专利名称：电气装置的外壳的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气装置的外壳，具有侧壁和一个顶盖，它们环绕安装电气/电 子元件的防爆炸式内腔，还具有至少一个安装在侧壁上的加固筋。
背景技术：
在这种外壳内安装机电的、电气的和电子的元件。外壳的侧壁上可以埋入连接导 线。连接导线提高形成耐压封装的外壳的强度。但这种外壳只适用于比较小的爆炸压力。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，这样设计上述类型的外壳，使其在制造和结构简 单的情况下也适用于更高的爆炸压力。该技术问题在前言所述类型的外壳中依据本发明通过一种电气装置的外壳得以 解决，该外壳具有侧壁和顶盖，它们环绕其中装有电气/电子元件的防爆炸式内腔，还具有 至少一个安装在侧壁上的加固筋，其中，所述加固筋一直延伸到顶盖内。依据本发明的外壳适用于高爆炸压力，因为加固筋从外壳的侧壁一直延伸到顶 盖。由此保证外壳的壁和顶盖在爆炸压力下不会膨胀或者不会变形或者甚至不会被破坏。 出于这一原因，依据本发明的外壳可以大尺寸地构造，因为抗压强度由于加固筋而得以提 尚ο优选的是，加固筋在顶盖的整个面上延伸。由此达到依据本发明的外壳最佳的高 抗压强度。为了达到特别简单地设计和制造加固筋，加固筋通过深冲件形成。加固筋然后可 以由板材件通过深冲过程简单和成本低廉地制造。加固筋优选地设计成杯形，从而保证侧壁和顶盖上各自形成整面的加固筋。这种 外壳可以具有相应大的尺寸。深冲件可以按照孔板的方式设计。由此可以实现加固筋与外壳之间平面的和固定 的连接。外壳通常由塑料组成，塑料延伸通过孔板的穿孔并因此使外壳材料与加固筋之间 形状封闭地连接。深冲件也可以具有封闭的壁。在这种情况下，加固筋保证外壳特别高的抗压强度。如果加固筋至少部分作为导电件，那么加固筋也可以由于电流输送。在这种情况下优选的是，加固筋由单个导电的元件构成，它们通过至少一个固定 件固定在一起。通过单个的导电元件可以有针对性地向外壳内部的确定元件供给电流/电 压。固定件负责使这些元件固定在一起。在这种情况下优选的是，导电元件与固定件形成 一个结构单元。该单元然后可以简单的方式装入压铸模内并利用形成外壳壁的塑料压力注 塑包封。为了保证通过这样设计的加固筋来达到高抗压强度，固定件优选地由具有相应电 绝缘特性的抗拉材料、如碳纤维或者玻璃纤维增强的塑料组成。
优选的是，在所述加固筋的几个导电元件上连接导电的接线端子。这些接线端子 例如可以按照应变释放接线夹系统或者弹簧线夹的方式构成。优选的是，这些接线端子与从外壳的顶盖伸出的导电元件的自由端连接。为使这些导电的接线端子完好绝缘，导电的接线端子优选地安装在绝缘体内。绝缘体以优选的方式设置在顶盖上并可以旋接、卡接、粘接或者以其他方式固定 在那里。几个导电元件可以突出于外壳侧壁的边缘，从而在这些突出的元件上可以连接导线。外壳的顶盖可以具有带相应密封件的至少一个外壳开口，导线等可以通过这些开 口通向外面。这种外壳开口可以优选地由从顶盖耸立出的的凸缘限界。这种外壳开口同样也可 以具有防爆式间隙，用于在防爆炸的意义上容纳推杆或者操纵轴。凸缘内也可以埋入加固筋构件，由此该区域内的机械强度也得到明显提高。该加固筋构件优选地与外壳的加固筋整体构成，从而无需设置两种不同的加固 筋。依据本发明的外壳可以通过底部封闭。但外壳也可以由外壳件和外壳件嵌入其中 的固定框架组成。该固定框架优选地具有底部和侧壁。相宜地，至少固定框架的侧壁具有加固筋，从而固定框架也具有高抗压强度。优选的是，固定框架的至少一部分底部也具有加固筋。这种底面上的加固筋优选地为固定框架的侧壁上加固筋的一部分。然后对于固定 框架来说也仅需唯一的加固筋，由此使固定框架的制造变得简单。在已安装的状态下，固定框架的加固筋与外壳件的加固筋优选地重叠。由此达到 整个外壳具有加固筋，由此产生特别高的抗压强度。外壳件优选地以其侧壁的外侧、例如通过粘接或者焊接、紧贴地固定在固定框架 侧壁的内侧上。由此外壳件与固定框架之间形成持续牢固和密封的连接。优选的是，外壳件在其面对固定框架的末端处通过浇注材料封闭。由此可以非常 简单地将各自元件装入外壳件内。随后将外壳件通过例如可以由如聚氨酯或者环氧树脂的 浇铸树脂形成的浇注材料封闭。但在外壳件的侧壁与固定框架的侧壁之间形成的容纳腔内也可以具有浇注材料。 然后外壳件本身没有浇注材料。这样做的优点是扩大外壳件的内腔，从而在外壳相同的结 构尺寸情况下可以为所要安装在里面的部件提供更多的安装空间。
现借助附图所示的实施方式对本发明进行详细说明。其中图1示出依据本发明的外壳第一实施方式的透视图和部分剖面；图2示出具有部分通电加固筋的依据本发明的外壳第二实施方式与图1相应的视 图；图3示出图2所示外壳的一部分；
图4示出依据本发明的外壳另一实施方式的固定框架与侧壁之间连接区的放大 图；图5示出取代印制电路板的具有接线柱的依据本发明的外壳另一实施方式的一 部分的放大图；图6示出具有导线的依据本发明的外壳另一实施方式一部分的视图；图7示出依据本发明的外壳另一实施方式与图1相应的视图；图8示出依据本发明的外壳另一实施例与图1相应的视图；图9示出依据本发明的外壳防爆“d”外壳开口的剖面。
具体实施例方式依据图1的外壳可以作为防爆外壳使用，其尽管内部容积大仍具有高抗压强度。图1的外壳1具有外壳件Ia及通过顶盖5相互连接的侧壁2_4。侧壁2_4和顶 盖5整体相互由塑料制造。长方六面体形外壳1的一个侧壁在图1中看不到。侧壁2-4长 度相同并利用其自由端嵌入杯形固定框架6内。这些侧壁的长度也可以不同。固定框架6 同样由塑料整体构成并具有底部7，从该底部垂直耸立相同高度的侧壁8-10。但这些侧壁 也可以高度不同。侧壁2-4利用其外侧紧贴在侧壁8-10的内侧上并压力密封地与其连接。 侧壁2-4的自由端可与固定框架6的底部7有一个距离。在该实施例中，侧壁8-10在不足 侧壁2-4 —半高度上延伸。根据外壳的使用情况，侧壁8-10也可以具有其他高度。处于底部7底面上的是支杆11、12，它们彼此平行并优选地在底部7的整个宽度上 延伸。支杆11、12优选地与底部7设计成一体式的。外壳利用支杆以公知的方式固定在支 承轨上。外壳件Ia具有加固筋13，外壳1通过加固筋获得所需的抗压强度。加固筋13通 过杯形件形成，其底部14处于顶盖5内以及其侧壁15、16处于外壳1的侧壁2-4内。加固 筋13由金属材料组成并完全埋入外壳1内。在该实施例中，杯形加固筋13的侧壁15、16以及底部14具有外形可以不同的穿 孔17。穿孔17减轻加固筋13的重量。此外，穿孔负责使加固筋13牢固地锚接在外壳件 Ia内，因为外壳件Ia的塑料穿过穿孔17。作为外壳件Ia的材料例如考虑聚酰胺或者聚碳酸酯。加固筋13在所示的实施例中由深冲钢板制造成杯形。但作为加固筋例如也可以 使用丝网，其与深冲钢板一样埋入外壳件Ia的塑料内。为制造外壳件la，将加固筋13装入压铸模内并随后利用塑料压力注塑包封。完成 之后敞开外壳件Ia的底面，从而可以简单安装所要安装在外壳件Ia内的电气/电子的元 件和部件。在安装这些部件之后，外壳件Ia的底部通过浇注材料18封闭。浇注材料可以 由例如聚氨脂或者环氧树脂的浇注树脂组成。取代浇铸树脂也可以将其他任何适用的材料 用于密封封闭外壳件。固定框架6也具有埋入底部7和侧壁8-10内的加固筋19。加固筋19具有埋入固 定框架6侧壁8-10内的侧壁20、21。侧壁20、21的下端向埋入固定框架6底部7内的环形 框架部分22直角弯曲。加固筋19优选地同样由深冲钢板制造并如加固筋13那样同样可以具有穿孔。但加固筋19例如也可以由相应弯曲的丝网组成。固定框架6在外壳件Ia利用浇注材料18封闭的情况下处于该外壳件上。固定框 架6可以按照不同方式与外壳件Ia连接，例如通过粘接、焊接、卡锁连接、螺纹连接等。在 外壳件1和固定框架6相互形状封闭地连接的意义上也可以插接。在所示的实施例中，固 定框架6的侧壁8-10与外壳件1的侧壁2-4之间具有将两部分固定和密封相互连接的粘 接层23。外壳件Ia在该实施例中大致设计成长方六面体形。不言而喻，也可以具有其他形 状，例如圆柱体形。图2的实施方式与前面实施方式的基本区别在于，加固筋13'同时也用于导电。 外壳1'的外壳件Ib内安装印制电路板24，其例如以很小的距离设置在外壳件Ib顶盖5 的下面。加固筋13具有例如可以通过母线(Schienen)构成的并排间隔距离的导电件25。 它们例如可以由电解铜、适用的合金如铜塑性合金或者铜锌合金等类似合金组成。优选的 是，导电件25具有表面保护。为此目的，它们例如可以镀锡或者镀镍。导电件25埋入外壳 件Ib的侧壁2-4内。导电件25通过至少一个固定件26相互连接，该固定件优选地带状构 成并通过高强度的塑料形成。固定件26大致设置在导电件25的一半长度上并环绕导电件。 固定件26可以按照任何适当的方式与导电件25固定连接。固定件26例如可以由碳纤维 增强的或者玻璃纤维增强的塑料组成。导电件25和固定件26合并成一个单元，其随后装 入压铸模内并利用塑料为形成外壳件Ib压力注塑包封。正如在前面的实施方式中那样，电子/电气元件安装之后利用浇注材料18封闭外 壳件lb。与前面实施方式的区别在于，加固筋13'向下突出于外壳件Ib的侧壁2-4。导电 件25的下端伸入与前面的实施例中相同构成的固定框架6内。固定框架6内装入印制电 路板27，其根据外壳Ib的内部结构可与几个或者所有导电件25连接。导电件25通过由电绝缘材料组成的固定件26彼此完好地电隔离。可以向导电件 25施加极其不同的电位，这些电位又可以不同地触点接通。作为触点接通例如可以采用接 线端子、印制电路板触点接通、与芯线钎焊连接等。外壳Ib的这种结构因此允许极其不同 的设计，从而外壳可与各自的使用情况最佳适配。如图2举例所示，两个导电件25的上端大致U形弯曲。弯曲的末端埋入顶盖5内 并向下从其伸出。自由端与印制电路板24导电连接。图4示出固定框架6借助浇注材料43固定在外壳件Ic上的可能性。外壳件的侧 壁2-4为此在下端上具有垂直向外突伸出的边缘28，在外壳1"已安装好的情况下该边缘 紧贴在固定框架6的侧壁8-10内侧上。固定框架6的侧壁8-10内侧上具有凸缘29，外壳 件Ic的边缘28位于该凸缘上。由于凸缘29的缘故，侧壁8-10的上端比在其连接底部7 的区域内更薄。根据所介绍的结构设计，在外壳件Ic的侧壁2-4与固定框架6侧壁8-10的上部 区域之间形成加入浇注材料43的环形容纳腔30，固定框架6和装入里面的外壳件Ic通过 浇注材料相互密封和固定连接。因为浇注材料43设置在外壳件Ic的侧壁与固定框架6之 间，所以外壳件Ic的下端无需通过浇注材料封闭。由此这些浇注材料所需的其他空间也可以作为安装空间使用。此外，外壳1"可与图1或者图2，图3的实施方式相应或者也可与还要进一步介 绍的实施方式相应构成。图5示出在图2和图3的外壳中在相应的导电件25上安装接线端子31、32的可 能性。在这种情况下，相应导电件25的上端大致Z形构成，其中，中间部分埋入外壳件Ib 的顶盖5内1以及自由端向上突出于顶盖5。在导电件25的该凸出的末端33、34上固定接 线端子31、32。它们例如可以设计成应变释放接线夹系统或者弹簧线夹的形式。接线端子 31、32安装在绝缘体35内，该绝缘体例如旋接、卡接或者粘接地固定在顶盖5上。在接线 端子31、32的区域内绝缘体35加高地设计。为可以从外面将相应的导线安装在接线端子 31、32上，绝缘体35具有接入孔36、37，通过它们从外面将导线通到接线端子上并可与它们 连接。绝缘体35优选地设计成具有高漏电极限强度。图6示出已经提及的可能性，即在相应导电件25的向下通过浇注材料18伸入固 定框架6内的下端上，安装按照防爆炸规程意义设计的导线38、39。图7示出外壳1'“，其中加固筋13类似于图1的实施方式中那样，通过深冲相应 的钢板制造成杯形。与图1实施例的区别在于，深冲钢板上没有穿孔。加固筋13完全埋入 外壳件Id及其侧壁2-4和其顶盖5内。此外，外壳件Id与图1的外壳件Ia相同设计。与 前面实施例的区别在于，外壳1'“没有固定框架，而是通过外壳件Id和封闭它的浇注材 料18形成。图8示出外壳Id以所介绍的方式装入固定框架6内的可能性，该固定框架如图1 的实施例中那样相同设计。固定框架6和外壳件Id也可以具有与图4相应的结构。图9示出外壳件Id的顶盖5上设有至少一个防爆-d-外壳开口 40的可能性。该 开口以与顶盖5设计成一体的竖起的边缘41为界。边缘41同样具有加固筋13的一部分 42。该加固筋的部分42完全埋入边缘41内并可以一直延伸到其端面。加固筋的部分42 可以通过切槽过程安装在加固筋13上。该外壳开口同样也可以具有防爆限制的间隙，用于 容纳防爆炸意义上的推杆或者操纵轴。在所介绍的实施例中，外壳1、1'、1"、1'"各自通过外壳件Ia-Id和固定框架6 构成。这种两部分构成的优点是，两部分可以各自具有加固筋13、19。在已安装状态，加固 筋13、19彼此在足够的长度上重叠，从而达到外壳的高抗压强度。外壳件的侧壁2-4与固 定框架6的侧壁8-10的重叠足够大，从而保证两部分之间足够固定的连接。在基于各侧金 属加固筋的两部分结构设计中，该外壳适用于爆炸时更高的内部压力，而不存在爆炸过程 中外壳膨胀或变形或者甚至断裂的危险。
权利要求
一种电气装置的外壳，具有侧壁和顶盖，它们环绕其中装有电气/电子元件的防爆炸式内腔，还具有至少一个安装在侧壁上的加固筋，其特征在于，所述加固筋(13、13′)一直延伸到顶盖(5)内。
2.按权利要求1所述的外壳，其特征在于，所述加固筋(13)在顶盖(5)的整个面上延伸。
3.按权利要求1或2所述的外壳，其特征在于，所述加固筋(13)由深冲件构成。
4.按权利要求1-3之一所述的外壳，其特征在于，所述加固筋(13)设计成杯形。
5.按权利要求3或4所述的外壳，其特征在于，深冲件按照孔板的方式设计。
6.按权利要求3或4所述的外壳，其特征在于，深冲件具有封闭的壁。
7.按权利要求1所述的外壳，其特征在于，所述加固筋(13')至少部分用作导电件。
8.按权利要求7所述的外壳，其特征在于，所述加固筋(13')由单个的导电元件(25) 构成，它们通过至少一个固定件(26)固定在一起。
9.按权利要求8所述的外壳，其特征在于，固定件(26)由抗拉材料如碳纤维或者玻璃 纤维增强的塑料组成。
10.按权利要求8或9所述的外壳，其特征在于，在几个所述导电元件上连接导电的接 线端子(31,32) 0
11.按权利要求10所述的外壳，其特征在于，导电元件(25)以其自由端(33、34)从顶 盖(5)伸出，以及导电的接线端子(31、32)与所述自由端(31、32)连接。
12.按权利要求11所述的外壳，其特征在于，导电的接线端子(31、32)安装在绝缘体 (35)内。
13.按权利要求12所述的外壳，其特征在于，绝缘体(35)设置在顶盖(5)上。
14.按权利要求10-13之一所述的外壳，其特征在于，所述导电元件(25)中的几个突出 于外壳(1')的侧壁(2-4)的边缘以用于连接导线(38、39)。
15.按权利要求1-14之一所述的外壳，其特征在于，外壳(1、1'、1")的顶盖(5)设 有至少一个外壳开口(40)。
16.按权利要求15所述的外壳，其特征在于，所述外壳开口(40)由从顶盖(5)竖起的 凸缘(41)限定。
17.按权利要求16所述的外壳，其特征在于，凸缘(41)内设有加固筋构件(42)。
18.按权利要求17所述的外壳，其特征在于，加固筋构件(42)与所述加固筋(13)设计 成一体式的。
19.按权利要求1-18之一所述的外壳，其特征在于，外壳(1、1'、1")由外壳件 (Ia-Id)和外壳件(Ia-Id)嵌入其中的固定框架(6)组成。
20.按权利要求19所述的外壳，其特征在于，所述固定框架(6)具有底部(7)和侧壁 (8-10)。
21.按权利要求20所述的外壳，其特征在于，所述固定框架(6)的侧壁(8-10)具有加 固筋(19)。
22.按权利要求20或21所述的外壳，其特征在于，所述固定框架(6)的至少一部分底 部(7)设有加固筋(22)。
23.按权利要求22所述的外壳，其特征在于，底部(7)上的加固筋(22)为固定框架(6)的侧壁(8-10)上加固筋(19)的一部分。
24.按权利要求19-23之一所述的外壳，其特征在于，固定框架(6)的加固筋(19)与外 壳件(Ia-Id)的加固筋(13)重叠。
25.按权利要求19-24之一所述的外壳，其特征在于，外壳件(Ia-Id)以其侧壁(2_4) 的外侧紧贴地固定在固定框架(6)侧壁(8-10)的内侧上。
26.按权利要求19-25之一所述的外壳，其特征在于，外壳件(Ia-Id)在其面对固定框 架(6)的末端处通过浇注材料(18)封闭。
27.按权利要求19-24之一所述的外壳，其特征在于，外壳件(Ia-Id)的侧壁(2_4)与 固定框架(6)的侧壁(8-10)之间具有用于容纳浇注材料(43)的容纳腔。
全文摘要
本发明涉及一种电气装置的外壳，该外壳用于电气装置并具有侧壁和顶盖，它们环绕用于电气/电子元件的防爆炸式的内腔。侧壁上安装一直延伸到顶盖的至少一个加固筋。由此该外壳适用于高爆炸压力。侧壁和顶盖内的加固筋负责侧壁和顶盖在爆炸压力下可以不膨胀或者不变形或者甚至不被破坏。外壳可以大尺寸地构造，因为抗压强度由于加固筋而得以提高。
文档编号H05K5/00GK101998787SQ20101052957
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月18日 优先权日2009年8月18日
发明者卡尔-海因茨·勒克斯 申请人:巴特克有限责任公司