CN107852066A - 用于电设备的、特别是用于驱动机动车所用的电机的功率接口 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于电设备的、特别是用于驱动机动车所用的电机的功率接口(10)。功率接口(10)包括罩壳元件(12)，其形成设备罩壳或构造成用于封闭设备罩壳的通孔，并且此外包括至少一个穿过罩壳元件(12)的导体(14、16、18)，其具有设置成用于布置在设备罩壳之内的内侧区段(14a、16a、18a)、构造成用于使电设备与外部能量源相连接的外侧区段(14b、16b、18b)以及嵌入罩壳元件(12)中的区段(14c、16c、18c)，其中，在嵌入的区段处在导体(14、16、18)和罩壳元件(12)之间布置密封元件(14d、16d、18d)。提出，密封元件(14d、16d、18d)构造为护罩，其制造在导体(14、16、18)处，并且其中，密封元件(14d、16d、18d)至少在导体(14、16、18)的内侧区段(14a、16a、18a)和/或外侧区段(14b、16b、18b)的一部分上延伸，并且基本上密封地将其包围。

Description

用于电设备的、特别是用于驱动机动车所用的电机的功率 接口

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于电设备的、特别是用于驱动机动车所用的电机的功率接口。

背景技术

例如通过文献DE 10 2004 030 810 B4已经公知这种类型的功率接口，其中，利用塑料注塑包封多个用于构造罩壳元件的连接导体。为了产生密封部，在注塑包封连接导体之前，分别例如借助于注塑过程将由聚苯硫醚(PPS)制成的环形密封元件附着在连接导体的定向凹处中或者固定在此处。由此，密封元件完全被嵌入连接导体和罩壳元件之间并且可通过其弹性消除在连接导体和罩壳元件之间的间隙。

发明内容

本发明提出的目标是，进一步改善开头所述类型的功率接口，从而即使在与运行相关的振动和温度交变负载的影响下，也持续地保证组件相对于流体介质渗入的密封性。

该目标通过具有权利要求1的特征部分的特征的这种类型的功率接口实现。

由从属权利要求以及以下附图描述中可得到本发明的有利的设计方案和改进方案。

根据本发明，提出一种用于电设备的、特别是用于驱动机动车所用的电机的功率接口，其首先包括罩壳元件。在此，罩壳元件形成电设备的设备罩壳或构造成用于封闭设备罩壳的通孔。功率接口此外包括至少一个穿过罩壳元件的导体，其具有设置成用于布置在设备罩壳之内的内侧区段、构造成用于使电设备与外部能量源相连接的外侧区段以及嵌入罩壳元件中的区段，其中，在嵌入的区段处在导体和罩壳元件之间布置密封元件。提出，密封元件构造为护罩，其制造在导体处，并且其中，密封元件至少也在内侧区段和/或外侧区段的一部分上延伸，即，在位于罩壳元件之外的导体区段处延伸，并且基本上密封地将其包围。

相应地，设置的密封元件可基本上从外侧区段越过嵌入的区段直至延伸到内侧区段。与此无关地，密封元件特别是不可松开地布置或构造在导体和罩壳元件之间。所提出的密封元件的构造方案的优点在于，密封元件与导体的有效密封面被增大直至位于罩壳之外的区域中，由此，通过导体的直接表面显著延长了相对于湿气渗入到设备内部中的漏电距离。同时，由此也增大了在密封元件的外表面和罩壳元件的内表面之间的接触面，从而该边界面在其整体上更不易形成贯穿裂纹。

在制造功率接口时，可在一个过程步骤中首先将密封元件布置在导体处或者施加或制造在导体上，并且在另一过程步骤中，导体和密封元件嵌入或布置在罩壳材料中，使得密封元件至少在导体的内侧区段和/或外侧区段的一部分上延伸并且密封地将其包围。

所述的过程步骤例如可在二级的注塑方法中实现、特别是塑料注塑方法中实现，其中，首先，导体至少在部分区域中被塑料包围，并且以这种方式例如在第一注塑模具中产生预注塑件，并且其中，该预注塑件在第一或第二模具中用同一种或另一种塑料注塑包封以形成罩壳元件。对于两个过程步骤来说，作为材料可使用塑料、特别是可注塑的热塑性材料，例如聚苯硫醚(PPS)，其必要时可利用另一阶段、特别是利用玻璃纤维加强。由此，罩壳元件可根据该方法注塑或模制到密封元件处。

替代地，除了制造预注塑件，也可通过导体的涂覆、例如通过粉末涂覆或类似方式产生密封元件或护罩。另一可能性是将油漆覆面或防水层施加到导体上。原则上，密封元件此外也可通过树脂、弹性体、例如通过硅或热塑性的弹性体或通过热固性塑料制成。作为其他替代的制造方法，结合相应对此合适的材料，也可使用压铸或挤压方法。

根据一有利的实施方式，导体的内侧区段可具有内部的联接区域和/或外侧区段可具有外部的联接区域，其中，基本上仅仅相应的联接区域保持没有密封元件。

由于功率接口的一个或多个导体设置成用于引导电压和承载电流，证实为合理的是，密封元件由电绝缘材料制成，并且特别是在导体的内侧区段处的密封元件构造为导体的电绝缘护罩。以这种方式，特别是可在更高的电压时提高功率接口的击穿强度和绝缘质量。由此，布置在罩壳元件之外的导体区段以更小的相对于构件或导体的距离以与其不同的电势被引导，并且整个组件实施成节省结构空间的。

在材料选择方面有利的是，在具体的应用方面，例如在机动车的发动机舱中的应用，罩壳和至少一个密封元件由可承受在此存在的温度的且绝缘固定的可注塑的热塑性或热固性材料制成。

更加有利地，密封元件的从罩壳元件中伸出的区域可实施成柔韧的，从而可补偿在装配时、在运行中或在温度交变负载时出现的静态的或时间上变化的、功率接口相对于内部区段的联接区域的错位。在此，概念“柔韧的”应表达为，密封元件可在一定的极限之内跟随被包围的导体的相对运动。在使用塑料时，例如可通过壁厚建模或通过相应的材料选择实现期望的柔韧性。用于护罩的常用的壁厚可约为0.5至约3mm并且由此在以上解释的思想中是柔韧的。

可选地，导体可构造成多件式、即至少两件式。在此，导体可具有内侧的导体元件和外侧的导体元件，其通过彼此的连接区域相互连接，并且其中，连接区域位于导体的嵌入的区段中。以这种方式，具有内部的联接区域的内侧区段通过内侧的导体元件形成，并且具有外部的联接区域的外侧区段通过外侧的导体元件形成。导体元件可在其几何形状中根据相应的联接区域和在此实现的连接形式设计。导体元件的彼此的连接区域可构造成材料连接的、形状配合连接的或传力连接的。

本发明的一改进方案设置成，以上解释的功率接口构造成具有多个彼此间隔开的导体，并且在此，分别两个导体的密封元件借助于桥接区段在材料方面相互连接。桥接区段优选地可布置在罩壳元件之内并且被形成罩壳元件的塑料以形状配合连接的方式包围并且穿过在此设置的凹部。

同样，为了彼此锚定，罩壳元件和在导体处延伸的密封元件也可相互形成接合到彼此中的形状配合轮廓和形状配合连接区域。为此，在密封元件处可设置凹处、例如呈环绕的槽、凹口或突出部的形式，其被形成罩壳元件的材料填充或被其包围。

在另一方面，罩壳元件可在其外表面处具有用于密封元件贴靠的密封面，其设置成用于与设备罩壳的通孔共同作用。在又一方面，导体的未被以上解释的密封元件覆盖的内侧区段或外侧区段与另一密封元件共同作用，例如与呈环形密封件形式的插入密封件共同作用。

附图说明

以下根据在附图中示出的实施方式示例性地解释本发明。

其中：

图1以立体图示出了用于电机的功率接口，其具有罩壳元件和多个穿过罩壳元件的、具有密封元件的导体；

图2示出了由根据图1的三个导体和从属的密封元件形成的预制的结构单元的立体图，该结构单元示出了图1的功率接口的制造阶段；

图3示出了在图1中示出的功率接口的剖视图；

图4示出了图1的功率接口的另一剖视图。

在所有附图方面，相同的对象、功能单元或相似的部件以相同的附图标记表示。此外，概括性的附图标记用于多次在一个实施例中或图示中出现的、但在一个或多个特征方面共同地描述的部件或对象。利用共同的或概括性的附图标记描述的部件或对象可在单个的、多个或所有特征方面、例如其尺寸方面实施成相同的，然而如有必要也可实施成不同的，只要描述中没有另外说明或暗示。为了避免重复，在不同的实施例中省去了反复描述相同的对象、功能单元或相似的部件，并且就此而言仅仅描述实施例的区别。

具体实施方式

附图示出了用于在此未示出的驱动机动车所用的电机的功率接口10，特别是用于三相交流电机的功率接口，该三相交流电机可通过三个接口借助于逆变器与外部能量源，例如发电机和/或行驶蓄电池相连接。由此，电机可为电动车或混合动力车的组成部分并且产生约100kW数量级的且超出该数量级直至约150kW的机械功率，其中，电压可为几百伏，特别优选地约在300-500V之间。

功率接口10首先包括由热塑性塑料、特别是以注塑方法制成的罩壳元件12，其构造成封闭在此未示出的设备罩壳的通孔。为了联接交流电机，罩壳元件12被多个彼此间隔开的导体、在此三个导体14、16、18穿过。这些导体14、16、18中的每一个都具有设置成用于布置在电机的罩壳之内的内侧区段14a、16a、18a和构造成用于使电机与外部能量源相连接的外侧区段14b、16b、18b。每个导体的嵌入在罩壳元件12中的区段14c、16c、18c位于内侧区段和外侧区段之间。即，内侧区段14a、16a、18a和外侧区段14b、16b、18b分别位于罩壳元件12之外、确切地说不完全被罩壳材料包围并且可自由接近以用于连接。

在图2中可看出，每个导体14、16、18构造成多件式的、在此特别是构造成两件式的并且具有内侧的导体元件141、161、181和外侧的导体元件142、162、182，其分别通过彼此的连接区域143、163、183相互连接。

内侧的导体元件141、161、181制成冲裁和弯曲的带状导体、特别是由铜板制成，并且分别在其自由的端侧处具有通孔形式的内部的联接区域141a、161a、181a以用于建立与在此未示出的交流电机的定子接线组件的螺纹连接，可利用定子接线组件为定子绕组供电。

在导体元件141、161、181的另一端侧处，构造有容纳孔形式的连接件141b、161b、181b，由其容纳外侧的导体元件142、162、182的实施成销的连接件142a、162a、182a。外侧的导体元件142、162、182由铜制成套管的形式，构造成具有在彼此的连接区域143、163、183的方向上延伸的中央凹口，特别是具有螺纹孔和接触面，其定义用于借助于螺栓固定外联接缆线的外联接区域142b、162b、182b。在此，彼此的连接区域143、163、183实施成压连接，然而其中，也可设想其他连接方式，例如钎焊或熔焊连接、铆接或螺纹连接或相似的，作为附加的或单独的连接。为了不可相对旋转地固定在罩壳元件12的塑料基质中，套管构造成具有与圆形的几何形状不同的横截面并且特别是在构造平的面的情况下构成。

特别是在图2中还可看到，设置在功率接口10处的多个导体14、16、18彼此间隔开，其中，其内部的联接区域141a、161a、181a沿着第一方向A延伸，并且其中，特别是带状导体利用其内部的联接区域141a、161a、181a布置在共同的接触平面中。导体元件141、161、181；142、162、182构造为，其连接件141b、161b、181b、也就是说容纳孔位于共同的连接平面中并且在第二方向B上延伸，第二方向B与上述方向不同并且特别是相对于上述方向旋转了90°。

连接区域143、163、183在根据图1、图3、图4的最终状态中位于导体14、16、18的嵌入的区段14c、16c、18c中、即在罩壳元件12之内。由此图2示出了在构造罩壳元件12之前的中间状态。

内侧的导体元件141、161、181此外分别具有由塑料制成的护罩，其一方面表示在导体14、16、18和罩壳元件12之间的密封元件14d、16d、18d，并且另一方面同时用作电绝缘套。如特别可在图3中看出的那样，护罩或密封元件16d从在此可见的导体16、确切地说内侧的导体元件161的嵌入的区段16c延伸到在罩壳元件12之外很远的区域中。导体元件161被护罩16d密封地包围，其中，基本上仅仅联接区域161a没有护罩16d，这可在其他图中看出。

护罩14d、16d、18d由热塑性塑料、特别是由利用玻璃纤维加强的聚苯硫醚制成，在此借助于注塑方法由PPS-GF40制成。在此，所有预制的导体14、16、18都在一个模具中被塑料包封，其中，其密封元件14d、16d、18d或护罩分别成对地借助于桥接区段20在材料方面相互连接。以这种方式，可作为中间产物产生预制的结构单元22，其在另一加工步骤中可被插入下一模具中并且为了形成罩壳元件12被同一种或另一种塑料包封。上述加工步骤也可仅仅在一个模具中进行或利用一个模具实现。

如可在图4中看出的那样，在最终构件处、也就是说功率接口10处，桥接区段20的一部分被形成罩壳元件12的塑料注塑包封或周围注塑并且被其包围，其中，罩壳元件12和密封元件14d、16d、18d在此处并且同样在桥接区段20之外相互形成接合到彼此中的形状配合轮廓或形状配合连接区域24，并且由此相互持续地相对于彼此固定。同样，参考图4，在导体14、16、18处实施凹口26和突出部28，其在产生密封元件14d、16d、18d或护罩时被塑料填充或被塑料包围。

护罩14d、16d、18d基本上密封地贴靠在导体14、16、18处和罩壳元件12处，并且具有约0.5-约3mm的厚度，由此，密封元件14d、16d、18d的从罩壳元件12中伸出的区域相对于装配和在运行中出现的导体14、16、18相对于与其相连接的且相对于其固定的元件的相对运动在一定方面是柔韧的，也就是说，实施成弹性的或必要时至少部分地可塑性变形。

根据图1、图3、图4的图示，罩壳元件12在包围内侧的导体元件141、161、181的突出部30处具有用于贴靠环形的密封元件32的密封面30a，密封元件32设置成用于与设备罩壳的通孔共同作用。此外，根据图2、图3，在外侧的导体元件142、162、182处分别设置呈具有环形密封件142d、162d、182d的环形槽的形式的密封面组件142c、162c、182c，以从这一侧防止湿气进入在此可能存在的相对于罩壳元件12的间隙中并且防止油通过。

附图标记列表

10 功率接口

12 罩壳元件

14、16、18 导体

14a、16a、18a 内侧区段

14b、16b、18b 外侧区段

14c、16c、18c 嵌入的区段

14d、16d、18d 护罩、密封元件

141、161、181 内侧的导体元件

141a、161a、181a 内部的联接区域

141b、161b、181b 连接件、容纳孔

142、162、182 外侧的导体元件

142a、162a、182a 连接件、销

142b、162b、182b 外部的联接区域

142c、162c、182c 密封面组件

142d、162d、182d 环形密封件

143、163、183 连接区域

20 桥接区段

22 结构单元

24 形状配合连接区域

26 凹口

28 突出部

30 突出部

30a 密封面

32 密封元件

A 第一方向

B 第二方向

Claims (8)

1.一种用于电设备的、特别是用于驱动机动车所用的电机的功率接口10，该功率接口包括

-罩壳元件12，其形成设备罩壳或构造成用于封闭所述设备罩壳的通孔，

-至少一个穿过所述罩壳元件12的导体14、16、18，所述导体具有设置成用于布置在设备罩壳之内的内侧区段14a、16a、18a、具有构造成用于使所述电设备与外部能量源相连接的外侧区段14b、16b、18b以及具有嵌入所述罩壳元件12中的区段14c、16c、18c，

-其中，在所述嵌入的区段14c、16c、18c处在所述导体14、16、18与所述罩壳元件12之间布置密封元件14d、16d、18d，

其特征在于，所述密封元件14d、16d、18d构造为护罩，该护罩制造在所述导体14、16、18处，并且其中，所述密封元件14d、16d、18d至少在所述导体14、16、18的内侧区段14a、16a、18a和/或外侧区段14b、16b、18b的一部分上延伸，并且基本上密封地将其包围。

2.根据权利要求1所述的功率接口，其特征在于，所述内侧区段14a、16a、18a具有内部的联接区域141a、161a、181a和/或所述外侧区段14b、16b、18b具有外部的联接区域142b、162b、182b，其中，基本上仅仅相应的联接区域保持没有所述密封元件14d、16d、18d。

3.根据权利要求1或2所述的功率接口，其特征在于，所述密封元件14d、16d、18d由电绝缘材料制成，并且形成所述导体14、16、18的电绝缘护罩。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的功率接口，其特征在于，所述密封元件14d、16d、18d的从所述罩壳元件12中伸出的区域实施为柔韧的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的功率接口，其特征在于，所述至少一个导体14、16、18具有内侧的导体元件141、161、181和外侧的导体元件142、162、182，其中，所述导体元件141、142；161、162；181、182分别通过彼此的连接区域143、163、183相互连接，并且其中，所述连接区域143、163、183位于所述导体14、16、18的嵌入的区段中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的功率接口，其特征在于，设置多个彼此间隔开的导体14、16、18，其中，其密封元件14d、16d、18d借助于桥接区段20相互材料连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的功率接口，其特征在于，所述密封元件14d、16d、18d和/或所述罩壳元件12为塑料件、特别地为塑料注塑件。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的功率接口，其特征在于，所述罩壳元件12和所述密封元件14d、16d、18d相互形成接合到彼此中的形状配合连接区域24。