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Die
Erfindung betrifft eine Kabelanschlusseinrichtung für ein Leistungsmodul,
das ein Modulgehäuse
und in diesem mindestens ein Modulkontaktelement und ein dem mindestens
einen Modulkontaktelement zugeordnetes Durchgangsloch zum Durchstecken
eines Kabelkontaktelementes eines Anschlusskabels aufweist, wobei
an der Außenseite des
Modulgehäuses,
dem Durchgangsloch zugeordnet, ein Kabelfesthaltelement vorgesehen
ist.
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In
der Leistungselektronik werden Kabelanschlüsse üblicherweise im Inneren des
Leistungsmoduls oder in einem eigenen, dafür vorgesehenen Anschlusskasten
realisiert. Für
die Montage im Inneren des Leistungsmoduls ist es erforderlich,
dass das Modulgehäuse
vom Anwender geöffnet
wird. Das stellt unter dem Gesichtspunkt der Garantiegewährleistung
Probleme dar. Ein separater Anschlusskasten bedingt einen eigenen,
dafür vorgesehenen
Einbauraum mit eigener Öffnung.
Auch das stellt einen erheblichen Nachteil dar. Auch allgemein bekannte Leistungssteckkontakte
benötigen
infolge der notwendigen mechanischen Sicherung gegen ein Lösen des
Anschlusskabels eine Zugänglichkeit
zum Modulgehäuse.
Eine mechanische Sicherung des jeweiligen Anschlusskabels ist erforderlich,
um ein Loslösen
des Kabelkontaktelementes vom Modulkontaktelement zu verhindern.
Insbesondere bei Anschlusskabeln, die nicht nur eine Kabelseele
sondern außerdem
auch eine von der Kabelseele elektrisch isolierte Abschirmung besitzen,
ist ein Sicherungselement unverzichtbar. Hierbei ist beim Lösen des
Kabelkontaktelementes von dem zugehörigen Modulkontaktelement ein
Kurzschluss zwischen der Abschirmung und dem Kabelkontaktelement
und somit ein Kurzschluss mit der Kabelseele oftmals infolge einer
möglichen
Verschiebung zwischen der Kabelseele und dem Außenmantel schwierig zu verhindern.
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In
Kenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Kabelanschlusseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,
die einfach ausgebildet ist und die keinen eigenen Einbauraum benötigt, wobei
das Leistungsmodul von einem Kunden nicht geöffnet zu werden braucht, um
eine sichere, zuverlässige
elektrische Verbindung zwischen dem Kabelkontaktelement und dem
Modulkontaktelement zu verwirklichen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Kabelanschlusseinrichtung der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Kabelkontaktelement vom Kabelfesthaltelement durch ein
elektrisch isolierendes Abstandshalterelement beabstandet ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Kabelanschlusseinrichtung
dient also nicht das Kabelfesthalteelement primär zur Sicherung des an das
Leistungsmodul angeschlossenen Anschlusskabels gegen ein ungewolltes
Lösen seines
Kabelkontaktelementes von dem zugehörigen Modulkontaktelement,
sondern das elektrisch isolierende Abstandhalterelement. Das Kabelfesthalteelement
dient primär
dazu, eine Wasserdichtigkeit herzustellen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Kabelanschlusseinrichtung
wird das elektrisch isolierende Abstandshalterelement nach der mechanisch
festen Verbindung des Anschlusskabels mit dem Kabelkontaktelement
angebracht. Vorher wird an dem Anschlusskabel das Kabelfesthalteelement
angeordnet. Nach dem Einstecken des Kabelkontaktelementes in das
Modulgehäuse
wird das elektrisch isolierende Abstandshalterelement zwischen dem
Kabelkontaktelement und dem Kabelfesthalteelement eingeklemmt und
das Kabelkontaktelement mit dem im inneren des Leistungsmoduls vorgesehenen,
zugehörigen
Modulkontaktelement elektrisch verbunden. Abschließend wird
das Kabelfesthalteelement am Modulgehäuse fixiert.
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Erfindungsgemäß kann das
Kabelkontaktelement mit einer Kabelseele des Anschlusskabels form-
und kraftschlüssig
fest verbunden sein. Diese form- und
kraftschlüssige
feste Verbindung kann durch einen so genannten Crimp-Vorgang verwirklicht
sein, bei welchem das Kabelkontaktelement mit der Kabelseele des
Anschlusskabels elektrisch verbunden wird.
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Bei
der erfindungsgemäßen Kabelanschlusseinrichtung
kann das am Durchgangsloch des Montagegehäuses vorgesehene Kabelfesthalteelement von
einer Kabeleinführung
gebildet sein, die einen Crimp-Hülsenabschnitt
und einen am Modulgehäuse befestigbaren
Montageflansch aufweist. Dabei kann der Montageflansch in einem
mittleren Bereich des Crimp-Hülsenabschnittes
oder an einem Ende desselben vorgesehen sein. Der Montageflansch
ist mit Befestigungslöchern
ausgebildet, um den Montageflansch in der Nachbarschaft des zugehörigen Durchgangsloches
am Modulgehäuse
beispielsweise festschrauben zu können.
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Eine
andere Möglichkeit
besteht erfindungsgemäß darin,
dass das Kabelfesthalteelement ein Primärteil mit einem Außengewindeabschnitt
aufweist, und dass das im Modulgehäuse ausgebildete Durchgangsloch
mit einem dem Außengewindeabschnitt
des Primärteils
entsprechenden Innengewinde ausgebildet ist. Das Primärteil ist
mit seinem Außengewindeabschnitt
in das Innengewinde des Durchgangsloches einschraubbar. Zur Abdichtung des
Primärteils
in Bezug zum Modulgehäuse
kann am Primärteil
ein Dichtungsring vorgesehen sein.
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Bevorzugt
ist es, wenn das elektrisch isolierende Abstandshalterelement Außenabmessungen aufweist,
die geringfügig
kleiner sind als die lichten Querschnittsabmessungen des im Montagegehäuse ausgebildeten
Durchgangsloches, weil es dann möglich
ist, das mit dem Abstandshalterelement versehene Anschlusskabel
durch das entsprechende Durchgangsloch im Modulgehäuse hindurch
einzustecken und das Kabelkontaktelement mit dem zugehörigen, im
Leistungsmodul vorgesehenen Modulkontaktelement sicher und zuverlässig zu
verbinden. Anschließend
wird das Kabelfesthalteelement am Modulgehäuse befestigt, so dass es dann
nicht mehr möglich ist,
das Anschlusskabel aus dem Modulgehäuse herauszuziehen.
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Als
vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn bei der erfindungsgemäßen Kabelanschlusseinrichtung das
Abstandshalterelement von einer Hülse gebildet ist, die an ihrem
Vorderabschnitt mit federnden Rastfingern ausgebildet ist, die an
einem Widerlager des Kabelkontaktelementes anliegen, wobei die Hülse mit
ihrem rückseitigen
Ende am Kabelfesthalteelement anliegt. Das Widerlager des Kabelkontaktelementes
kann von einer umlaufenden Rinne oder einer umlaufenden Schulter
gebildet sein, die am Kabelkontaktelement ausgebildet ist. In der
Rinne kann ein Federring angeordnet sein.
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Das
rückseitige
Ende des hülsenartigen
Abstandshalterelementes kann an der Innenstirnseite des Außengewindeabschnittes
des Primärteiles
des Kabelfesthalteelementes anliegen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn
das rückseitige
Ende des hülsenartigen
Abstandselementes Außenabmessungen
besitzt, die an die Außenabmessungen
der ringförmigen
Innenstirnseite des Außengewindeabschnittes angepasst
bzw. geringfügig
kleiner als diese sind.
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Erfindungsgemäß kann das
Kabelfesthalteelement ein mit dem Primärteil verschraubbares Sekundärteil und
eine Klemmhülse
aufweisen, und für ein
Anschlusskabel vorgesehen sein, das eine von der zentralen Kabelseele
elektrisch isolierte Abschirmung und eine Außenisolierung aufweist. Bei
einer solchen Ausbildung bildet die Abschirmung des Anschlusskabels
eine geschlossene EMV-Abschirmung. Außerdem wird durch eine derartige
Ausbildung eine Zugentlastung des Anschlusskabels erreicht.
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Die
erfindungsgemäße Kabelanschlusseinrichtung
weist durch das elektrisch isolierende Abstandshalterelement zwischen
dem Kabelkontaktelement und dem Kabelfesthalteelement die Vorteile auf,
dass eine mechanische Sicherung der Steckverbindung zwischen dem
Modulkontaktelement und dem zugehörigen Kabelkontaktelement bewirkt
wird, dass Isolations-Kriechstrecken
auch unter Schock- und Vibrationsbelastungen und bei Bewegungen
am Anschlusskabel sichergestellt werden, und dass bei der Ausbildung
des Abstandshalterelementes mit federnden Rastfingern die Montage
auch nach einem Crimpprozess ermöglicht
wird, mittels welchem die Kabelseele mit dem Kabelkontaktelement
fest verbunden wird.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines in der Zeichnung verdeutlichten Ausführungsbeispieles
der erfindungsgemäßen Kabelanschlusseinrichtung.
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Es
zeigen:
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1 perspektivisch
eine Ausbildung der Kabelanschlusseinrichtung in Kombination mit
einem abschnittweise gezeichneten Modulgehäuse eines Leistungsmoduls,
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Ausbildung eines Kabelfesthalteelementes
sowie eines abgeschnitten gezeichneten Anschlusskabels, und
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3 perspektivisch
eine der 2 prinzipiell ähnliche
Ausbildung des Kabelfesthalteelementes in einer Längsschnittdarstellung.
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1 zeigt
eine Ausbildung der Kabelanschlusseinrichtung 10 für ein Leistungsmodul 12,
von welchem das Modulgehäuse 14 abschnittweise
gezeichnet ist. Das Modulgehäuse 14 ist
mit Durchgangslöchern 16 ausgebildet.
Die Durchgangslöcher 16 sind
als Gewindelöcher,
d. h. mit einem Innengewinde 18, ausgebildet.
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Mit
der Bezugsziffer 20 ist ein Modulkontaktelement bezeichnet,
das als Kontaktstift ausgebildet ist, der mit einem abschnittweise
gezeichneten Lastanschluss 22 des Leistungsmoduls 12 verschraubt und
somit elektrisch leitend fest verbunden ist.
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Das
Modulkontaktelement 20 ist mit einem hülsenartigen Kabelkontaktelement 24 kontaktiert,
d. h. elektrisch leitend verbunden, das mit einer zentralen Kabelseele 26 eines
abschnittweise gezeichnete Anschlusskabels 28 mechanisch
fest, elektrisch leitend verbunden ist. Bei dieser Verbindung kann
es sich um eine Crimp-Verbindung handeln.
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An
der Außenseite 30 des
Modulgehäuses 14 ist
dem jeweiligen Durchgangsloch 16 zugeordnet ein Kabelfesthalteelement 32 vorgesehen.
Das Kabelfesthalteelement 32 weist ein Primärteil 34 und
ein Sekundärteil 36 und
in seinem Inneren eine (nicht gezeichnete) Klemmhülse auf.
Das Primärteil 34 weist einen
Außengewindeabschnitt 38 auf,
mit welchem das Primärteil 34 in
das mit dem Innengewinde 18 ausgebildete Durchgangsloch 16 eingeschraubt
ist. Zum Einschrauben des Primärteiles 34 ist
dieses mit einem Sechskantbund 40 definierter Schlüsselweite ausgebildet.
Dem Außengewindeabschnitt 38 liegt auf
der in Bezug zum Sechskantbund 40 abgewandten Außenseite
ein zweiter Außengewindeabschnitt 38 gegenüber, der
zum Aufschrauben des Sekundärteiles 34 vorgesehen
ist. Nach dem Aufschrauben des Sekundärteiles 36, wozu der
Sechskantbund 42 des Sekundärteiles 36 dient,
wird im Inneren des Kabelfesthalteelementes 32 eine von
der Kabelseele 26 elektrisch isolierte (nicht gezeichnete)
Abschirmung des Anschlusskabels 28 über das Kabelfesthalteelement 32,
das aus Metall besteht, mit dem Modulgehäuse 14 elektrisch
leitend verbunden.
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Um
ein ungewolltes Loslösen
des Kabelkontaktelementes 24 von dem Modulkontaktelement 20 im
zusammengebauten Zustand der Kabelanschlusseinrichtung 10 sicher
zu verhindern, weist die Kabelanschlusseinrichtung 10 zwischen
dem Kabelkontaktelement 24 und dem Kabelfesthalteelement 32 ein elektrisch
isolierendes Abstandshalterelement 44 auf. Das Abstandshalterelement 44 besitzt
Außenabmessungen,
die geringfügig
kleiner sind als die lichten Querschnittsabmessungen des jeweiligen
im Montagegehäuse 14 ausgebildeten
Durchgangsloches 16, so dass es problemlos möglich ist,
das mit dem Abstandselement 44 versehene Anschlusskabel 28 in
das jeweilige Durchgangsloch 16 einzustecken, um das hülsenartige
Kabelkontaktelement 24 mit dem stiftartigen Modulkontaktelement 20 zu
verbinden. Anschließend
wird das Primärteil 34 des
am Anschlusskabel 28 angeordneten Kabelfesthalteelementes 32 mit
seinem Außengewindeabschnitt 38 in das
Innengewinde 18 des Durchgangsloches 16 eingeschraubt,
wobei ein am Primärteil 34 vorgesehenes
Dichtungselement 46, das von einer Ringdichtung gebildet
ist, eine Abdichtung des Modulgehäuses 14 bewirkt. Anschließend wird
das Sekundärteil 36 mit
dem Primärteil 34 in
an sich bekannter Weise verschraubt, um eine Abzug-Sicherung zu
bewirken.
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Das
elektrisch isolierende Abstandshalterelement 44 ist von
einer Hülse 48 gebildet,
die an ihrem Vorderabschnitt mit federnden Rastfingern 50 ausgebildet
ist, die an einem von einer umlaufenden Schulter gebildeten Widerlager 52 anliegen.
Mit ihrem rückseitigen
Ende 54 liegt die Hülse 48 am
Abstandshalterelement 44, d. h. an der ringförmigen Innenstirnseite 56 des
Primärteiles 34 des
Kabelfesthalteelementes 32 an. Das elektrisch isolierende
Abstandshalterelement 44 verhindert folglich ein ungewolltes Verschieben
des Kabelkontaktelementes 24 in Bezug zum Modulkontaktelement 20,
d. h. ein ungewolltes Lösen
dieser Kontaktverbindung.
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Ist
das Anschlusskabel 28 nicht nur mit einer zentralen Kabelseele 26 sondern
außerdem
auch mit einer Abschirmung versehen, die mit dem Kabelfesthalteelement 32 und
somit mit dem Modulgehäuse 14 elektrisch
leitend verbunden ist, so verhindert das elektrisch isolierende
Abstandshalterelement 44 außerdem auch einen Kurzschluss
zwischen der Abschirmung und dem Kabelkontaktelement 24,
weil dieses an einer Verschiebung zur Abschirmung hin durch das
elektrisch isolierte Abstandshalterelement 44 gehindert
wird.
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Das
Widerlager 52 des Kabelkontaktelementes 24 für das elektrisch
isolierende Abstandshalterelement 44 kann beispielsweise
auch von einer umlaufenden Nut gebildet sein, in welche die federnden Rastfinger 50 hinein
stehen. Noch eine andere Möglichkeit
besteht beispielsweise darin, dass das Widerlager 52 von
einem einseitig offenen Federring gebildet ist, der in die im Kabelkontaktelement 24 ausgebildete
umlaufende Nut eingerastet ist.
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2 verdeutlich
perspektivisch einen Abschnitt eines Anschlusskabels 28 mit
einer Kabelseele 26, einer Abschirmung 58, welche
die Kabelseele 26 umschließt und von dieser elektrisch
isoliert ist. Eine Außenisolation 60 umschließt die Abschirmung 58 des
Anschlusskabels 28.
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Das
Anschlusskabel 28 erstreckt sich durch ein Kabelfesthalteelement 32,
das einen Crimp-Hülsenabschnitt 62 und
einen an einem Modulgehäuse 14 (siehe 1)
befestigbaren Montageflansch 64 aufweist. Bei der Ausbildung
gemäß 2 ist
der Montageflansch 64 an einem Ende des Crimp-Hülsenabschnittes 62 vorgesehen.
Demgegenüber
verdeutlicht die 3 eine Ausbildung des Kabelfesthalteelementes 32,
bei welchem der Montageflansch 64 in einem mittleren Bereich
des Crimp-Hülsenabschnittes 62 vorgesehen
ist. Der Montageflansch 64 ist mit einer umlaufenden Rinne 66 ausgebildet,
die für
ein (nicht gezeichnetes) Dichtungselement vorgesehen ist, das zwischen
dem Kabelfesthalteelement 32 und einem Modulgehäuse eine
Abdichtung herstellt.
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- 10
- Kabelanschlusseinrichtung
(für 12)
- 12
- Leistungsmodul
- 14
- Modulgehäuse (von 12)
- 16
- Durchgangslöcher (in 14)
- 18
- Innengewinde
(von 16)
- 20
- Modulkontaktelement
(für 22)
- 22
- Lastanschlusselement
(von 12)
- 24
- Kabelkontaktelement
(von 28 an 26)
- 26
- Kabelseele
(von 28)
- 28
- Anschlusskabel
(für 12)
- 30
- Außenseite
(von 14)
- 32
- Kabelfesthalteelement
(an 28)
- 34
- Primärteil (von 32)
- 36
- Sekundärteil (von 32)
- 38
- Außengewindeabschnitt
(von 34 für 18)
- 40
- Sechskantbund
(von 34)
- 42
- Sechskantbund
(von 36)
- 44
- elektrisch
isolierendes Abstandshalterelement (zwischen 24 und 32)
- 46
- Dichtungselement
(an 34)
- 48
- Hülse (von 44)
- 50
- federnde
Rastfinger (von 48)
- 52
- Widerlager
(an 48 für 50)
- 54
- rückseitiges
Ende (von 48)
- 56
- ringförmige Innenstirnseite
(von 34)
- 58
- Abschirmung
(von 28)
- 60
- Außenisolation
(von 28)
- 62
- Crimp-Hülsenabschnitt
(von 32)
- 64
- Montageflansch
(an 62)
- 66
- umlaufende
Rinne (in 64 für 46)