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Die
Erfindung betrifft eine Kabelverbindungseinrichtung für
den 3-Phasenanschluss eines Elektromotors an einem Hybridfahrzeug
mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere im Parallelhybrid, bei dem
der Elektromotor zwischen dem Verbrennungsmotor und der Kupplung
und dem Getriebe angeordnet ist und vorzugsweise einen innen liegenden
(Motor-)Stator und einen außen liegenden (Motor-)Rotor hat.
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Bei
einem in einem Hybridfahrzeug eingesetzten Elektromotor sind der
Stator und der Rotor in einem (Motor-)Gehäuse angeordnet,
und es sind die 3-Phasenanschlüsse der Statorwicklungen
U, V, W außerhalb des Gehäuses mit Stromzuführungskabeln
verbunden. Dazu sind aus der
DE 101 49 676 A1 und der
US 2007/0080592 A1 ,
die jeweils einen Elektromotor mit einem in einem gehäusefest
angeordneten Stator befindlichen Rotor zum Gegenstand haben, Kabelverbindungseinrichtungen
bekannt.
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Die
in der
DE 101 49 676
A1 beschriebene Kabelverbindungseinrichtung besteht in
einem am Umfang des zylindrischen Gehäuses des Elektromotors
angeordneten Anschlusskasten, der mit dem Gehäuseinneren
durch eine in der Gehäusewandung in radialer Richtung angeordnete Öffnung
verbunden ist, durch die die 3-Phasenanschlüsse U, V, W
der Statorwicklungen in den Anschlusskasten geführt und
mit einem Formteil bzw. einer Vergussmasse gegenüber der Öffnung
abgedichtet und festgelegt sind. Dabei sind die als Schraubverbindungselemente ausgebildeten
3-Phasenanschlüsse U, V, W auf der der Gehäusewandung
und damit auch der Öffnung abgewandten Seite außerhalb
der Vergussmasse im Innern des mit einem Deckel verschließbaren
Anschlusskastens zugänglich. In einer getriebeseitigen Anschlussgehäusewandung,
die parallel zu einer Querschnittsebene des zylindrischen (Motor-)Gehäuses
liegt, sind im Abstand der 3-Phasenanschlüsse parallel
zur Gehäuseachse parallele Durchgangsöffnungen
für Stromzuführungskabel U, V, W ausgebildet,
die in achsparalleler Ausrichtung mit den in radialer Richtung festgelegten
3-Phasenanschlüssen U, V, W korrespondieren. Durch diese
Durchgangsöffnungen sind die Stromzuführungskabel
U, V, W in achsparalleler Ausrichtung in das Anschlussgehäuse geführt
und jeweils vermittels einer endseitig an diesen ausgebildeten plattenförmigen
Anschlussfahne rechtwinklig zu dem entsprechenden Phasenanschluss
vermittels eines Befestigungselementes elektrisch und mechanisch
fest, jedoch lösbar, verbunden.
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Bei
der in der
US
2007/0080592 A1 beschriebenen Kabelverbindungseinrichtung
sind die 3-Phasenanschlüsse der Statorwicklungen U, V,
W, die am Statorumfang angeordnet sind, jeweils mit einer Stromschiene
verbunden, die in einem am äußeren Umfang des
Gehäuses angeformten Anschlussgehäuse in radial-tangentialer
Anordnung festgelegt ist. Auf der den 3-Phasenanschlüssen
abgewandten Seite münden die Stromschienen UVW an Verbindungselementen,
die in einer getriebeseitigen Anschlussgehäusewandung angeordnet
und die an der Außenseite dieser Wandung mit Stromzuführungskabeln
U, V, W lösbar verbunden sind, wobei die Anschlussgehäusewandung
parallel zu einer Querschnittsebene des zylindrischen (Motor-)Gehäuses liegt
und die Stromzuführungskabel U, V, W in axialer Richtung
dieser Wandung zugeführt sind. Das Innere des mit einem
Deckel verschließbaren Anschlussgehäuses ist über
eine radial in der (Motor-)Gehäusewandung angeordnete Öffnung
mit dem (Elektro-)Motorinnenraum verbunden. Eine Abdichtung ist nicht
vorgesehen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Kabelverbindungseinrichtung für
den 3-Phasenanschluss eines Elektromotors an einem Hybridfahrzeug
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart zu gestalten, dass die
getriebeseitigen Anschlusselemente (Schnittstelle) für
die Stromzuführungskabel in axialer Richtung am Getriebegehäuse
abgestützt und gegenüber diesem abgedichtet sind.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Kabelverbindungseinrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
aufgeführt.
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Die
Erfindung betrifft eine Kabelverbindungseinrichtung, bei der die
am Umfang eines Elektromotors zu 3-Phasenanschlüssen (U,
V, W) zusammengefassten Statorwicklungen jeweils mit einer in ein Anschlussgehäuse
geführten Stromschiene verbunden und diese an ein Anschlusselement
(U, V, W) für die Stromversorgung des Elektromotors angeschlossen
ist, das jeweils an der Außenseite einer getriebeseitigen
Anschlussgehäusewandung mit Stromzuführungskabeln
(U, V, W) verbunden ist. Die Erfindung besteht nun darin, dass der
Elektromotor vom Getriebegehäuse der Antriebseinrichtung
aufgenommen und das Anschlussgehäuse am Umfang des Getriebegehäuses
angeordnet ist, wobei die Öffnung des Anschlussgehäuses
neben der motorseitigen Getriebegehäuseöffnung,
vorzugsweise in der Ebene der Stirnfläche des Getriebegehäuses,
liegt. Dabei ist in der der (Anschlussgehäuse-)Öffnung
gegenüberliegend ausgebildeten, getriebeseitigen Anschlussgehäusewandung
eine Ausnehmung für die Anschlusselemente (U, V, W) ausgebildet.
Diese können vorteilhaft in einem eine Anschlussleiste
aufweisenden und mit dem Elektromotor verbundenen Anschlussblock
gehaltert und verbrennungsmotorseitig, also auf der der Anschlussleiste
abgewandten Seite des Anschlussblockes, an die Stromschienen (U,
V; W) angeschlossen sein. Zudem kann der Anschlussblock verbrennungsmotorseitig
mit einer das Anschlussgehäuse verschließenden
Abdeckung versehen sein.
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Der
Vorteil dieser Kabelverbindungseinrichtung liegt in einer kompakten,
montagefreundlichen und EMV-dichten Einhausung der Anschlüsse
(U, V, W) für den 3-Phasenanschluss des Elektromotors bei einem
Parallel-Hybrid-Antrieb. Die Kabelverbindungseinrichtung eignet
sich insbesondere auch für einen Elektromotor mit einem
außen liegenden Rotor, bei dem es erforderlich ist, die
3-Phasenleitungen des Stators, vorzusweise als Kupferschienen, parallel
am außen liegenden Rotor vorbei und zur Schnittstelle (Anschlussleiste)
für die Anbindung von Stromzuführungskabeln zu
führen. Das am Getriebegehäuse angeordnete Anschlussgehäuse
mit der an diesem befestigten Anschlussleiste dient dabei zugleich der
Aufnahme der erforderlichen mechanischen Anschlusskräfte.
Das Anschlussgehäuse ist durch die vorstehend aufgeführte
motorseitige Abdeckung auch wasserdicht.
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Bei
Halterung der Anschlusselemente (U, V, W) in einem Anschlussblock
ergibt sich eine Montageerleichterung dadurch, dass der Anschlussblock mit
den Anschlusselementen (U, V, W) am Elektromotor vormontierbar ist,
wobei sämtliche Leiterverbindungen durch Verschweißen
hergestellt werden können, und gemeinsam mit diesem, in
Achsrichtung der Kurbelwelle, am Getriebegehäuse und dem
Anschlussgehäuse vermittels der Abdeckung mit Befestigungsschrauben
festlegbar ist.
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Dabei
kann das Anschlussgehäuse einstückig am Getriebegehäuse
angeformt sein, wodurch die mechanische Stabilität, aber
auch der Fertigungs- und Montageprozess vereinfacht werden. Von
Vorteil ist es auch, wenn die Anschlusselemente (U, V, W) in einer
Kunststoffeinbettung im Anschlussblock gehaltert und als Steckkontakte
ausgebildet sind, wodurch der Anschluss der Stromversorgungskabel
(U, V, W) erheblich erleichtert wird. Die Steckkontakte können
jeweils mit einer Verriegelungseinrichtung für die gesteckten
Stromzuführungskabel, insbesondere einem Kipphebel, versehen
sein.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels
erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
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1:
Ein an einem Getriebegehäuse einer Hybrid-Antriebseinheit
an einem Fahrzeug angeformtes Anschlussgehäuse einer Kabelverbindungseinrichtung
mit einer Ausnehmung in der getriebeseitigen Anschlussgehäusewandung,
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2:
das Anschlussgehäuse von der (Verbrennungs-)Motorseite
aus betrachtet,
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3:
einen Anschlussblock mit einer Steckerleiste mit Steckkontakten
(U, V, W),
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4:
den Anschlussblock rückseitig und
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5:
den im Anschlussgehäuse angeordneten Anschlussblock.
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Die 1 und 2 zeigen
das Anschlussgehäuse 1 einer Kabelverbindungseinrichtung
zwischen den 3-Phasenanschlüssen (U, V, W) des Elektromotors
(2, 4) einer Hybrid-Antriebseinrichtung mit
einem Verbrennungsmotor im Parallel-Hybrid und Stromversorgungskabeln
(U, V, W) für diesen (2). Das haubenartige Anschlussgehäuse 1 ist
am Umfang des Getriebegehäuses 3 derart einstückig
angeformt, dass dessen (verbrennungs-)motorseitige Öffnung 4 in
der Ebene der motorseitigen Getriebegehäuseöffnung 5 ausgebildet
ist und damit in der Ebene der motorseitigen Stirnfläche 6 des
Getriebegehäuses 3 liegt. In der getriebeseitigen
Anschlusswandung 7 sind eine Ausnehmung 8 für
eine Steckerleiste (9, 3, 5)
als Schnittstelle für eine Verbindung mit den Stromversorgungskabeln
(U, V, W) und Befestigungslöcher 10 für
die Steckerleiste (9) ausgebildet. Das Getriebegehäuse 3 ist
mit Durchgangslöchern 11 für eine Verschraubung
mit dem nicht gezeigten Verbrennungsmotor versehen, von denen zwei
Durchgangslöcher 11. Im Bereich des Anschlussgehäuses 1 ausgebildet
sind. Die haubenartige Ausbildung des Anschlussgehäuses 1 ist
in 2 deutlich zu erkennen, auch dessen öffnungsseitige Stirnfläche 12,
die in einer Ebene mit der Stirnfläche 6 liegt.
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Die 3 und 4 zeigen
die an einem Anschlussblock 13 angeordnete metallische
Steckerleiste 9 mit Steckkontakten U, V, W als Anschlusselemente,
die im montierten Zustand des Anschlussblockes 13 im Anschlussgehäuse 1 in
Achsrichtung (A, 1, 5) der Kurbelwelle
der Antriebseinrichtung ausgerichtet sind. Der Anschlussblock 13 haltert dabei
die Steckerleiste 9 und die an dieser angeordneten Steckkontakte
U, V, W, an bzw. in einer Kunststoffeinbettung 14, wobei
die Kontur der Steckerleiste 9 mit der Ausnehmung 8 in
der Anschlusswandung 7 korrespondiert. Die Steckkontakte
U, V, W sind an der Rückseite der Kunststoffeinbettung 14 in
einer an dieser ausgebildeten Einsenkung mit rechtwinklig zu diesen
angeordneten Stromschienen 15U, 15V, 15W verschweißt,
die in einem radial zum Stator 16 des Elektromotors 2 angeformten
Kanal 17 mit verbrennungsmotorseitigen Stirnflächen 18 als
Fortführung der die Einsenkung umgebenden Stirnflächen 19 zu den
3-Phasenanschlüssen des Elektromotors 2 geführt
sind (nicht weiter dargestellt), wobei der Kanal 17 mit
dem Gehäuse 20 des Elektromotors 2 einstückig
verbunden ist.
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Das
Gehäuse 20 und auch der Anschlussblock 13 werden
durch eine an den Stirnflächen 18 und 19 anliegende
Abdeckung 21 verschlossen, die am Rand der Kunststoffeinbettung 14 übersteht (3).
Mit dieser Abdeckung 21 wird der Anschlussblock 13 vermittels
durch die Befestigungslöcher 10 (1)
geführter Befestigungsschrauben bis zur Anlage der Abdeckung 21 an
den Stirnflächen 12 (und auch 6) in das
Anschlussgehäuse 1 gezogen und an diesem befestigt.
Die Abdeckung 21 dient somit als Halterung und motorseitige
Abdichtung zugleich. 3 zeigt überdies, dass
die einzelnen Steckkontakte U, V, W jeweils mit einem Kipphebel 22 versehen
sind. Diese Kipphebel 22 dienen der Verriegelung der angeschlossenen
Stromversorgungskabel (U, V, W) an den Steckkontakten U, V, W und
sichern deren mechanische und elektrische Verbindung.
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5 zeigt
den im Anschlussgehäuse 1 angeordneten Anschlussblock 13 mit
in der Ausnehmung befindlicher Steckerleiste 9 und den
an dieser gehalterten Steckkontakten U, V, W als in Achsrichtung
(A) der Kurbelwelle ausgerichtete Schnittstelle.
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- 1
- Anschlussgehäuse
- 2
- Elektromotor
- 3
- Getriebegehäuse
- 4
- Öffnung
- 5
- Getriebegehäuseöffnung
- 6
- Stirnfläche
- 7
- Anschlusswandung
- 8
- Ausnehmung
- 9
- Steckerleiste
- 10
- Befestigungsloch
- 11
- Durchgangsloch
- 12
- Strinfläche
- 13
- Anschlussblock
- 14
- Kunststoffeinbettung
- 15U
- Stromschiene
- 15V
- Stromschiene
- 15W
- Stromschiene
- 16
- Stator
- 17
- Kanal
- 18
- Stirnfläche
- 19
- Stirnfläche
- 20
- Gehäuse
- 21
- Abdeckung
- 22
- Kipphebel
- A
- Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10149676
A1 [0002, 0003]
- - US 2007/0080592 A1 [0002, 0004]