CN102165645B - 线路载体的支座单元、连接系统、包括支座单元的电机以及包括这种电机的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于线路载体的支座单元，其中，该支座单元具有至少一个电触点；线路载体可相对于线路载体的终端位置倾斜地插入支座单元中；支座单元设置为，使得在线路载体插入的状态下基本上没有弯曲力经由所述至少一个电触点作用到线路载体上。此外，本发明还提出一种连接系统和一种包括该支座单元的电机以及一种包括相应电机的汽车。

Description

线路载体的支座单元、连接系统、包括支座单元的电机以及包括这种电机的汽车

技术领域

本发明涉及一种用于线路载体的支座单元、连接系统、包括这种支座单元的电机以及包括这种电机的汽车。

背景技术

用于混合驱动的电子控制装置由一些功能模块构成，并且包括：例如功率电子系统输出级、中间电路电容器、控制印刷电路板、接线区、调节组件、冷却装置和壳体。

在各个功能模块之间设置有例如可拆式连接，由于驱动电流较高，它们必须相应地构造得复杂而昂贵。

对于这样的连接，目前是使用钎焊触点、熔焊触点或螺钉触点，以便将带有功率电子构件的线路载体经由汇流排连接于中间电路电容器和接线区。

通过在功率电子构件的线路载体与接线区之间汇流排的使用，避开了线路载体的操纵力。冶金连接的特点是有小的接触电阻，同时空间需求也很小。螺钉触点是结构紧凑的，并且能实现标准化的操作，而插接触点是便于组装的。

对于冶金连接不利的是，其可拆性很差并且可靠性受限制。螺钉连接则关系到很高的组装费用和经常出现的组装缺陷，并且对接触力减退的情况很敏感。插接触点要求有许多的空间，并且为了与高的电流负载连接而需要很高的插塞力。已知的压力触点系统需要许多空间以便确保力锁合，并且容易出现组装缺陷。此外，接触面上的氧化层也对线路载体的触点接通产生不利影响。

由计算机技术已知这样的插塞系统，其中，是将一种触点导向的印刷电路板嵌置，接着通过盖和联锁机构将其夹紧（例如单内联存储器模块（SIMM）的情形）。

这种插塞系统的应用由于可达到的接触力很小故而限于信号线的连接。接触面需要很高的品质（镀金），以便阻止氧化。用于单内联存储器模块的工艺也具有同样的缺点，此外，它还将与接触力成正比的弯曲应力传递到线路载体上，因此只适用于具有小的接触力、亦即小的电流负荷的系统。

发明内容

本发明的目的在于，避免上述缺点并特别提供一种支座单元，它能够在高电流负荷的情况下实现线路载体的有效连接方案。

为实现此目的，提出了这样一种用于线路载体的支座单元，其中，

-该支座单元具有至少一个电触点，

-线路载体可相对于线路载体的终端位置倾斜地插入所述支座单元中，

-支座单元设置为，使得在线路载体插入的状态下基本上没有弯曲力经由所述至少一个电触点作用到线路载体上。

特别是其优点在于：在插入支座单元时借助于电触点可以刮掉氧化层，因此保证了电接触。此外其优点还有：在线路载体的终端位置，亦即在插入状态下，线路载体基本上是无夹紧应力地实现触点接通的。

一种发展设计是，支座单元具有一凹槽，用以容纳线路载体的一部分。

另一发展设计是，线路载体可沿着一导向装置插入支座单元中。

所述导向装置可以支持线路载体的倾斜插入。

特别是提出这样一种发展设计，即，导向装置包括沿着一壳体的导向机构和/或导轨。

特别是可以将壳体和/或支座单元本身构造为，使其支持线路载体往终端位置的倾斜插入。由此，也可以有效地支持可能在触点上存在的氧化层的裂开。

还有一种发展设计是，支座单元具有多个电触点，它们设置于线路载体的对置的两个侧面上。

例如，可以相互面对地设置各触点。也可以至少部分相互错开地设置各触点。

在这方面应该说明的是，每一触点可以按照通过它流进或流出线路载体的电流来确定尺寸。例如，如果是高的（大的）电流流过相应触点，则其可以采取相应大的尺寸。如果触点只是用作在低电压范围内的信号传输，则该触点可以具有小的尺寸。

此外一种发展设计是，所述多个电触点基本上使作用到线路载体上的弯曲力相均衡（抵消）。

在一种附加的发展设计框架下，在所述至少一个电触点的对置侧面上设置一机械触点或一电触点，用以平衡在插入状态下作用于线路载体上的弯曲力。

特别是，在线路载体的终端位置，在支座单元中对置的电触点或机械触点可以基本上处在一个相对于印制导线触点平面（垂直）的垂直线上。

在这方面应该说明的是，也可以借助于机械触点来达到线路载体的无夹紧应力式支承。例如，可以通过支座单元或借助一壳体设置一机械触点。

又一发展设计在于，所述电触点是一种弹簧触点。

在这方面，弹簧触点的不同的或任意的变型（机械的和/或电的型式）是可能的。

一种设计形式是，支座单元具有一联锁机构。

该联锁机构特别用作线路载体在支座单元中的锁定。

另一可选的实施形式在于，借助于冷却液可冷却线路载体。

例如，该冷却液可以是周围环境的液体或冷却剂。

又一设计形式是，线路载体具有至少一个接头，用以供给和/或排出冷却液。

特别是，线路载体在其内部可以具有一种曲回形的管路结构，其包括流入口和排出口，冷却液可流过该管路结构。

还有一种设计形式是，通过线路载体往支座单元中的插入可以连接用于供给和/或排出冷却剂的所述至少一个接头。

一种发展设计在于，所述至少一个电触点是信号线的触点和/或电流传导体。

一种附加的设计形式是，所述至少一个电触点连接于一电机。

所说电机特别应该被理解为任何的电气设备，它们利用电磁的作用原理。特别是，该电机可以包括电动机和/或发电机。

还借助于一种连接系统实现上述目的，其包括至此描述的支座单元以及用于插入和/或容纳于该支座单元中的线路载体。

还通过一种电机实现上述目的，其包括至少一个如至此描述的支座单元。

还借助一种汽车实现上述目的，其具有在这里所述的电机。

附图说明

以下借助附图示出和阐释本发明的实施例。其中：

图1一种装置或者说支座单元，用以容纳线路载体和用于实现所述线路载体的印制导线触点与一接线区的插塞压力触点的连接；

图2根据按图1视图在各插塞压力触点之间锁定的线路载体；

图3线路载体（带有印制导线的基底）的侧视图，包括用于一直流电源的接头和一些相接头，其中，该线路载体还具有电容器、晶体管、二极管和电流传感器；

图4用于在传动机构外壳内两个线路载体的触点接通的实例。

具体实施方式

当前的附件允许实现特别包括功率电子构件的线路载体经由插塞压力触点与一接线区的连接。借此减少电流流过的触点的数量。优选地，插塞压力触点的各外面的元件承受操纵力并且阻止其向线路载体传递。对于具有大电流的电路，可以由陶瓷构成线路载体。对此优选地，以线路载体的印制导线工艺来设计在线路载体上的各触点，但也可以通过附加涂覆的接触材料给以加强。

图1示出一种装置或者说一种支座单元106，用以容纳一线路载体101和用于实现线路载体101的印制导线触点104与一接线区108的插塞压力触点107的连接。

该线路载体101特别是一种功率电子线路载体，包括具有构件102的印刷电路板103。线路载体101的各电气元件102和103可以（如线路载体101本身那样）设有电的和/或机械的保护装置109。

插塞压力触点107构造为，使得在插入线路载体101时一开始没有或几乎没有接触力作用到线路载体上。接触力只有到线路载体101插入终端时才起作用，并且是通过线路载体101向插塞压力触点107倾斜产生的。优选地，可以在施加插塞力的情况下将线路载体101再完全插进一凹槽111中。

通过该附件有效地避免了对线路载体101的损坏（例如由于边缘断裂）并且减小插塞力本身。

线路载体101向凹槽111的最终推进运动使印制导线触点104在插塞压力触点107之间运动，因而可以刮掉在触点上可能存在的氧化层，从而得到电接触。

优选地，沿着导引轨105例如经由面对各插塞压力触点107的轨道来引导线路载体101，最后相对触点系统借助于一联锁机构110将其锁定于插入位置。联锁机构110例如可以包括：螺钉、弹簧、楔子或卡爪。

图2根据图1示出了在插塞压力触点107之间锁定的线路载体101。附图标记与按图1的附图标记一致。

插塞压力触点107的横截面及其固定和/或导向装置特别是这样确定尺寸，即，使触点107的刚度能够实现为可靠电连接所需要的弹簧特性，而同时并不影响线路载体101的稳定性。触点107的横截面可以在其长度上有变化。

在一种实施形式中，触点107构造为，使得随着线路载体101的渐渐插进，上、下接触元件之间的相对位置这样彼此相对偏移，即，在向支座单元106插进时不超过线路载体101的预定的最大弯曲应力，并且，在线路载体101的完全插进的状态下，各触点107的力轴线基本上处在相对于线路载体101的前面和后面（垂直的）的一个共同的垂直线201上。由此，通过该触点系统基本上使线路载体101的弯曲负荷抵消/平衡。

为了实现插塞压力接触的高载流能力和高可靠性，可以使用多个平行的单触点或具有多个薄片的触点。针对线路载体101的不同的接头（正极、负极、马达相、中间电路电容器、滤波器电感和/或滤波器电容、制动限制器等），可以设置多个相互绝缘的插塞压力触点。

图3示出线路载体101（基片包括多个线路）的侧视图，包括用于直流电源的接头301、302和一些相接头303、304和305。按图3的线路载体还具有电容器306、晶体管307、二极管308和电流传感器310。另外还设置有蚀刻沟309。

有利的是，以小的空间需求在线路载体101的边缘上经由线路载体101的前面和后面实现触点系统的力锁合。为了在各接头之间有足够的电绝缘，线路载体101的各接触面相对端面可以凹缩地构造。可以通过触点的一机械载体来达到各插塞压力触点107的电绝缘。该触点系统在此可以构造为用于线路载体101的一侧的、两侧的或混合的或不对称的触点接通。可以给对置的前面触点和后面触点配置相同的或不同的电位。触点107可以是功率接头和/或信号接头。单触点就其接触力而言可以适配于相应触点107的电流负荷。在这种情况下有利的是，一个面的触点107的接触力在路线尽可能短时在对面上也具有相应的力锁合。

在另一实施形式中，线路载体101具有一加固结构（例如是附加的板的形式），它设置在下侧上或在两个线路面之间。附加的加固结构能够实现高的接触力，并从而实现具有高电流负荷能力的触点。

该加固结构也可以用来冷却线路载体101，特别是例如在线路载体上设置的电路的触点。相应地可以材料节省地确定触点系统的尺寸。

还有一种可能性是，通过在线路载体的上面、侧面或端面上设置的流入口和排出口（例如包括充气孔、接头和软管）来供给或排出冷却剂。

图4示出在传动机构外壳414内用于两个线路载体401、402的触点接通的实例，其中，为线路载体401设置了一接头403，用以供给（或排出）冷却剂或冷却液。

另一可能性是，将冷却介质的供给或排出整合于插塞压力触点系统中（例如借助于O型圈径向密封）。由此，在线路载体401组装时可以在唯一一个工作步骤中连接各接头403以及各触点404、405。

还有可能将用于信号线（例如CAN等）的其他接头整合于插塞压力触点系统中。这一点可以例如以插头的形式来实现，该插头利用要插接的线路载体的倾转运动，使得信号线的接头随着插塞过程而触点接通。

其他用于需要较小接触力的导线（例如信号线）和/或冷却管路的接头也可以整合于一个支架中或整合于插进的线路载体的联锁机构中。在此，还有可能的是，进行联锁的力作用在另一线路载体上（例如驱动印刷电路板或调节印刷电路板），它至少力锁合连接于功率电子线路载体。

与此有关，示例性地在图4中示出了信号触点406和407，它们提供给一控制接头408。

此外，线路载体可以是一整合的电驱动装置（包括定子413）的一部分，并且触点系统可以至少部分无其他中间触点地连接于电机的相接头409、410，从而至少可以取消触点系统的接线区和电机的用于连接相接头的所述部分。相应地，也有可能借助于连接弹簧411和412来建立一种连接。

此外，连接系统和电子装置的机械载体以及用于冷却的各接头可以共同地利用马达的机械部件（例如定子叠片组、定子支架、壳体等）构成。

另外，所述整合的电驱动装置可以是混合传动机构的一部分，并且例如借助于传动机构机油（变速器油）来冷却。

所提出的用于线路载体的接触技术特别提供了这样的优点，即，在作为功率电子部件的线路载体与接线区之间实现一种可拆式连接。而且基本上没有操纵力作用到线路载体上。还实现了一种较短的和有效的力锁合。该附件能够实现高度的可靠性、少的材料消耗、少的零件数和降低的组装费用。

此外，所介绍的附件能够将电子的和电力机械（电工）的工艺技术分开，因此简化了系统的制造。通过模块式的和功能化的构造方式，还可以实现简单的系统集成。

最后，所介绍的连接系统只需要很小的结构体积，因此有助于实现成本优化的安装使用。

附图标记清单

101   线路载体、特别是功率电子线路载体

102   构件（多个）

103   印刷电路板、特别是调节印刷电路板或驱动印刷电路板

104   印制导线触点

105   导引轨（用于线路载体）

106   支座单元（例如框架）

107   触点，特别是插塞压力触点

108   接线区

109   电的和/或机械的保护装置

110   联锁机构

111   凹槽

201   在线路载体101插入时的接触力线

301   接头（+）极

302   接头（-）极

303   相接头

304   相接头

305   相接头

306   电容器

307   晶体管

308   二极管

309   蚀刻沟

310   电流传感器

401   线路载体

402   线路载体

403   接头（用于供给和/或排出冷却剂或冷却液）

404   触点

405   触点

406   信号触点

407   信号触点

408   控制接头

409   相接头

410   相接头

411   连接弹簧

412   连接弹簧

413   定子

414   传动机构外壳

Claims (18)

1.用于线路载体（101）的支座单元（106），其中，

所述支座单元（106）具有至少一个电触点（107），

所述线路载体（101）能够相对于线路载体（101）的终端位置倾斜地插入所述支座单元（106）中，

所述支座单元（106）设置为，使得在线路载体（101）插入的状态下基本上没有弯曲力经由所述至少一个电触点（107）作用到所述线路载体（101）上。

2.按照权利要求1所述的支座单元，其特征在于，所述支座单元（106）具有一凹槽（111），用以容纳所述线路载体（101）的一部分。

3.按照权利要求1或2所述的支座单元，其特征在于，所述线路载体（101）能够沿着一导向装置（105）插入所述支座单元（106）中。

4.按照权利要求3所述的支座单元，其特征在于，所述导向装置（105）包括沿着一壳体或者所述支座单元（106）的导轨。

5.按照权利要求1或2所述的支座单元，其特征在于，所述支座单元（106）具有多个电触点（107），这些电触点设置于线路载体（101）的对置的两个侧面上。

6.按照权利要求5所述的支座单元，其特征在于，所述多个电触点（107）基本上使作用到线路载体上的弯曲力相均衡。

7.按照权利要求1或2所述的支座单元，其特征在于，在所述至少一个电触点（107）的对置侧面上设有一机械触点或一电触点，用以平衡在插入的状态下作用于线路载体上的弯曲力。

8.按照权利要求1或2所述的支座单元，其特征在于，所述电触点（107）是一种弹簧触点。

9.按照权利要求1或2所述的支座单元，其特征在于，所述支座单元（106）具有一联锁机构（110）。

10.按照权利要求1或2所述的支座单元，其特征在于，所述线路载体（101）能借助于冷却液进行冷却。

11.按照权利要求10所述的支座单元，其特征在于，所述线路载体（401）具有至少一个接头（403），用于供给和/或排出冷却液。

12.按照权利要求11所述的支座单元，其特征在于，通过线路载体（401）往支座单元中的插入能够连接用于供给和/或排出冷却液的所述至少一个接头（403）。

13.按照权利要求1或2所述的支座单元，其特征在于，所述至少一个电触点（107、404、405、406、407）是信号线的触点。

14.按照权利要求1或2所述的支座单元，其特征在于，所述至少一个电触点（107、404、405、406、407）是电流传导体。

15.按照权利要求1或2所述的支座单元，其特征在于，所述至少一个电触点（404、405、409、410）连接于一电机。

16.连接系统，包括按照权利要求1至15之一项所述的支座单元（106）以及用于插入和/或容纳于该支座单元（106）中的线路载体（101）。

17.电机，包括至少一个按照权利要求1至15之一项所述的支座单元（106）。

18.汽车，包括按照权利要求17所述的电机。