CN108141088A - 连接件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于连接空心电导体和冷却介质管路的连接件，所述连接件包括：液压密封的具有空心内部空间的壳体(1)；在所述壳体(1)内的空心导体腔(2)用于容纳所述空心电导体；在所述壳体(1)内的冷却剂管路腔(3)用于容纳所述冷却介质管路；和电绝缘的分离元件(4)，并且所述分离元件(4)布置在所述冷却剂管路侧壳体部分(5)和所述空心导体侧壳体部分(6)之间，所述冷却剂管路侧壳体部分(5)和所述空心导体侧壳体部分(6)彼此间隔地构成，并具有冷却剂通道(7)，该冷却剂通道(7)提供内部空间的至少一部分。为了提供前述类型的能简单且容忍误差地制造的连接件，本发明建议分离元件(4)构造为球体。

Description

连接件
技术领域
本发明涉及一种用于连接空心电导体和冷却介质管路的连接件，其包括：液压密封的、具有空心内部空间的壳体；在壳体内的空心导体腔用于容纳空心电导体；在壳体内的冷却剂管路腔用于容纳冷却介质管路；电绝缘的分离元件，其中：内部空间以液压连接空心导体腔和冷却剂管路腔的方式构成；壳体包括冷却剂管路侧壳体部分和可与冷却剂管路侧壳体部分分离的空心导体侧壳体部分；分离元件布置在冷却剂管路侧壳体部分和空心导体侧壳体部分之间，冷却剂管路侧壳体部分和空心导体侧壳体部分彼此间隔地构成并且具有冷却剂通道，其中，冷却剂通道提供内部空间的至少一部分。
背景技术
空心电导体在本发明意义下是这样空心导体，其可用于冷却剂的液压引导并可用于电流的电引导。空心电导体尤其呈圆管状并且具有1.0mm至3.2mm范围内的外直径。
在空心电导体和冷却介质管路内流动的冷却剂由电绝缘流体构成，其中，流体是液体或气体。假如流体是气体，则关于液压的所有相关项由气压代替。这样，内部空间例如以气动连接空心导体腔和冷却剂管路腔的方式构成。
这种连接件由申请人的国际专利申请PCT/EP2015/057 400公开，其为本申请的在后公开现有技术。为了在压力非常大(例如超过100bar)和/或温度非常高(例如超过100℃)时持续密封这种连接件，需要极精准地组装这种连接件，这提高了制造成本和故障敏感度。
发明内容
因而本发明任务在于给出一种前述类型的连接件，其可简单且可容错地制造。
为了解决该任务，本发明建议一种前述类型的连接件，其中，分离元件被设计成球体。球体在组装本发明连接件时用于冷却剂管路侧壳体部分相对于空心导体侧壳体部分的自动定心，这具有显著优点。最迟在装配结束位置前不久，球体的几何形状促使冷却剂管路侧壳体部分相对于空心导体侧壳体部分精确取向。在结构方面排除了冷却剂管路侧壳体部分和空心导体侧壳体部分之间的错位，这种错位可能导致损失本发明连接件的密封性。因而本发明连接件可简单且可容错地制造，不会丧失功能性。此外，球体基于其几何形状优化耐压性。尤其是内部空间压力较高时所需的有利压力分布有助于避免材料疲劳的压力和/或张力峰值，这明显延长了本发明连接件的使用寿命。球体的冷却剂通道是贯穿腔，尤其是通孔。
在本发明一个特别有利的实施方式中，分离元件由陶瓷材料制成。陶瓷材料足够耐压、耐热和电绝缘。优选陶瓷材料是二氧化锆。在本发明一个替代实施方式中，分离元件由聚四氟乙烯(PTFE，)制成，其在压力和温度较小情况下是足够稳定的。
在本发明一个非常有利的实施方式中，连接件包括布置在空心导体腔内的导电接合件用于将空心电导体固定在空心导体侧壳体部分上，其中，接合件在接合件的球体侧端部处具有截球形或圆锥形凹部。接合件充当在通常是细丝的空心电导体和空心导体侧壳体部分之间的适配件。截球形凹部部分环绕球体，因而提供与球体的稳定连接。截球形或圆锥形凹部和球体关于其尺寸彼此协调一致，其中，球体直径在4mm至30mm范围内。直径优选等于8mm，10mm，12mm或15mm。
在本发明另一实施方式中，接合件在接合件的空心导体侧端部上包括收集盘，其中，收集盘具有两个或若干个孔用于容纳空心电导体。收集盘用于将两个或若干个空心电导体在液压和电气方面共同导入接合件。收集盘优选具有三个、六个、九个或更多个孔。在一个替代实施方式中，收集盘仅具有一个孔用于容纳空心电导体。在此情况下，收集盘是套筒。
在本发明一个进一步发展的实施方式中，接合件包括接触片，其中，接触片按照贯穿空心导体侧壳体部分的方式构成。接触片为接合件的空心电导体提供可从壳体之外接近的电接头。
在本发明一个极其有利的实施方式中，壳体具有两个或若干内部空间，其中，这些内部空间的第一内部空间和这些内部空间的、与第一内部空间不同的第二内部空间在壳体之内彼此液压分离。通过壳体内的两个或若干个内部空间，连接件以较大优点提供一装置，所述装置可以实现一个或若干具有入口和出口的电流回路和/或冷却回路。本发明连接件因而充当至电磁机器的电气和液压的中央连接装置，所述电磁机器包含以空心电导体卷绕的线圈。
在本发明第一特别实施方式中，第一内部空间与空心导体腔液压相连，第二内部空间与三个空心导体腔液压相连。这种配置例如在三相交流电流的星形连接中应用。在此，第一内部空间的空心导体腔是液压星形接点，其通过冷却介质入口被供应冷却剂。从星形接点出发，一个或若干空心电导体导入星形连接的三个臂。从每一个臂，各有一相(包括一个或若干空心电导体)液压返回至第二内部空间的三个空心导体腔中的一个，该第二内部空间与冷却介质出口相连。全部空心导体腔是彼此电绝缘的。
在本发明的一个替代第一特别实施方式的第二特别实施方式中，第一内部空间与两个空心导体腔液压相连，第二内部空间与两个空心导体腔液压相连。这种配置例如在三相交流电流的三角形连接中应用。第一内部空间的两个空心导体腔与冷却介质入口相连，其中，空心导体腔与一个或若干空心电导体相连，另一空心导体腔与一个或若干空心电导体相连。空心电导体被导入三角形连接的三个边。从每一个边，各有一相(包括一个或若干空心电导体)返回至第二内部空间(其与冷却介质出口相连)的两个空心导体腔，其中，一空心导体腔与若干空心电导体相连，另一空心导体腔与一个或若干空心电导体相连。相应其它空心导体腔彼此电连接。在其余情况，空心导体腔彼此电绝缘。
在本发明一个非常有利的实施方式中，冷却剂管路侧壳体部分和空心导体侧壳体部分利用碟形弹簧支撑的螺栓彼此相连。螺栓(尤其是钢制螺栓)可以实现持续且足够强地将两个壳体部分彼此压紧，以获得两个壳体部分之间的密封连接。螺栓拧紧力矩为大约6Nm。碟形弹簧补偿在壳体部分几何伸长方面的因温度导致的波动。
在本发明一个优选实施方式中，冷却剂管路侧壳体部分由铜制成，空心导体侧壳体部分由玻璃纤维增强的塑料制成。铜尤其是维氏硬度小于50且抗拉强度约200N/mm2的软铜。此外被证实最优的是，铜的热膨胀系数与大量陶瓷材料的热膨胀系数比例为2:1，以便关于宽泛的温度范围获得冷却剂管路侧壳体部分和球体之间的密封连接。玻璃纤维增强的塑料赋予空心导体侧壳体部分足够的机械稳定和电绝缘特性，从而排除各个空心导体腔之间的短路或电压击穿。
本发明连接件用于电磁机器，其包括利用至少一个空心电导体卷绕的至少一线圈。优选电磁机器是电动马达、发电机、变压器、扼流圈、变频器和蓄电池。因而通过相应布置，整套电气系统可以配备空心导体冷却，例如通过连接变频器、蓄电池等。
附图说明
在两个优选实施方式中结合附图示例性说明本发明，其中，其它有利细节可参见附图中的图示。
附图中的图示示出细节：
图1是根据本发明第一实施方式的连接件的截面图；
图2是根据本发明第二实施方式的连接件的截面图；和
图3是根据本发明第一或第二实施方式的连接件的另一截面图。
附图标记：
1、壳体 2、空心导体腔 3、冷却剂管路腔
4、分离元件 5、冷却剂管路侧壳体部分 6、空心导体侧壳体部分
7、冷却剂通道 8、接合件 9、凹部
10、收集盘 11、接触片 12、螺栓
具体实施方式
图1示出根据本发明第一实施方式的连接件的剖面图。第一实施方式应用在星形连接中。根据第一实施方式的连接件用于连接八个空心电导体和两个冷却介质管路，即，冷却介质入口和冷却介质出口。连接件包括：液体密封的、具有两个空心内部空间的壳体1；在壳体1内的四个空心导体腔2用于容纳空心电导体；在壳体1内的两个冷却剂管路腔3用于容纳冷却介质管路；以及四个电绝缘的分离元件4。壳体1包括冷却剂管路侧壳体部分5和可与冷却剂管路侧壳体部分5分离的空心导体侧壳体部分6。冷却剂管路侧壳体部分5由铜制成。空心导体侧壳体部分6由玻璃纤维强化的塑料制成。
各个分离元件4布置在冷却剂管路侧壳体部分5和空心导体侧壳体部分6之间，将冷却剂管路侧壳体部分5与空心导体侧壳体部分6彼此隔开，并且具有冷却剂通道7，其中，冷却剂通道7提供内部空间的一部分。根据本发明重要的是，各个分离元件4被设计成球体。该球体由陶瓷材料制成，即，由二氧化锆制成。此外，连接件包括四个布置在空心导体腔2内的导电接合件8，用于将空心电导体固定在空心导体侧壳体部分6。各个接合件8在相应接合件8的球体侧端部上具有球缺状凹部9，在其内容纳球体。替代地，凹部9是圆锥形。各个接合件8在相应接合件8的空心导体侧端部附加还包括收集盘10。作为入口内部空间之部分(图1左侧的内部空间)的接合件8的收集盘10具有两个或者也许若干孔用于容纳空心电导体。作为出口内部空间之部分(图1右侧的内部空间)的三个接合件8的各个收集盘10具有两个或者也许若干孔用于容纳空心电导体。这些空心导体与收集盘硬焊。收集盘与相应接合件8硬焊。入口内部空间的接合件8相对于出口内部空间的三个接合件8是在壳体1之内液压分离和电绝缘的。出口内部空间的三个接合件8在壳体1之内彼此液压相连和彼此电绝缘。冷却剂管路侧壳体部分5和空心导体侧壳体部分6利用十个碟形弹簧支撑的螺栓12彼此相连。
图2示出根据本发明的第二实施方式的连接件的截面图。第二实施方式应用在三角形连接中。根据第二实施方式的连接件与根据第一实施方式的连接件构造非常类似。然而四个接合件8在液压和电气方面是以不同方式连接的。两个靠外的接合件8的各个收集盘10具有两个或者也许若干孔用于容纳空心电导体。两个靠内的接合件8的各个收集盘10具有两个或者也许若干孔用于容纳空心电导体。两个靠内的接合件8彼此电连接。在其他情况，接合件8彼此电绝缘。入口内部空间与两个空心导体腔2液压相连。出口内部空间与两个空心导体腔2液压相连。入口内部空间(图2左侧的内部空间)的两个左侧显示的接合件8在壳体1之内彼此液压相连并且彼此电绝缘。出口内部空间(图2右侧的内部空间)的两个右侧显示的接合件8在壳体1之内彼此液压相连并且彼此电绝缘。两个靠内的接合件8属于不同的内部空间，然而彼此电连接。
图3示出根据本发明第一或第二实施方式的连接件的另一截面图。该截面相对于根据图1或图2的截面正交，并且使得入口内部空间的接合件8可见。入口内部空间的接合件8的凹部9的直径为15mm。入口内部空间的被构造为球体的分离元件4具有15mm的直径。接合件8包括接触片11，其中，接触片11按照贯穿空心导体侧壳体部分6的方式构成。接触片11具有孔，以实现与例如电缆或电缆接头的稳定连接。

Claims (11)

1.一种用于连接空心电导体和冷却介质管路的连接件，所述连接件包括：
液压密封的、具有空心内部空间的壳体(1)；
在所述壳体(1)内的空心导体腔(2)用于容纳所述空心电导体；
在所述壳体(1)内的冷却剂管路腔(3)用于容纳所述冷却介质管路；和
电绝缘的分离元件(4)，
其中：
所述内部空间按照液压连接所述空心导体腔(2)和所述冷却剂管路腔(3)的方式构成；
所述壳体(1)包括冷却剂管路侧壳体部分(5)和能够与所述冷却剂管路侧壳体部分(5)分离的空心导体侧壳体部分(6)；并且
所述分离元件(4)布置在所述冷却剂管路侧壳体部分(5)和所述空心导体侧壳体部分(6)之间，并且所述冷却剂管路侧壳体部分(5)和所述空心导体侧壳体部分(6)彼此间隔地构成，
其特征在于，
所述分离元件(4)被构造为具有冷却剂通道(7)的球体。
2.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述分离元件(4)由陶瓷材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的连接件，其特征在于，所述连接件包括布置在所述空心导体腔(2)内的导电接合件(8)用于将所述空心电导体固定在所述空心导体侧壳体部分(6)上，其中，所述接合件(8)在所述接合件(8)的球体侧端部上具有截球形或圆锥形凹部(9)。
4.根据权利要求3所述的连接件，其特征在于，所述接合件(8)在所述接合件(8)的空心导体侧端部上包括收集盘(10)，其中，所述收集盘(10)具有两个或若干孔用于容纳空心电导体。
5.根据权利要求3或4所述的连接件，其特征在于，所述接合件(8)包括接触片(11)，其中，所述接触片(11)按照贯穿所述空心导体侧壳体部分(6)的方式构成。
6.根据前述权利要求之一所述的连接件，其特征在于，所述壳体(1)具有两个或若干个内部空间，其中，这些内部空间的第一内部空间和这些内部空间的、与第一内部空间不同的第二内部空间在所述壳体(1)之内彼此液压分离。
7.根据权利要求6所述的连接件，其特征在于，所述第一内部空间与空心导体腔(2)液压相连，所述第二内部空间与三个空心导体腔(2)液压相连。
8.根据权利要求6所述的连接件，其特征在于，所述第一内部空间与两个空心导体腔(2)液压相连，所述第二内部空间与两个空心导体腔(2)液压相连。
9.根据前述权利要求之一所述的连接件，其特征在于，所述冷却剂管路侧壳体部分(5)和所述空心导体侧壳体部分(6)利用由碟形弹簧支撑的螺栓(12)彼此相连。
10.根据前述权利要求之一所述的连接件，其特征在于，所述冷却剂管路侧壳体部分(5)由铜制成。
11.根据前述权利要求之一所述的连接件，其特征在于，所述空心导体侧壳体部分(6)由玻璃纤维增强的塑料制成。
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