EP-4739012-A2 - SEALING ARRANGEMENT AND USE THEREOF

Abstract

Dichtungsanordnung, umfassend eine Stromsammelschiene (1) mit zumindest einem elektrischen Leiter (2.1, 2.2, 2.3,...) und ein Zwei-Komponenten-Bauteil (3), das ein Trägerteil (4) aus einem zähharten Werkstoff und einen Dichtkörper (5) aus einem gummielastischen Dichtungswerkstoff umfasst, der mit dem Trägerteil (4) stoffschlüssig verbunden ist, wobei der Dichtkörper (5) den elektrischen Leiter (2.1, 2.2, 2.3,...) ungehaftet und unter elastischer Vorspannung dichtend umschließt.

Inventors

• Former, Carsten
• HELDMANN, RALF
• CLEMENS, MARKUS
• Ratfisch, Rouven

Assignees

• Carl Freudenberg KG

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20240207

Claims (9)

1. Dichtungsanordnung, umfassend eine Stromsammelschiene (1) mit zumindest einem elektrischen Leiter (2.1, 2.2, 2.3,...) und ein Zwei-Komponenten-Bauteil (3), das ein Trägerteil (4) aus einem zähharten Werkstoff und einen Dichtkörper (5) aus einem gummielastischen Dichtungswerkstoff umfasst, der mit dem Trägerteil (4) stoffschlüssig verbunden ist, wobei der Dichtkörper (5) den elektrischen Leiter (2.1, 2.2, 2.3,...) ungehaftet und unter elastischer Vorspannung dichtend umschließt, wobei der Tragkörper (4), im Querschnitt betrachtet, im Wesentlichen L-förmig ausgebildet ist, mit einem Axialflansch (6) und einem Radialflansch (7), wobei sich der Axialflansch (6) parallel zum elektrischen Leiter (2.1, 2.2, 2.3,...) erstreckt und diesen mit radialem Abstand umschließt, wobei in dem durch den Abstand gebildeten Spalt (8) zumindest eine Innendichtlippe (9.1, 9.2,...) des Dichtkörpers (5) angeordnet ist, die den Außenumfang des elektrischen Leiters (2.1, 2.2, 2.3,...) ungehaftet und unter elastischer Vorspannung dichtend umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Innendichtlippe (9.1, 9.2,...) und die Außendichtlippe (10) jeweils separat voneinander erzeugt und einander nicht-berührend zugeordnet sind und dass zumindest die Innendichtlippe (9.1, 9.2,...) aus einem elektrisch isolierenden Dichtungswerkstoff besteht.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (4) aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff besteht.
3. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Innendichtlippe (9.1, 9.2,...) radial abgewandten Seite des Axialflanschs (6) zumindest eine Außendichtlippe (10) angeordnet ist.
4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialflansch (7) zumindest eine Axialdichtlippe (11) aufweist, die sich axial in Richtung der Außendichtlippe (10) und im Wesentlichen entlang des Außenumfangs des Trägerteils (4) erstreckt.
5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (2.1, 2.2, 2.3,...) einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist.
6. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (4) zumindest eine Befestigungsbohrung (12.1, 12.2,...) aufweist, in der ein Kraftbegrenzungselement (13.1, 13.2,...) angeordnet ist.
7. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese außerdem ein flüssigkeitsgekühltes Elektrobauteil (14) mit einem Gehäuse (15) umfasst, wobei das Gehäuse (15) eine Einbauöffnung (16) aufweist, in der das Zwei-Komponenten-Bauteil (3) dichtend angeordnet ist.
8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrobauteil (14) durch einen Elektromotor gebildet ist.
9. Verwendung einer Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Abdichtung einer Stromsammelschiene (1) eines flüssigkeitsgekühlten Elektrobauteils (14).

Description

Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung und deren Verwendung. Die Dichtungsanordnung umfasst eine Stromsammelschiene mit zumindest einem elektrischen Leiter und ein Zwei-Komponenten-Bauteil, das ein Trägerteil aus einem zähharten Werkstoff und einen Dichtkörper aus einem gummielastischen Dichtungswerkstoff umfasst, der mit dem Trägerteil stoffschlüssig verbunden ist, wobei der Dichtkörper den elektrischen Leiter ungehaftet und unter elastischer Vorspannung dichtend umschließt, wobei der Tragkörper, im Querschnitt betrachtet, im Wesentlichen L-förmig ausgebildet ist, mit einem Axialflansch und einem Radialflansch, wobei sich der Axialflansch parallel zum elektrischen Leiter erstreckt und diesen mit radialem Abstand umschließt, wobei in dem durch den Abstand gebildeten Spalt zumindest eine Innendichtlippe des Dichtkörpers angeordnet ist, die den Außenumfang des elektrischen Leiters ungehaftet und unter elastischer Vorspannung dichtend umschließt. Stand der Technik In immer mehr Elektrofahrzeugen werden ölgekühlte Elektromotoren verwendet. Diese ölgekühlten Elektromotoren stellen erhöhte Anforderungen bezüglich ihrer Abdichtung, insbesondere zur Leistungselektronik weiterer elektrischer Bauteile, beispielsweise zur Leistungselektronik eines Inverters. Außerdem gelangen in Elektrofahrzeugen Stromsammelschienen, sogenannte Busbars, zur Anwendung, die elektrische Leiter aus Kupfer- oder Aluminiumblechen umfassen, die ausgestanzt und anschließend in die gewünschte Dimension gebogen werden. Diese Kupfer- oder Aluminiumbleche haben herstellungsbedingt einen rechteckigen Leiterquerschnitt, der für eine Standardabdichtung wenig zufriedenstellend ist, weil die Ecken der ausgestanzten Bleche keine robuste Kompression des Dichtungswerkstoffs von Standarddichtungen zulassen. Aus diesem Grund ist ebenfalls Stand der Technik, dass die rechteckigen Leiter von einem thermo- oder duroplastischen Werkstoff mediumsdicht umspritzt sind. Bedarfsweise werden die Leiter mit einem Klebstoff zusätzlich verklebt. Ein dauerhaftes gutes Abdichtungsergebnis wird dadurch in der Regel jedoch nicht erzielt. Das Abdichtungsergebnis ist nur initial zufriedenstellend und zeigt bereits nach kurzer Gebrauchsdauer, insbesondere dann, wenn die Dichtstellen Temperaturwechseln ausgesetzt sind, häufig Undichtigkeiten. Grund dafür sind unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten der elektrischen Leiter und der Dichtungswerkstoffe, die den Leiter umschließen. Diese unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten beider Materialien führen zu erhöhten mechanischen Spannungen an den Grenzschichten und damit zu den zuvor beschriebenen Undichtigkeiten. Außerdem ist von Nachteil, dass die elektrischen Leiter und die diese umschließenden Dichtungen nicht zerstörungsfrei voneinander lösbar sind. In einem Reparaturfall muss die Einheit, bestehend aus den elektrischen Leitern und den Dichtungen, als Ganzes ausgetauscht werden, was hinsichtlich eines guten Umweltschutzes, hinsichtlich eines verantwortungsvollen Umgangs mit Ressourcen und in wirtschaftlicher Hinsicht wenig zufriedenstellend ist. Aus der DE 10 2018 109 863 A1 sind eine Dichtungsanordnung und deren Verwendung bekannt. Die Dichtungsanordnung umfasst eine Stromsammelschiene mit zumindest einem elektrischen Leiter und ein Zwei-Komponenten-Bauteil, das ein Trägerteil aus einem zähharten Werkstoff und einen Dichtkörper aus einem gummielastischen Dichtungswerkstoff umfasst, der mit dem Trägerteil stoffschlüssig verbunden ist. Der Dichtkörper umschließt den elektrischen Leiter ungehaftet und unter elastischer Vorspannung dichtend. Das Problem der Abdichtung elektrischer Leiter mit rechteckigem Leiterquerschnitt wurde erkannt. Die vorbekannte Dichtungsanordnung versucht das genannte Problem der Abdichtung durch eine gute Entlastung des Dichtkörpers zu lösen. Entscheidend ist demnach eine Funktionstrennung hinsichtlich der Aufnahme von Kräften und der eigentlichen Abdichtwirkung der Mehr-Komponenten-Dichtung. Die Mehr-Komponenten-Dichtung kann ein Spritzgussteil und aus verschiedenen Kunststoffen hergestellt sein oder einstückig bzw. einteilig, so dass in einem solchen Fall ein Montageaufwand für das Montieren bzw. Zusammensetzen der Mehr-Komponenten-Dichtung entfällt. Verwendet wird die Dichtungsanordnung zur Abdichtung einer Stromschiene für ein Boardnetz eines Kraftfahrzeugs gegenüber einem Gehäuse. Eine Stromschiene und eine Anordnung, die eine solche Stromschiene umfasst, sind aus der US 2022278518 A1 bekannt. Zur Abdichtung eines elektrischen Leiters ist dieser mit einem Tragkörper verbunden, wobei der Tragkörper eine Dichtung aus einem gummielastischen Werkstoff umfasst, die den Leiter außenumfangsseitig mit einem ringförmigen Dichtbereich dichtend umschließt. Die vorbekannte Stromschiene gelangt im Bereich e-Mobility und insbesondere auch im Bereich der Abdichtung flüssiger Medien zur Anwendung und soll gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauch