝的图4中的壳1的剖视图。所述第一壳元件30借助于焊接、尤其束焊接、优选电子束焊接或者激光束焊接与所述第二壳元件40相连。所述壳1借助于根据本发明的方法来制造。此外,按照所述方法在第一壳元件30和第二壳元件40之间产生了传力配合的和/或形状配合的以及使流体不能够通过的连接部50。所述焊缝50同时形成了所述第一壳元件30的外棱边的倒圆部。所述束焊接方法的束相对于所述外套46的外套厚度在中部出现。通过烧损和熔化,按照图5构造了焊缝。所述焊缝具有经倒圆的棱边。所述棱边的倒圆部依赖于所述第一壳元件30的厚度和所述焊接束的出现的位置。
34.在图6中展示了不带有焊缝的壳的另外的实施方式的剖视图。所述壳1具有第一壳元件30和第二壳元件40。第二壳元件40具有外套46。所述外套46在所述外套46的配设给所述第一壳元件30的边缘处具有内侧的间隙47。所述间隙47尤其构造为在所述外套46的边缘中的级部。它环绕地在内侧在所述第二壳元件40的外套46中走向。所述间隙47形成了用于所述第一壳元件30的支托面。所述环绕的间隙47、尤其所述级部的高度( niveau)基本上恒定。所述间隙47配设给所述第一壳元件30。所述第一壳元件30在俯视图中被构造为小于所述第二壳元件40。所述第一壳元件30形成了用于所述第二壳元件40的盖部。所述结构高度相对于具有湿式密封部20和槽部13的壳1减小。按照图5,所述空隙的深度沿着纵向方向基本上对应于所述第一壳元件30的厚度。
35.借助于按照权利要求1所述的根据本发明的方法,所述第一壳元件30和第二壳元件40能够彼此相连。所述焊接连接部50、尤其所述密封焊缝50位于第一壳元件30和第二壳元件40之间。在图7中例如展示了用于壳元件30、40的金属连接部的焊缝50的构造方案。有利地,不必通过所述第一壳元件30的整个材料厚度来焊接。由此,需要较小的热量输入,从而同样所述电子装置的加温较小。此外,期待所述焊缝的经改善的品质。
36.在图8中展示了壳1的另外的实施方式的剖视图。按照图8的实施方式相应于按照图6和7的实施方式具有在所述第二壳元件40的边缘区域中环绕的间隙47。所述间隙47形成了用于所述第一壳元件30的支托部。所述支托部在所述第二壳元件40的边缘区域的内侧上走向。所述间隙47有利地构造为级部,尤其是所述第二壳元件40的边缘区域的在恒定的高度上环绕的级部。所述间隙47或所述支托部配设给或配属给所述第一壳元件30。所述第一壳元件30和第二壳元件40齐平地过渡到彼此中。所述间隙47的深度对应于所述第一壳元件30的厚度。
37.外套46的边缘区域在外侧还具有带有过渡半径49的增大的倒圆部。所述过渡半径49具有用于冷却所述壳1的流体引导的改进方案。
38.在图9中示出了具有焊接连接部的按照图8的剖视图。
39.在图10和11中展示了壳1的另外的示例的实施方式的剖视图。所述第一壳元件30沿着纵向方向具有环绕的区段32,尤其外套32。所述第一壳元件30还具有底部区段34。所述第一壳元件30的底部区段34和所述第一壳元件30的外套32以单件方式构造。所述区段32或所述外套32相对于所述第一壳元件30的底部区段34提高。所述第一壳元件30形成了用于所述第二壳元件40的盖部。
40.所述第二壳元件40基本上与在图6、7、8或9中相同地构造。所述第一壳元件30形成
了用于所述第二壳元件40的盖部。所述焊接连接部或焊缝构造为对接接头(i-缝)。
41.所述壳元件30、40由铝或铝合金借助于压铸方法来制造。所述压铸方法指的是成形方法,也即,从液态的初始材料尤其熔体中制造固体。另外,使用由铝形成的尤其高熔点的合金,该合金在高的压力下被喷射到尺寸准确的、能够重复使用的形模中、尤其钢模中,以便获得所述铸模的完全的填充。经硬化的铸件以高的精准性呈现所述铸模的形模空腔的细节和形状。所述压铸的优点在于高的造型自由度。用于电子装置的壳1的壳元件30、40对导热性和密封性提出了高的要求。尤其,所述压铸方法允许构造冷却肋和把壳内部的几何特征最佳地匹配至位于该处的电子装置。
42.由于用于制造所述壳元件10、15的到目前为止的方法,在所述壳元件10、15中不能够避免导致细孔的缺陷部位和气泡。所述缺陷部位在稍后的焊接中导致非密封的位置,该位置阻碍所述壳1的完全的密封。为了实现在壳元件30、40之间的理想的流体密封的连接,必须阻碍出现缺陷部位、细孔或者气泡。
43.根据本发明的方法由三个重要的组成部分来组成。使用合适的铝合金,正确和没有缺陷地制造壳元件30、40和正确地连接所述壳元件30、40。
44.在利用压铸方法制造至少一个壳元件30、40时要注意的是,不出现气泡、缺陷构成或者细孔。能够阻碍这点,办法是:阻碍在熔体处理时不被期望的气体或者潮气与所述熔体接触。同样,应该恒定地保持所述熔体的温度。所述铸模本身如此地调温:使得实现所述液体、尤其水的蒸发,该液体例如集聚在薄壁的轮廓中。所述形模的温度有利地计为大约200
°
c。借助于真空系统能够把气化的水额外从所述铸模中吸取。所述熔体必须谨慎地灌注到铸造活塞上,以便阻碍与大气环境的过量的接触。同样在这里,必须阻碍与潮气或消极作用的气体的接触。所述铸造活塞需要润滑物质。该润滑物质应该对于所述方法被合适地选择。所述熔体由铸造活塞挤压尤其喷射到铸模中。在喷射所述熔体到所述形腔中时,得到了自由射束,这导致所述熔体的表面的很强的增大。经过该较大的表面,能够实现在所述形腔中的来自大气环境的较强的气体散播。从中能够加强地得到气泡和细孔。
45.如果所述熔体或所述液态的铝或者液态的铝合金在所述表面处具有与空气中的潮气或水的接触,则这能够导致缺陷构成、细孔或者气泡。来自空气中的水与液态的铝反应成为氧化铝和氢气。氢气溶解到所述熔体中。氢气在液态的铝中很好溶解。在铝熔体凝固时,氢气的溶解度突然降低,并且在组织中产生利用氢气填充的细孔。
46.在图12中展示了按照权利要求1所述的所述方法5。在步骤52中,壳元件30、40至少之一借助于压铸方法来制造。所述壳元件30、40由铝、尤其铝合金形成。根据本发明,所述壳元件30、40借助于压铸方法、尤其真空压铸方法或者真空辅助的压铸方法、尤其高真空(vacural)铸造方法来制造。在这里,将气体和/或空气从铸模的形腔中在铸造过程期间抽空。由此,铸造材料或铝或者所述铝合金不与空气或者气体中的水接触。
47.按照另一个实施方式,所述铸造工艺在保护气氛中进行。所述保护气氛尤其通过氮气、氦气或者氩气形成。同样,气体能够吹进到铸模中。所吹进的气体将空气或者产生的氢气排挤,从而此氢气不能够与所述铝反应。
48.按照另一个实施方式,所述壳元件30、40的制造在干燥的周边环境中、例如在被除湿的空气中进行,从而所述铸造材料或所述熔体不与水接触。由此,不能够形成氢气,该氢气导致组织中的气泡、细孔或缺陷部位。
49.根据本发明,单个的实施方式能够任意地彼此组合。
50.有利地,制造了从几何特征较复杂的第二壳元件40作为压铸元件。
51.在步骤54中,由可锻合金生成壳元件30、40。可锻合金在冶炼厂中在理想的凝固条件下浇铸为板坯,并且接下来辊压为板片。在此,在所述辊压之前,去除边缘,在该边缘中还存在脏污。由此,由可锻合金形成的板片没有缺陷部位、气泡、细孔和不均匀性。
52.由可锻合金形成的壳元件30、40通过改形、尤其板片改形方法、优选深冲来改形。在所述板片改形为壳元件30、40期间,不出现原材料的状态改变。由此,材料的在所述辊压之后获得的没有缺陷的状态也维持在所述壳元件30、40处。所述深冲尤其借助于形模工具、例如拉模环、冲制头和/或压边圈,当然也借助于作用介质例如气体或者液体,例如流体力学的深冲或者具有高的作用能量的方法例如高速改形方法来进行。
53.有利地,在几何上较简单的第一壳元件30作为深冲部件能够由可锻合金生成。
54.在步骤56中,电子装置布置在壳元件30、40之一中。优选地,所述电子装置布置在所述第二壳元件40中。
55.在步骤58中,所述第一壳元件30和第二壳元件40彼此贴靠布置。该布置方式相应于所述壳元件30、40的几何特征来实现。对于几何特征的示例先前借助于图3至11来阐释。
56.在步骤60中,所述两个壳元件30、40流体密封地彼此相连。所述连接借助于焊接进行。在焊接时,在所述壳元件30、40之间产生了金属连接部、尤其焊接连接部。在焊接时铝的或者铝合金的加温和在所述表面处与空气中的潮气或水的接触导致形成细孔、气泡和/或缺陷部位。来自空气中的水与液态的铝反应成为氧化铝和氢气。氢气溶解到所述熔体中。氢气在液态的铝中很好溶解。在铝熔体凝固时,氢气的溶解度突然降低,并且在组织中产生利用氢气填充的细孔。
57.为了获得流体密封的焊接连接部50、尤其焊缝50,必须尤其产生窄的快速凝固的焊缝。在窄的快速凝固的焊缝中,对于所述熔体与空气的反应而言时间较少,从而相对少的细孔或气泡在所述焊缝中产生。这样窄的快速凝固的焊缝能够借助于束焊接方法、尤其激光束焊接或者电子束焊接来产生。
58.此外,存在的可行方案是,在保护气体、尤其氩气、氮气或者氦气下执行焊接,并且由此避免与空气的接触。由此,能够进一步减少在所述焊缝中的细孔。
59.同样,束焊接方法通过窄的快速凝固的焊缝实现了所述铸造材料的最小的熔化。由此,打开了最少的位于铸造材料中的靠近边缘的细孔和/或气泡,从而在焊缝中的细孔的数量本身最小并且实现了密封的焊缝。
60.由压铸所制造的壳元件30、40由铝、尤其铝合金、优选alsi12(fe),合金230形成。由可锻合金所深冲的壳元件30、40由铝、尤其铝合金、优选almg3或者alsi1. 2mg0. 4形成。有利的是,所述合金的铜含量较小,尤其小于0. 3%。同样,能够采用其它的铝合金。
61.按照本发明,所述壳1能够任意地具有许多壳元件30、40。所述壳元件在此能够借助于根据本发明的方法以流体密封的方式彼此相连。
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