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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für
den Anschluß einer Stromschiene an ein elektrisch
leitendes Element.
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Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die
es ermöglicht, eine mit einer in einem Gehäuse
angeordneten elektronischen Leistungsschaltung verbundene
Stromschiene an ein elektrisch leitendes Element
außerhalb des Gehäuses mit Hilfe von Mitteln
anzuschließen, die einen Anschlußstecker bilden und auf
der Außenfläche einer Wand des Gehäuses angeordnet sind.
Im Stand der Technik sind bereits Vorrichtungen dieses
Typs bekannt, bei denen ein Ende der Stromschiene
außerhalb des Gehäuses vorspringt und derart ausgeführt
ist, daß es mit einem entsprechenden Ende eines
elektrisch leitenden Elements beispielsweise mit Hilfe
von Klemmelementen verbunden werden kann (siehe
beispielsweise US 4 460 232A).
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Diese Klemmelemente umfassen beispielsweise einen
Schrauben-Mutter-Mechanismus, der derart ausgeführt ist,
daß er in entsprechende Löcher dieser Teile eingreifen
kann, um sie zu befestigen und miteinander zu verbinden.
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Jedoch weisen die Vorrichtungen dieses Typs eine gewisse
Anzahl an Nachteilen auf, insbesondere im Bereich deren
Dichtigkeit gegen einerseits die Feuchtigkeit und
andererseits die Hitze und der mechanischen Belastungen,
die von der Schiene auf die elektronische Schaltung
übertragen werden.
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Es ist nämlich bekannt, daß die beiden größten
Belastungen für ein eingebautes elektronisches System,
das beispielsweise an Bord eines Kraftfahrzeugs eingebaut
ist, die Feuchtigkeit und die Hitze sind.
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Die Feuchtigkeit dringt in die Bestandteile ein und führt
nach und nach zu deren Zerstörung. Die Hitze verringert
beispielsweise auch die Lebenszeit dieser Bestandteile
pro 10ºC um die Hälfte.
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Dies führte somit dazu, die Bestandteile in Gehäusen
unterzubringen, welche dicht sind, um die Feuchtigkeit
abzuhalten und die metallisch sind, um die von den
Bestandteilen abgegebene Wärme abzuleiten.
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Dazu kommen beispielsweise bei Elektrofahrzeugen
elektrische Anschlußprobleme bei den verschiedenen
Leistungselementen hinzu, d. h. beispielsweise der
Batterie, dem Zugmotor, dem elektronischen Steuerkasten
usw..
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Diese Anschlüsse erfolgen beispielsweise durch
elektrische Kupferkabel, die isoliert sind und einen
großen Querschnitt aufweisen, an deren Enden metallische
Schuhe eingesetzt oder angelötet sind.
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Der Anschluß dieser Schuhe im Bereich der Batterie oder
des Zugmotors ist eine gut bekannte Technik.
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Jedoch ist der Anschluß dieser Kabel an die
Leistungskomponenten in einem Gehäuse eine relativ
komplizierte und derzeit noch wenig entwickelte Technik,
insofern, als es erforderlich ist, eine elektrische
Kontinuität zwischen Kabeln mit großem Querschnitt und
kleinen elektronischen Komponenten zu gewährleisten, die
auf einer gedruckten Schaltungsplatte in einem Gehäuse
angeordnet sind.
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Als Beispiel ist die Steuerung der Motoren der
Elektrofahrzeuge zu nennen, die derzeit durch einen
Leistungszerhacker erfolgt, dessen Funktion in der
Einstellung des Versorgungsstroms des Motors liegt und
der es auf diese Weise ermöglicht, die
Drehgeschwindigkeit des Motors und somit der
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu kontrollieren.
Dieser Leistungszerhacker wird von elektronischen
Leistungskomponenten gebildet, die auf einer gedruckten
Schaltung nach einer bekannten Technologie zusammengefaßt
sind.
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Diese gedruckte Schaltung ist mit den übrigen Schaltungen
des Fahrzeugs durch Stromschienen verbunden.
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Der in diesem Zerhacker und den Stromschienen umlaufende
Strom kann beispielsweise 300 Ampere betragen.
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Es ist also verständlich, daß es relativ kompliziert ist,
den Anschluß solcher Bestandteile von sehr geringer Größe
an Kabel mit großem Querschnitt auf einfache und
zuverlässige Weise zu gewährleisten und gleichzeitig eine
gute Dichtigkeit des Gehäuses, in dem die Schaltung
untergebracht ist, zu gewährleisten.
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Ziel der Erfindung ist somit die Lösung dieser Probleme.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine
Anschlußvorrichtung nach Anspruch 1.
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Die Erfindung wird durch die Studie der nachfolgenden
Beschreibung besser verständlich, welche nur als Beispiel
dient und sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht,
wobei:
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Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer
Anschlußvorrichtung des Standes der Technik
darstellt;
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Fig. 2 einen auseinandergezagenen Perspektivschnitt und
eine Teilschnittansicht einer erfindungsgemäßen
Anschlußvorrichtung darstellt;
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Fig. 3 eine Draufsicht dieser Vorrichtung darstellt;
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Fig. 4 eine Seitenansicht und Teilschnittansicht einer
solchen Anschlußvorrichtung in einem montierten
Zustand darstellt; und
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Fig. 5 eine Draufsicht dieser Vorrichtung darstellt.
In Fig. 1 ist eine Anschlußvorrichtung des Standes der
Technik für den Anschluß einer mit dem allgemeinen
Bezugszeichen 1 in dieser Figur bezeichneten
Stromschiene, welche mit einer elektronischen
Leistungsschaltung 2, die in einem Gehäuse 3 angeordnet
ist, verbunden ist, an ein elektrisch leitendes Element
außerhalb des Gehäuses, das mit dem allgemeinen
Bezugszeichen 4 bezeichnet ist, mit Hilfe von Mitteln
dargestellt, die einen Anschlußstecker bilden und mit dem
allgemeinen Bezugszeichen 5 bezeichnet sind. Diese
Anschlußmittel sind auf der Außenfläche einer Wand dieses
Gehäuses 3 angeordnet.
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Das Gehäuse 3 weist eine herkömmliche Aufnahmestruktur
auf, beispielsweise eine. Platte einer gedruckten
Leistungsschaltung, auf der die Anschlußabschnitte,
beispielsweise 1a, der Stromschiene 1 befestigt oder
aufgeschweißt sind.
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Eines der Enden dieser Stromschiene, das beispielsweise
mit dem Bezugszeichen 1b in dieser Figur bezeichnet ist,
springt über die entsprechende Wand des Gehäuses durch
einen Durchgang desselben vor und ist beispielsweise mit
Hilfe eines Schrauben-Mutter-Mechanismus, der mit dem
allgemeinen Bezugszeichen 6 bezeichnet ist und die den
Anschlußstecker bildenden Mittel darstellt, mit einem
entsprechenden Ende eines elektrischen Kabels mit großem
Querschnitt verbunden, das das vorher beschriebene
elektrisch leitende Element 4 darstellt.
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Wie vorher angeführt, weist eine solche Struktur eine
gewisse Anzahl von Nachteilen auf, insbesondere im
Bereich ihrer Dichtigkeit gegen Feuchtigkeit und Hitze
und ihrer mechanischen Festigkeit gegen Belastungen.
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In den Fig. 2 bis 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Anschlußvorrichtung dargestellt, die es
ermöglicht, eine Stromschiene, die mit dem allgemeinen
Bezugszeichen 10 in diesen Figur bezeichnet und
beispielsweise mit einer elektronischen
Leistungsschaltung, die in einem Gehäuse angeordnet ist,
verbunden ist, an ein elektrisch leitendes Element, das
beispielsweise mit dem allgemeinen Bezugszeichen 11 in
diesen Figur bezeichnet ist und sich außerhalb des
Gehäuses befindet, mit Hilfe von einen Anschlußstecker
bildenden Mitteln anzuschließen, die mit dem allgemeinen
Bezugszeichen 12 in diesen Figur bezeichnet und auf der
Außenfläche einer Wand des Gehäuses vorgesehen sind,
welches mit dem allgemeinen Bezugszeichen 13 in diesen
Figur bezeichnet ist.
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Erfindungsgemäß umfassen die einen Stecker bildenden
Mittel gegenüber einem Durchgang 14 des Gehäuses 13 eine
Aufnahme 15, die derart ausgeführt ist, daß sie
Dichtigkeitsmittel 16 und ein Anschlußstück 17 aus einem
isolierenden Material aufnimmt.
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Dieses Anschlußstück 17 ist auf der entsprechenden Wand
des Gehäuses beispielsweise mit Hilfe von
Verschraubungsmitteln 18 und 19 (Fig. 5) befestigt, die
in der Folge im Detail beschrieben werden.
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Ferner ist dieses Anschlußstück 17 mit einer Lagerung 20
für die Aufnahme der entsprechenden Enden des elektrisch
leitenden Elements 11 und der Stromschiene 10, wobei sich
diese durch den Durchgang 14 der entsprechenden Wand des
Gehäuses 13 und die Dichtigkeitsmittel 16 hindurch
erstreckt, und der Klemmelemente 21 dieser Enden des
Elements und der Schiene versehen, um diese zu befestigen
und aneinander anzuschließen.
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Die Aufnahme 15, die auf der Außenfläche der
entsprechenden Wand des Gehäuses 13 vorgesehen ist,
umfaßt einen Abschnitt in Form eines Sitzes, der mit dem
allgemeinen Bezugszeichen 22 in dieser Figur bezeichnet
ist und um den Durchgang 14 der Wand des Gehäuses
vorgesehen und derart ausgeführt ist, daß er mit den
Dichtigkeitsmitteln 16 zusammenwirkt.
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Diese Dichtigkeitsmittel sind beispielsweise in Form
eines Ringes oder einer Scheibe aus Neopren oder
dergleichen vorhanden, versehen mit einem Durchgang für
das entsprechende Ende der Stromschiene 10, wie dies
vorher beschrieben wurde.
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Wie vorher erwähnt, ist das Anschlußstück 17 auf der Wand
des Gehäuses 13 mit Hilfe von Verschraubungsmitteln 18
und 19 befestigt (Fig. 5).
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Diese werden beispielsweise von Schrauben gebildet, die
symmetrisch beiderseits der Lagerung 20 dieses
Anschlußstücks 17 angeordnet sind, wobei diese Schrauben
derart ausgeführt sind, daß sie mit Gewindelöchern der
entsprechenden Wand des Gehäuses 13 zusammenwirken, wie
dies deutlicher in Fig. 5 zu sehen ist.
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Die Befestigung dieses Anschlußstücks auf der
entsprechenden Wand des Gehäuses ermöglicht es somit, die
Dichtigkeitsmittel 16 zwischen diesem Anschlußstück 17
und dem Abschnitt in Form eines Sitzes 22 der Aufnahme 15
dieser Wand des Gehäuses 13 zusammenzudrücken.
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Die Klemmelemente erstrecken sich in der Lagerung 20 des
Anschlußstückes 17 und umfassen, wie vorher angeführt,
einen Schrauben-Mutter-Mechanismus, der mit dem
allgemeinen Bezugszeichen 21 bezeichnet ist.
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Dieser Mechanismus umfaßt eine Schraube, die
beispielsweise mit dem allgemeinen Bezugszeichen 23 in
diesen Figur bezeichnet ist, wobei diese Schraube derart
ausgeführt ist, daß, sie in ein entsprechendes seitliches
Loch 24 des Anschlußstückes 17 eingreift und mit einer
Mutter 25, die beispielsweise in dieser Lagerung 20
eingeschlossen ist, zusammenwirkt, nachdem sie diese
Lagerung 20 des Anschlußstückes quer durchlaufen hat.
Das elektrisch leitende Element, das mit dem allgemeinen
Bezugszeichen 11 bezeichnet ist, kann beispielsweise in
Form eines elektrischen Kabels vorhanden sein, dessen
Ende mit einem Schuh 26 versehen ist.
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Es ist anzumerken, daß die entsprechenden Enden der
Stromschiene 10 und dieses Schuhs 26 mit Löchern 27 bzw.
28 für den Durchgang der Schraube 23 des Schrauben-
Mutter-Mechanismus der Klemmelemente 21 versehen sein
können.
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Wie vorher erklärt und wie dies deutlicher aus den Fig. 4
und 5 hervorgeht, ist das Anschlußstück 17 auf der
entsprechenden Wand des Gehäuses 13 mit Hilfe der
Schrauben 18 und 19 befestigt, um die Dichtung 16
zwischen diesem Anschlußstück 17 und dem Abschnitt in
Form eines Sitzes 22 der entsprechenden Aufnahme der Wand
des Gehäuses zusammenzudrücken.
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Das entsprechende Ende der Stromschiene 10 verläuft durch
den Durchgang 14 der entsprechenden Wand des Gehäuses 13
und die Dichtung 16 erstreckt sich in der Lagerung 20 des
Anschlußstücks.
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Das entsprechende Ende und insbesondere der Schuh 26 des
elektrisch leitenden Elements 11 außerhalb des Gehäuses
greift auch in diese Lagerung 20 des Anschlußstückes ein,
so daß die Löcher 27 und 28 dieser Teile einerseits
einander gegenüberliegen und andererseits gegenüber dem
Loch 24 für den Durchgang der Schraube 23 der
Klemmelemente 21 liegen.
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Wenn die Schraube in dem Anschlußstück und den Löchern
dieser Stücke im Eingriff ist, ist es nun möglich, diesen
Schrauben-Mutter-Mechanismus 21 zu verwenden, um die
Befestigung und den elektrischen Anschluß der Enden der
Schiene und des elektrisch leitenden Elements zu
gewährleisten.
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Es ist auch anzumerken, daß die Stromschiene 10 auf einer
gedruckten Schaltungsplatte befestigt werden kann, die in
dem Gehäuse 13 auf herkömmliche Weise angeordnet ist,
beispielsweise durch Verschweißen von entsprechenden
Stiften derselben, wie dies in bezug auf Fig. 1
beschrieben wurde.
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Es ist also zu verstehen, daß eine solche
Anschlußvorrichtung eine gewisse Anzahl von Vorteilen im
Vergleich zu den Vorrichtungen des Standes der Technik
aufweist.
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Eine solche Vorrichtung ermöglicht es nämlich, eine sehr
gute Dichtigkeit des Gehäuses und insbesondere der
Durchgänge desselben für die Stromschienen zu erzielen.
Überdies werden diese Stromschienen entlang dreier Achsen
festgestellt. Ferner sind diese in bezug auf das Gehäuse
elektrisch isoliert.
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Die möglicherweise an das elektrisch leitende Element
angelegten Belastungen werden nicht mehr auf die
gedruckte Schaltungsplatte über die Schiene übertragen,
sondern werden auf der entsprechenden Wand des Gehäuses
von dem Anschlußstück aufgenommen.
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Es versteht sich natürlich, daß verschiedene
Ausführungsarten dieser Vorrichtungen vorgesehen werden
können.