CN104285342A - 用于电流传输的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电流传输的系统，所述系统包括至少两个刚性导体，其中所述两个导体经由至少一个导电的、可变形的连接元件连接起来。所述连接元件可以包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧在其纵轴方向上形成为环形，并且所述螺旋弹簧在预张力作用下夹持第一导体的一部分。

Description

用于电流传输的系统
技术领域
本发明涉及用于电流传输的系统，该系统包括至少两个导电刚性导体并且该至少两个导电刚性导体彼此连接。
背景技术
已知电流、特别是大电流是经由被设计为大体积、实心金属组件的导体传输的，即该导体实质上是刚性的。由于定位公差的补偿归因于导体的刚性而不是很容易就能实现的，使用刚性导体会导致如下问题：拟经由这些导体进行连接的电气功能元件需要关于彼此相对精确地定位。在该系统的该至少两个导体以具有限定的间隙的方式被连接到一起时，这个问题可以被解决。但是，在这种情况下，该两个导体之间的接触表面面积随着它们的相对位置而变化，这可能会使得电流传输性能不符合要求。
例如，已知在电动汽车的驱动系中，经由刚性导体的系统使电力电子设备与电力分配器相连接。
发明内容
发明要解决的问题
本发明从上述现有技术出发，基于如下问题做出：提供一种通用类别的系统，其包括以导电的方式连接到一起的至少两个刚性导体，尽管拟借助于该系统进行连接的电气功能元件可能存在关于定位的公差补偿，但该系统可以保证可靠的传输性能。
用于解决问题的方案
该问题通过根据独立方案1的系统解决。根据本发明的系统的有利实施方式是从属方案的主题并在本发明的以下说明中得到解释。
根据本发明，该用于电流、特别是大电流(电源电压≥48V)的传输(用于供能和传输信号(包括射频信号)两者)的、具有以导电的方式连接到一起的至少两个刚性导体的通用类别的系统被进一步发展为：该两个导体(以导电方式)经由至少一个导电的、可变形的连接元件(间接地)连接。
该可变形的连接元件确保了该至少两个刚性导体的相对可动性，由此拟经由根据本发明的系统进行连接的电气功能元件在定位方面的公差能够被补偿。
特别优选地，该连接元件能够包括(优选地为圆筒形的)螺旋弹簧，该螺旋弹簧在其纵轴方向上的形状像封闭的环，并且该螺旋弹簧在预张力作用下夹持第一导体的一部分。在预张力作用下夹持第一导体能够确保导体和螺旋弹簧之间的持久接触。
环状螺旋弹簧与至少第二导体(优选地为两个导体)的接触优选地发生在由环状螺旋弹簧形成的径向平面中；这样使得螺旋弹簧以环状方式与导体接触并由此覆盖较宽的面积。这使得经由系统能够实现电流的良好传输性能。
特别优选地，可以设置(至少)两个螺旋弹簧，该(至少)两个螺旋弹簧均在预张力作用下夹持第一导体的一部分，并且该(至少)两个螺旋弹簧均在相关的螺旋弹簧所形成的径向平面中与第二导体接触。这使得用于电流传输的有效表面面积较大。
为了确保该螺旋弹簧与第二导体处于持久接触状态并由此确保良好的电传输性能，还能够(在所有情形下)借助于接触元件将螺旋弹簧压抵到第二导体。
特别优选地，接触元件本身由此在设计上为导电的并且还能够以导电方式与第一导体连接。结果，第一导体与环状螺旋弹簧不仅在环状螺旋弹簧的内侧接触(环状螺旋弹簧利用其内侧夹持第一导体)，并且还经由接触元件接触。结果，这也能增加电流传输的有效表面面积。
优选地，第二导体(能够例如被设计成扁平组件的形式)具有供第一导体(例如能够(至少部分地)为销状)延伸过的开口。特别优选地，第二导体的开口的至少一个尺寸比第一导体的容纳于该开口中的部分的对应外部尺寸大。结果，确保了导体在多个方向上的相对可动性。
优选地，还可以是如下情形：上述开口和第一导体的容纳于该开口中的部分的截面为圆形，该两个圆形截面的直径量的差值在0.1mm和0.2mm之间。
附图说明
以下参照附图所示的实施方式对本发明进行更详细的说明，其中：
图1：示出了根据本发明的系统的等比例分解图；以及
图2：示出了通过如图1所示的根据本发明的系统的截面图。
具体实施方式
图1和图2示出了用于传输大电流的、根据本发明的系统的不同视图，该系统例如能够被用于例如电动汽车的驱动系中的。
该系统包括被设计为较大体积的实心金属组件并因此实质上为刚性的两个导体1、2。因此，导体1、2不可能在安装过程中例如为了补偿拟通过该系统被连接的电气功能元件的定位公差而产生变形。为了使电阻最小化，导体1、2被设计为大体积和实心的，由此在大电流传输中会的功率损耗最小化。
该两个导体中的第一导体1为销状，第二导体2被设计为接触轨，即被设计为扁平组件。第二导体2具有当系统处于安装状态时供第一导体1插入的开口3。如从图2中看出的，开口3的直径比第一导体1的容纳于该开口中的部分的外径大。通过例如可以为0.1mm和0.2mm之间的该直径上的差值，可以不仅沿着第一导体1的纵轴而且沿着第一导体1的径向实现该两个导体1、2之间的限定的可动性。这还允许第一导体1相对于第二导体2倾斜(这时，第一导体的纵轴不再布置为与第二导体的大的侧表面垂直)。
该两个导体1、2关于彼此的相对可动性保证了拟通过根据本发明的该系统被连接的电气功能元件的定位公差的补偿。
为了保证大电流经由该系统的可靠传输，不管该两个导体1、2的相对位置如何，大电流从第一导体1到第二导体2的传输路径都经由两个可变形的连接元件形成。结果，能够防止大电流的传输路径的有效表面面积取决于该两个导体1、2关于彼此的相对位置而变化。相反，由于连接元件的可变形性，不管该两个导体1、2关于彼此的相对位置如何，连接元件和两个导体之间的接触表面面积能够保持为相同大小。
连接元件被设计为螺旋弹簧4的形式，螺旋弹簧4相对于由线圈限定的纵轴(相对于线圈)形成为闭环。由此，两个环状螺旋弹簧4(在无负载状态下)的内径由此略小于第一导体1的在系统被安装之后供螺旋弹簧4夹持的部分的外径。这导致在螺旋弹簧4夹持第一导体1的相应部分时在径向地扩展，作为弹性反作用力的结果，这确保了螺旋弹簧4围绕第一导体1的整周与第一导体1可靠地接触。
在所有情形下，第二导体2以其两个大的侧表面与螺旋弹簧4中的一个在由相关的螺旋弹簧4形成的径向平面中接触，即以环状形式接触。
为了确保两个螺旋弹簧4和第二导体2之间的持久接触，在所有情形下，经由导电的接触元件将螺旋弹簧4压抵到第二导体2。由此，一个接触元件形成为第一导体1的头部5，与第一导体1的销状基体6相比，该头部5具有较大直径。头部5形成用于容纳相关的螺旋弹簧4的环状凹部7。环状凹部7通过环状凸缘8形成，可以对该环状凸缘的纵向延伸进行选择以使得(无负载状态下的)螺旋弹簧4仍然能够从该环状凸缘略微突出。结果，这确保了当头部5仅适度地压抵螺旋弹簧4时，在凸缘8和第二导体2之间仍能保持限定的距离，而这确保了第一导体1和第二导体2相对于彼此的期望的可动性。
第二接触元件的形式为接触套筒9，接触套筒9也具有凸缘8，该凸缘8形成了几乎能完全接收相关的螺旋弹簧的环状凹部7。该凸缘8的尺寸为使得当接触套筒9仅对螺旋弹簧4施加适度压力时，凸缘8和第二导体2之间的距离能够得以保持。
在结构上限定该两个接触元件之间的最小距离，为此环状突起10被设置为使得接触套筒9靠在环状突起10上。结果，这确保了在系统的安装期间接触套筒9在头部5的方向上不能被推动的过远，否则将会导致接触元件和第二导体2之间的距离太小。
因为接触套筒9的中央开口11的内径略小于第一导体1的固定部分12的外径，接触套筒9和第一导体1之间的连接为力锁定。然而，直径差优选地小到使得接触套筒9能够被手动地(或借助于手持工具)推到固定部分12处。然而，还存在通过将第一导体1和接触套筒9加热到不同温度来形成压配合的方式。
第一导体1的固定部分12的直径比基体6的在固定部分12的插入方向上的上游的部分的直径略大。结果，不用施加太大的力就能够使接触套筒9被插到第一导体1的基体6并且直到被推到固定部分12那里。
根据本发明的系统被组装为：先将螺旋弹簧4中的一个推到第一导体1的基体6，直到该螺旋弹簧被头部5的环状凹部7接收。接着将第一导体1的基体6插通第二导体2的开口3。接着将另一个螺旋弹簧4推到第一导体1的基体6，最终接触套筒9被推到第一导体1的固定部分12上。
根据本发明的系统的设计能够使得，两个导体1、2关于彼此既能够沿着第一导体1的纵轴也能够沿着径向相对移动。第一导体1和第二导体2还能够关于彼此倾斜。因此，由于该两个导体1、2的相对移动被能够弹性变形的螺旋弹簧4吸收，而该两个导体1、2和该两个螺旋弹簧4之间的接触表面面积的尺寸又没有显著变化，所以用于大电流传输的有效表面面积能够实质上总是保持相同。

Claims (10)

1.一种用于电流传输的系统，所述系统包括至少两个刚性导体(1、2)，其特征在于，所述两个导体(1、2)经由至少一个导电的、可变形的连接元件连接起来。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述连接元件包括螺旋弹簧(4)，所述螺旋弹簧(4)在其纵轴方向上形成为环形，并且所述螺旋弹簧(4)在预张力作用下夹持第一导体(1)的一部分。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述螺旋弹簧(4)在由所述导体形成的径向平面中至少与第二导体(2)接触。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述连接元件包括两个螺旋弹簧(4)，该两个螺旋弹簧(4)均在预张力作用下夹持所述第一导体(1)的一部分并且均在由相关的螺旋弹簧(4)形成的径向平面中与所述第二导体(2)接触。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述螺旋弹簧(4)在所有情形下均借助于接触元件压抵所述第二导体(2)。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述接触元件具有导电设计并且以导电方式与所述第一导体(1)连接。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二导体(2)具有开口(3)，所述第一导体(1)延伸过该开口(3)。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第二导体(2)中的开口(3)的尺寸比所述第一导体(1)的被接收于所述开口(3)中的部分的相应的外部尺寸大。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述开口(3)和所述第一导体(1)的被接收于所述开口中的部分的截面均为圆形，其中该两个圆形截面的直径量的差值在0.1mm和0.2mm之间。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一导体(1)为销状设计，所述第二导体(2)被设计为扁平组件。
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