DE102014226575A1 - Protection device for a pressure compensation element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für ein Druckausgleichselement (9), das am Gehäuse (4) eines Steuergeräts (5) einer elektrischen Maschine (1) zur Herstellung eines Druckausgleichs zwischen dem Umgebungsdruck und dem Druck im Gehäuseinneren (21) des Steuergeräts (5) angebracht ist, wobei das Druckausgleichselement (9) eine an einem Gehäusedeckel (8) des Steuergeräts (5) vorgesehene Druckausgleichsöffnung (22) abdeckt, und eine das Druckausgleichselement (9) überdeckende Schutzvorrichtung (14) am Gehäuse (4) des Steuergeräts (5) befestigt ist.The invention relates to a protective device for a pressure compensation element (9) mounted on the housing (4) of a control unit (5) of an electrical machine (1) for establishing a pressure equalization between the ambient pressure and the pressure inside the housing (21) of the control unit (5) wherein the pressure compensation element (9) covers a pressure compensation opening (22) provided on a housing cover (8) of the control device (5), and a protective device (14) covering the pressure compensation element (9) is fastened to the housing (4) of the control device (5) is.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für ein Druckausgleichselement am Gehäuse eines Steuergeräts einer elektrischen Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a protective device for a pressure compensation element on the housing of a control device of an electric machine according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Elektrische Maschinen, die in Kraftfahrzeugen als Generatoren und/oder Antriebsmotoren eingesetzt werden, sind häufig der Beaufschlagung mit Spritzwasser ausgesetzt, weshalb besonders feuchtigkeitsempfindliche Bereiche der elektrischen Maschinen gegen das Eindringen von Wasser oder Feuchtigkeit geschützt sein müssen. Einen besonders gefährdeten Bereich stellt das Steuergerät einer elektrischen Maschine dar, weshalb das Steuergerät möglichst in einem völlig dicht abgeschlossenen Gehäuse untergebracht sein sollte.Electrical machines that are used in motor vehicles as generators and / or drive motors are often exposed to the application of water spray, which is why particularly moisture-sensitive areas of electrical machines must be protected against the ingress of water or moisture. A particularly endangered area is the control unit of an electrical machine, which is why the control unit should be housed as possible in a completely sealed housing.
Ein derart gegen Spritzwasser und sonstige eindringende Feuchtigkeit geschütztes und entsprechend abgedichtetes Gehäuse eines Steuergeräts benötigt zum Druckausgleich zwischen Umgebungsluft und dem Gehäuseinneren ein Druckausgleichselement, welches einerseits luftdurchlässig ist und andererseits das Eindringen von Spritzwasser oder Feuchtigkeit in das Gehäuseinnere verhindert. Ein solches Druckausgleichselement sollte bei einer in einem Kraftfahrzeug eingesetzten elektrischen Maschine auch eine gewisse Robustheit aufweisen, damit Beschädigungen am Druckausgleichselement durch Hochdruckwasser oder andere mechanische Einflüsse möglichst sicher ausgeschlossen werden können. Such protected against splashing water and other moisture penetrating and correspondingly sealed housing of a control unit needs to equalize pressure between ambient air and the housing interior a pressure compensation element, which on the one hand is permeable to air and on the other hand prevents the ingress of spray or moisture into the housing interior. Such a pressure compensation element should also have a certain robustness in an electric machine used in a motor vehicle, so that damage to the pressure compensation element by high-pressure water or other mechanical influences can be excluded as reliably as possible.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass als Druckausgleichselement ein Element verwendet werden kann, welches selbst einen sehr einfachen Aufbau hat und keine besonderen Stabilitätskriterien erfüllen muss. Das Druckausgleichselement wird von einer Schutzvorrichtung, die am Gehäuse des Steuergeräts befestigt ist, überdeckt, sodass damit der erforderliche mechanische Schutz vor Beschädigungen am Druckausgleichselement gewährleistet ist. Das Druckausgleichselement selbst kann so gestaltet und aufgebaut sein, dass es die Druckausgleichsfunktion optimal erfüllt, da die erforderliche mechanische Stabilität und der Schutz vor äußeren Beschädigungen von der erwähnten Schutzvorrichtung übernommen werden. Dadurch ist es möglich, kostengünstige herkömmliche Druckausgleichselemente für den Druckausgleich am Gehäuse eines Steuergeräts einer elektrischen Maschine einzusetzen.The electric machine according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that as a pressure compensation element, an element can be used, which itself has a very simple structure and no special stability criteria must meet. The pressure compensation element is covered by a protective device which is attached to the housing of the control unit, so that thus the required mechanical protection against damage to the pressure compensation element is ensured. The pressure compensation element itself can be designed and constructed so that it optimally fulfills the pressure compensation function, since the required mechanical stability and protection against external damage are taken over by the protective device mentioned. This makes it possible to use inexpensive conventional pressure compensation elements for pressure equalization on the housing of a control unit of an electric machine.
Das Druckausgleichselement liegt bevorzugt am Gehäusedeckel des Steuergeräts in einer Vertiefung ein, wodurch eine platzsparende Anbringung des Druckausgleichselements mit zugehöriger Schutzvorrichtung möglich ist.The pressure compensation element is preferably located on the housing cover of the controller in a recess, whereby a space-saving attachment of the pressure compensation element with associated protection device is possible.
Besonders vorteilhaft ist es, angrenzend an das Druckausgleichselement Wasserablaufrinnen am Gehäusedeckel anzuordnen, wodurch sichergestellt wird, dass im Bereich des Druckausgleichselements anfallendes Wasser gezielt abgeleitet wird. Dabei können die Wasserablaufrinnen in ihrer Ausrichtung und Oberflächenbeschaffenheit so gestaltet sein, dass ein schnelles Ableiten von Wasser gewährleistet ist. Besonders glatte Oberflächen oder wasserabweisende Oberflächen sind dabei im Bereich der Wasserablaufrinnen besonders vorteilhaft. Dadurch wird erreicht, dass die Druckausgleichsfunktion des Druckausgleichselements möglichst nicht durch Feuchtigkeit oder Wasser beeinträchtigt wird.It is particularly advantageous to arrange water drainage channels on the housing cover adjacent to the pressure compensation element, thereby ensuring that water accumulating in the region of the pressure compensation element is purposefully discharged. The water drainage channels can be designed in their orientation and surface finish so that a quick drainage of water is ensured. Particularly smooth surfaces or water-repellent surfaces are particularly advantageous in the area of the water drainage channels. This ensures that the pressure compensation function of the pressure compensation element is not affected as much as possible by moisture or water.
Bei der bevorzugten Ausführungsform werden fünf Wasserablaufrinnen vorgesehen, die in vorzugsweise gleichen Winkelabständen sternförmig vom Druckausgleichselement ausgerichtet sind. Damit wird sichergestellt, dass bei einer vertikalen Ausrichtung des Gehäusedeckels aus wenigstens zwei Ablaufrinnen Wasser aus dem Bereich des Druckausgleichselements nach unten abgeleitet wird. Bei Verwendung von wenigstens vier Wasserablaufrinnen, die in einem Winkelabstand von 90° zueinander ausgerichtet sind, ist dagegen lediglich sichergestellt, dass aus wenigstens einer Wasserablaufrinne Wasser nach unten abgeleitet werden kann. Die Verwendung von einer zusätzlichen Wasserablaufrinne, also insgesamt fünf Wasserablaufrinnen, verbessert damit die Fähigkeit, Wasser möglichst schnell aus dem Bereich des Druckausgleichselements abzuleiten, deutlich.In the preferred embodiment, five water drainage channels are provided, which are aligned in a star shape of the pressure compensation element at preferably equal angular intervals. This ensures that with a vertical orientation of the housing cover from at least two gutters water is discharged from the region of the pressure compensation element down. When using at least four Wasserablaufrinnen, which are aligned at an angular distance of 90 ° to each other, however, only ensures that can be derived from at least one water gutter down water. The use of an additional water drainage channel, so a total of five water drainage channels, thus significantly improves the ability to drain water as quickly as possible from the area of the pressure compensation element.
Die Schutzvorrichtung, die das Druckausgleichselement vor mechanischen Beaufschlagungen und insbesondere vor Beschädigungen schützt, ist bevorzugt an einer den Gehäusedeckel übergreifenden Abdeckeinheit angebracht. Diese Abdeckeinheit kann sowohl den Gehäusedeckel an der elektrischen Maschine sichern und auch gegen Beschädigungen an kritischen Bereichen schützen als auch das am Gehäusedeckel angebrachte Druckausgleichselement schützend abdecken. Der Gehäusedeckel und auch die Abdeckeinheit können als Kunststoffteile ausgeführt sein, wobei die Abdeckeinheit aus einem besonders strapazierfähigen Kunststoffmaterial hergestellt sein kann. Dadurch erhält man eine hohe mechanische Stabilität für die Abdeckeinheit und einen entsprechend hohen mechanischen Schutz für das Druckausgleichselement.The protective device, which protects the pressure compensation element from mechanical loading and in particular from damage, is preferably attached to a cover cover unit which engages over the housing cover. This cover unit can both secure the housing cover on the electric machine and protect against damage to critical areas as well as covering the housing cover mounted pressure compensation element protectively. The housing cover and the cover unit can be designed as plastic parts, wherein the cover unit can be made of a particularly durable plastic material. This gives a high mechanical stability for the cover and a correspondingly high mechanical protection for the pressure compensation element.
Die an der Abdeckeinheit angebrachte Schutzvorrichtung kann sehr vorteilhaft einen in Richtung Druckausgleichselement abstehenden ringförmigen Rand haben, der einen größeren Umfang hat als das Druckausgleichselement. Die Schutzvorrichtung übergreift damit mit einem schützenden Rand das Druckausgleichselement, sodass sich ein optimaler allseitiger mechanischer Schutz und auch ein Schutz gegen Hochdruckspritzwasser für das Druckausgleichselement ergibt.The attached to the cover unit protection device can very advantageously a in Direction of pressure compensation element projecting annular edge, which has a larger circumference than the pressure compensation element. The protective device thus engages with a protective edge of the pressure compensation element, so that there is an optimal all-round mechanical protection and protection against high-pressure water spray for the pressure compensation element.
Der Rand der Schutzvorrichtung kann Aussparungen haben, die als Wasserablauföffnungen dienen. Damit ist es möglich, dass sich der Rand der Schutzvorrichtung sehr weit in Richtung Gehäusedeckel erstrecken kann, da über die Aussparungen im Rand weiterhin eine gute Wasserableitung gewährleistet ist. Durch den weiter in Richtung Gehäusedeckel sich erstreckenden Rand der Schutzvorrichtung wird ein verbesserter mechanischer Schutz für das von der Schutzvorrichtung abgedeckte Druckausgleichselement erreicht. The edge of the protection device may have recesses that serve as water drainage openings. Thus, it is possible that the edge of the protective device can extend very far in the direction of the housing cover, as on the recesses in the edge continues to ensure good drainage. By further in the direction of the housing cover extending edge of the protection device, an improved mechanical protection for the covered by the protection pressure compensation element is achieved.
Die Aussparungen im Rand der Schutzvorrichtung sind vorzugsweise versetzt gegenüber den sternförmig angeordneten Wasserablaufrinnen ausgerichtet. Die Aussparungen fluchten somit nicht mit den Wasserablaufrinnen, sodass auch von außen anfallendes Spritzwasser nicht direkt über die Wasserablaufrinnen zum Druckausgleichselement gelangen kann. Das erfindungsgemäß geschützte Druckausgleichselement kann sehr einfach als scheibenförmiges Element mit einer dampfdiffusionsoffenen Membran ausgebildet sein, welches mit dem Gehäusedeckel verklebt, verschweißt oder in anderer Weise unlösbar verbunden sein kann. Dampfdiffusionsoffene Membranen sind seit langem allgemein bekannt, die zwar dampfdurchlässig aber nicht wasserdurchlässig sind. Ein solches scheibenförmiges Element als Druckausgleichselement lässt sich mit sehr einfachen Mitteln am Gehäusedeckel eines Steuergeräts anbringen und erfordert wenig Bauraum.The recesses in the edge of the protective device are preferably offset relative to the star-shaped water drainage channels aligned. The recesses are thus not aligned with the water drainage channels, so that even from outside accumulating spray can not get directly to the pressure equalization element via the water drainage channels. The present invention protected pressure compensation element can be easily formed as a disk-shaped element with a vapor diffusion-open membrane, which can be glued to the housing cover, welded or otherwise connected inextricably. Vapor permeable membranes have long been known, although they are vapor permeable but not permeable to water. Such a disc-shaped element as a pressure compensation element can be attached with very simple means on the housing cover of a control unit and requires little space.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.
Es zeigen:Show it:
Die in
In
Vom Gehäuse
Die Schutzvorrichtung
Die in
Die vergrößerte Darstellung von
In
Das in der Vertiefung
In
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