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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein zu einem Fahrzeug gehörende elektrische
Systeme, und insbesondere eine Verbindungsanordnung zum Koppeln
eines elektrischen Motors an eine Energiequelle zur Verwendung in
Fahrzeugen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In
zunehmendem Maße
sind moderne Fahrzeuge dafür
ausgelegt, elektrische Antriebsmotoren für das Antreiben der Räder zu verwenden.
Zum Beispiel kann ein Fahrzeug einen Wechselstrom (AC)-Antriebsmotor
umfassen, der mit einem Wechselrichter gekoppelt ist. Der Wechselrichter
wandelt von einer Energiequelle (zum Beispiel einer Batterie) empfangenen
Gleichstrom (DC) in Wechselstrom um, der von einem AC-Antriebsmotor
verwendbar ist. Allgemein verwenden Wechselrichter eine Kombination
von Schaltvorrichtungen, oder Transistoren, welche zu verschiedenen
Zeitpunkten betrieben werden, um DC-Energie in AC-Energie umzuwandeln.
Der AC-Antriebsmotor empfängt
die AC-Energie mit Hilfe eines oder mehrerer Wechselrichter-Ausgangsanschlüsse.
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Typischerweise
sind AC-Antriebsmotoren mit dem Wechselrichter Ausgangsanschluss über eine
Kabelanordnung gekoppelt. Die Kabelanordnung umfasst ein Kabel,
welches mit dem AC-Antriebsmotor
und dem Wechselrichter-Ausgangsanschluss über eine oder mehrere steckbare
Verbindungsvorrichtungen, Ringverbindungen, Klemmverbindungen oder
andere geeignete elektrische Verbindungsarten gekoppelt ist. Zusätzlich kann
das Kabel innerhalb des Fahrzeugs mit Hilfe eines oder mehrerer
Klipse oder Klammern gesichert sein. Kabelanordnungen wie die oben beschriebene
stellen einen wirkungsvollen Mechanismus zum Koppeln eines AC-Antriebsmotors
mit einem Wechselrichter-Ausgangsanschluss
bereit.
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Jedoch
weist die Verwendung einer Kabelanordnung gewisse Nachteile auf.
Zum Beispiel muss die Kabelanordnung jedes Mal, wenn der Wechselrichter
im Fahrzeug installiert oder aus dem Fahrzeug entfernt wird, verbunden
bzw. getrennt werden, was die Komplexität und Kosten der Herstellung,
oder Reparatur des Fahrzeugs erhöht.
Weiterhin ist die Kabelanordnung Erschütterungen, Hitze und anderen Einflüssen innerhalb
des Fahrzeugs ausgesetzt, welche das Kabel beschädigen oder ursächlich für eine Abtrennung
sein können.
Unter solchen Umständen kann
es notwendig sein, das Kabel zu ersetzen oder erneut zu verbinden,
was zusätzliche
Kosten für
den Fahrzeugbesitzer zur Folge hat.
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Dementsprechend
ist es wünschenswert, eine
Verbindungsanordnung zum Koppeln eines AC-Antriebsmotors mit einem
Wechselrichter-Ausgangsanschluss bereitzustellen, welche kein Kabel erfordert.
Zusätzlich
ist es auch wünschenswert,
eine Verbindungsanordnung bereitzustellen, welche ermöglicht,
dass ein Wechselrichter in einem Fahrzeug installiert bzw. aus einem
Fahrzeug entfernt werden kann, ohne dass ein Kabel verbunden zw.
getrennt werden muss. Weiterhin werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften
der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
und den angefügten
Ansprüchen
ersichtlich, und zwar in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
und dem vorangegangenen technischen Gebiet und Hintergrund.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
einer Ausführungsform
wird eine Verbindungsanordnung zum Koppeln eines elektrischen Motors
mit einer Energiequelle bereitgestellt, wobei die Energiequelle
ein erstes leitfähiges
Element umfasst. Die Verbindungsanordnung umfasst ein nicht-leitfähiges Element
mit einem inneren Kanal, welcher eingerichtet ist, um wenigstens
einen Abschnitt des ersten leitfähigen
Elements aufzunehmen, ein mit dem elektrischen Motor gekoppeltes zweites
leitfähiges
Element, welches in gleitender Weise innerhalb des inneren Kanals
angeordnet ist, welches eingerichtet ist, um mit dem ersten leitfähigen Element
gekoppelt zu werden und eine Kraft mit einer ersten Richtung von
dem leitfähigen
Element aufzunehmen, und um mit einem Federelement gekoppelt zu
werden, welches zwischen dem nicht-leitfähigen Element und dem zweiten
leitfähigen
Element gehalten ist, und eingerichtet ist, um einer Bewegung des
zweiten leitfähigen
Elements in der ersten Richtung zu widerstehen bzw. entgegengerichtet zu
sein.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird nun in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren
beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen,
und
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1 eine
schematische Ansicht eines beispielhaften Fahrzeugs ist;
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2 eine
isometrische Ansicht einer beispielhaften Verbindungsanordnung zum
Koppeln einer Motorwicklung mit einem Wechselrichter-Ausgangsanschluss
ist;
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3 eine
Querschnittsansicht der Verbindungsanordnung aus 2 ist;
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4 eine
isometrische Ansicht der Verbindungsanordnung aus 2 und
ein Abschnitt eines Gehäuses
eines elektrischen Motorsystem ist;
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5 eine
isometrische Ansicht der Verbindungsanordnung aus 4 ist,
welche mit einem Gehäuse
eines elektrischen Motorsystems gekoppelt ist;
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6 eine
Querschnittsansicht der Verbindungsanordnung aus 2 ist,
und zwar gekoppelt mit einem Gehäuse
eines elektrischen Motorsystems und abgeglichen mit einem Wechselrichter-Ausgangsanschluss;
und
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7 eine
Querschnittsansicht der Verbindungsanordnung aus 6 ist,
und zwar gekoppelt mit einem Gehäuse
eines elektrischen Motorsystems und einem Wechselrichter-Ausgangsanschluss.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
folgende detaillierte Beschreibung hat lediglich beispielhaften
Charakter, und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung oder die Anwendung
und Verwendungen der Erfindung zu beschränken. Weiterhin ist nicht beabsichtigt,
durch irgendeine ausdrücklich oder
implizit dargestellte Theorie in dem vorangegangenen technischen
Gebiet, Hintergrund, kurze Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten
Beschreibung beschränkt
zu sein.
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Die
folgende Beschreibung bezieht sich auf Elemente oder Merkmale, welche
miteinander ”verbunden” oder ”gekoppelt” sind.
Wie hierin verwendet, bedeutet ”verbunden”, es sei
denn, dass es in anderer Weise ausdrücklich bezeichnet ist, dass
ein Element/Merkmal direkt verbunden ist mit (oder in direkter Verbindung
stehend mit) einem anderen Element/Merkmal, und zwar nicht notwendigerweise mechanisch.
In ähnlicher
Weise bedeutet ”gekoppelt”, es sei
denn, dass es in anderer Weise ausdrücklich bezeichnet ist, dass
ein Element/Merkmal direkt oder indirekt verbunden ist mit (oder
in direkter oder indirekter Verbindung stehend mit) einem anderen
Element/Merkmal, und zwar nicht notwendigerweise mechanisch. Jedoch
sollte es so verstanden werden, dass, obwohl zwei Elemente in einer
Ausführungsform
weiter unten als ”verbunden” beschrieben werden
können,
in alternativen Ausführungsformen ähnliche
Elemente ”gekoppelt” sein können, und
umgekehrt. Obwohl daher die hierin gezeigten schematischen Diagramme
Beispielanordnungen von Elementen zeigen, können zusätzliche dazwischen geschaltete
Elemente, Vorrichtungen, Merkmale oder Komponenten in einer tatsächlichen
Ausführungsform
angeordnet sein. Es bedeutet außerdem,
dass 1 bis 7 lediglich illustrativen Charakter
haben und nicht maßstäblich gezeichnet
sein müssen.
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1 stellt
ein Fahrzeug 30, oder ”Automobil”, gemäß einer
Ausführungsform
dar. Das Automobil 30 umfasst ein Fahrgestell 32,
eine Karosserie 34, vier Räder 36, und ein elektronisches
Steuerungssystem (oder elektronische Steuerungseinheit (ECU)) 38.
Die Karosserie 34 und das Fahrwerk 32 können in
verbundener Weise einen Rahmen bilden. Die Räder 36 sind jeweils
drehbar mit dem Fahrgestell 32 nahe einer entsprechenden
Ecke der Karosserie 34 gekoppelt.
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Das
Automobil 30 kann ein beliebiges einer Anzahl verschiedener
Arten von Automobilen sein, wie zum Beispiel eine Limousine, ein
Kombi, ein Lastwagen, oder ein Sports Utility Vehicle (SUV), und kann
Zweiradantrieb (2WD) (d. h. Hinterradantrieb oder Vorderradantrieb),
Vierradantrieb (4WD), oder Allradantrieb (AWD) aufweisen. Das Fahrzeug 30 kann
auch jede Art oder Kombination von Arten verschiedener Maschinen
(oder Antrieben) umfassen, wie zum Beispiel einen mit Benzin oder
Dieselkraftstoff betriebenen Verbrennungsmotor, einen ”Gemischt-Kraftstoff-Fahrzeug”(FFV =
flex fuel vehicle)-Motor (d. h. unter Verwendung einer Mischung von
Benzin und Alkohol), einen mit Gasgemisch (z. B. Wasserstoff und/oder
Erdgas) betriebenen Motor, oder eine Brennstoffzelle, einen Verbrennungs-/Elektro-Hybridmotor, und
einen Elektromotor.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist das Automobil 30 ein Hybridfahrzeug, und umfasst weiterhin
eine Antriebsanordnung (oder Antriebsstrang) 40, eine Batterie
(oder DC-Energiequelle) 42,
ein Wechselrichter-System 44, und einen Kühler 46.
Der Antriebsstrang 40 umfasst eine interne Verbrennungskraftmaschine 48 und
ein elektrisches Motor-(oder Motor/Generator-)System 50.
Das elektrische Motorsystem 50 ist mit Verbrennungskraftmaschine 48 und
Wechselrichter-System 44 gekoppelt. Obwohl im Detail nicht
dargestellt, umfasst das elektrische Motorsystem 50 ein
Gehäuse,
ein Getriebe, und einen oder mehrere elektrische Motoren. In einer Ausführungsform
umfasst das elektrische Motorsystem 50 zwei elektrische
Motoren, wobei jeder eine Statoranordnung (einschließlich leitfähiger Motorwicklungen)
und eine Rotoranordnung (einschließlich eines ferromagnetischen
Kerns) umfasst. Die Statoranordnung und/oder die Rotoranordnung
können mehrfache
elektromagneti sche Pole (zum Beispiel sechzehn Pole) umfassen, wie
es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
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Das
Wechselrichter-System 44 ist gekoppelt mit ECU 38,
Batterie 42, Kühler 46,
und dem elektrischen Motorsystem 50. Das Wechselrichter-System 44 umfasst
einen oder mehrere Wechselrichter, welche von der Batterie 42 empfangene
DC-Energie in AC-Energie zur Verwendung durch das elektrische Motorsystem 50 umwandeln.
In einer Ausführungsform
umfasst das Wechselrichter-System 44 zwei Wechselrichter,
wobei jeder eine Mehrzahl an Wechselrichter-Ausgangsanschlüssen aufweist.
Jeder Wechselrichter-Ausgangsanschluss kann mit einer Motorwicklung
eines elektrischen Motorsystems 50 mithilfe einer Ausführungsform
der unten beschriebenen Verbindungsanordnung gekoppelt werden. Batterie 42 umfasst
eine zum Antreiben des elektrischen Motorsystems 50 geeignete
Hochspannungsbatterie (zum Beispiel eine Lithiumionen-Batterie).
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Verbrennungskraftmaschine 48 und
das elektrische Motorsystem 50 sind derart integriert, dass
beide wenigstens mit einigen der Räder 36 durch eine
oder mehrere Antriebswellen 52 mechanisch gekoppelt sind.
Der Kühler 46 ist
mit dem Rahmen an einem äußeren Abschnitt
davon verbunden, und umfasst, obwohl nicht im Detail dargestellt, mehrfache
Kühlkanäle dahindurch,
die ein Kühl-Fluid (das
heißt
Kühlflüssigkeit)
enthalten, wie zum Beispiel Wasser und/oder Ethylenglykol (das heißt ”Antifrost”), und
ist mit der Verbrennungskraftmaschine 48 und Wechselrichter-System 44 gekoppelt.
In der dargestellten Ausführungsform
nimmt die Verbrennungskraftmaschine 48 auf und teilt Kühlflüssigkeit mit
dem elektrischen Motorsystem 50. Kühler 46 kann jedoch
auch in getrennter Weise mit Verbren nungskraftmaschine 48 und
elektrischem Motorsystem 50 verbunden sein.
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ECU 38 steht
in betrieblicher Verbindung mit der Antriebsanordnung 50,
der Batterie 42, und dem Wechselrichter-System 44.
Obwohl nicht im Detail dargestellt, umfasst das elektronische Steuerungssystem 38 verschiedene
Sensoren und automobile Steuerungsmodule, oder elektronische Steuereinheiten,
wie zum Beispiel ein Fahrzeug-Steuerungsmodul, ein Wechselrichter-Steuerungs-Modul,
und eine Fahrzeugsteuerung, und wenigstens einen Prozessor und/oder
einen Speicher, welcher Anweisungen und/oder Daten jeweils darin
gespeichert hat.
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2 ist
eine isometrische Ansicht einer Verbindungsanordnung 100 zum
Koppeln einer Motorwicklung 102 mit einem Wechselrichter-Ausgangsanschluss.
Verbindungsanordnung 100 umfasst eine nicht-leitfähige Plastikhülse 104,
einen leitfähigen
Bolzen 106, und ein Federelement 108. In der dargestellten
Ausführungsform
umfasst Hülse 104 einen
hohlen Zylinder mit einer äußeren Oberfläche 112,
einem oberen Ende 114, einem unteren Ende 116,
und einem inneren Kanal 118, welcher sich vom oberen Ende 114 zum
unteren Ende 116 hin erstreckt. Wie weiter unten beschrieben
wird, ist die Hülse 104 angeordnet
und wird gehalten innerhalb einer Öffnung des Gehäuses für ein elektrisches
Motorsystem (zum Beispiel elektrisches Motorsystem 50 der 2),
und stellt eine elektrische Isolation zwischen leitfähigem Bolzen 106 (und
Motorwicklung 102) und dem Gehäuse des elektrischen Motorsystems
bereit. Dementsprechend kann die Hülse 104 aus einem
widerstandsfähigen
und elektrisch isolierenden Material (zum Beispiel Plastik) hergestellt sein.
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Der
besseren Darstellung wegen sind der leitfähige Bolzen 106 und
Federelement 108 als sich über das obere Ende 114 der
Hülse 104 erstreckend dargestellt.
Wenn jedoch, wie unten beschrieben, die Verbindungsanordnung 100 mit
einem Wechselrichter-Ausgangsanschluss gekoppelt ist, dann sind
der leitfähige
Bolzen 106 und Federelement 108 vollständig innerhalb
der Hülse 104 angeordnet.
Es sei zusätzlich
bemerkt, dass, obwohl Hülse 104 als
hohler Zylinder dargestellt ist, alternative Ausführungsformen
andere Formen (zum Beispiel einen Torus oder einen hohlen Quader)
mit einem sich von einer Seite zur anderen erstreckenden inneren
Kanal umfassen können.
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3 ist
eine Querschnittsansicht der Verbindungsanordnung 100 der 1,
wobei eine Motorwicklung 102, eine nicht-leitfähige Hülse 104,
ein leitfähiger
Bolzen 106 und ein Federelement 108 dargestellt
sind. Wie gezeigt, sind der leitfähige Bolzen 106 und
Federelement 108 vollständig
innerhalb der nicht-leitfähigen
Hülse 104 angeordnet.
Mit Bezug auf 2 und 3 umfasst
die äußere Oberfläche 112 der
Hülse 104 eine
ringförmige
erste Ausnehmung 120, eine ringförmige zweite Ausnehmung 122,
und einen ringförmigen
Flansch 124. Der Flansch 124 erstreckt sich von
der äußeren Oberfläche 112 nach
außen,
und ist von der ersten Ausnehmung 120 durch einen Abstand
(d') getrennt. Wie weiter
unten beschrieben, sollte d' im
Wesentlichen gleich der Tiefe der Öffnung in dem Gehäuse des elektrischen
Motorsystems sein, wo Hülse 104 angeordnet
ist und gehalten ist. Schließlich
ist die zweite Ausnehmung 122 benachbart zu Flansch 124,
und nimmt einen O-Ring 138 auf.
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Der
innere Kanal 118 der Hülse 104 umfasst eine
Mehrzahl an zylindrisch geformten länglichen Bereichen. In der
dargestellten Ausführungsform
umfasst der innere Kanal 118 einen oberen Bereich 140, einen
mittleren Bereich 142, und einen unteren Bereich 144.
Wie unten beschrieben, nimmt der obere Bereich 140 ein
leitfähiges
Element eines Anschlussblocks auf, welcher mit einem Wechselrichter-Ausgangsanschluss
gekoppelt ist. Der mittlere Bereich 142 weist einen kleineren
Durchmesser auf als der obere Bereich 140, und ist von
dem oberen Bereich 140 durch einen Absatz 146 getrennt,
welcher sich von dem inneren Kanal 118 nach außen erstreckt. Der
untere Bereich 144 nimmt einen Abschnitt einer Motorwicklung 102 auf,
und kann (wie dargestellt) einen größeren Durchmesser als der mittlere
Bereich 142 aufweisen.
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Der
leitfähige
Bolzen 106 ist mit der Motorwicklung 102 gekoppelt.
Wie oben beschrieben, ist die Motorwicklung 102 mit der
Statoranordnung eines elektrischen Motors gekoppelt (zum Beispiel
ein elektrischer Motor des elektrischen Motorsystems 50 der 2).
Der Bolzen 106 kann geklemmt, geschweißt, gelötet oder auf andere Weise mit
der Motorwicklung 102 gekoppelt sein. Weiterhin ist der
Bolzen 106 aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt,
wie zum Beispiel Aluminium, Kupfer, Silber, Gold, oder eine Legierung
davon.
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Der
leitfähige
Bolzen 106 ist in gleitender Weise in der Hülse 104 angeordnet,
und umfasst eine Mehrzahl an zylindrisch geformten länglichen Segmenten,
einschließlich
eines oberen Segments 150, eines mittleren Segments 152,
und eines unteren Segments 154. Das obere Segment 150 weist
einen größeren Durchmesser
auf als der mittlere Bereich 142 des inneren Kanals 118.
Daher wird das obere Segment 150 innerhalb des oberen Bereichs 140 des
inneren Kanals 118 durch einen Absatz 146 gehalten.
In der dargestellten Ausführungsform
erstreckt sich das obere Segment 150 radial nach außen, um
in abdichtender Weise mit dem oberen Bereich 140 des inneren
Kanals 118 im Eingriff zu sein.
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Zusätzlich umfasst
das obere Segment 150 eine obere Oberfläche 156. Wie weiter
unten beschrieben wird, ist die obere Oberfläche 156 passend zu
einer deckungsgleichen Oberfläche
eines Anschlussblocks, welcher mit einem Wechselrichter-Ausgangsanschluss
gekoppelt ist. In der Darstellung ist die obere Oberfläche 156 eine
flache Scheibe. Jedoch können
alternative Ausführungsformen des
Bolzens 106 obere Oberflächen mit unterschiedlichen
Formen (zum Beispiel oval, quadratisch, rechteckig usw.) und unterschiedlichen
Oberflächenmerkmalen
(zum Beispiel konkav oder konvex) aufweisen.
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Das
mittlere Segment 153 weist einen kleineren Durchmesser
als der mittlere Bereich 142 des inneren Kanals 118 auf,
und ist von dem oberen Segment 150 durch einen Flansch 158 getrennt,
welcher sich von dem Bolzen 106 nach außen hin erstreckt. Das untere
Segment 154 ist mit der Motorwicklung 102 gekoppelt,
und weist auch einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der mittlere
Bereich 142 des inneren Kanals 118. Daher sind
das mittlere Segment 152 und das untere Segment 154 in
der Lage, innerhalb jedes Bereichs 140, 142, 144 des
inneren Kanals 118 zu gleiten.
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Schließlich wird
das Federelement 108 zwischen Hülse 104 und Bolzen 106 gehalten,
wobei es derart ausgelegt ist, einer Bewegung des Bolzens 106 weg
von dem oberen Ende 114 (oder hin zu dem unteren Ende 116)
der Hülse 104 entgegengerichtet zu
sein. Wie dargestellt, umfasst das Federelement 108 eine
Drahtfeder, welche um das mittlere Segment 152 des Bolzens 106 angeordnet
ist, und durch Flansch 158 des Bolzens 106 und
Ab satz 146 des inneren Kanals 118 begrenzt ist.
Federelement 108 befindet sich in einem neutralen Zustand,
wenn die obere Oberfläche 156 nahe
dem oberen Ende 114 der Hülse 104 positioniert
ist. Federelement 108 wird von seinem neutralen Zustand
ausgehend komprimiert, wenn der Bolzen 106 weg von dem
oberen Ende 114 (oder hin zu dem unteren Ende 116)
der Hülse 104 bewegt
wird. Diese Komprimierung des Federelementes 108 erzeugt
eine Federkraft, welche der Bewegung des Bolzens 106 entgegengerichtet
ist.
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Obwohl
die oben dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen der Verbindungsanordnung 100 eine
nicht-leitfähige
Hülse 104 und
Bolzen 106 mit zylindrisch geformten Abschnitten und Segmenten
umfassen, wird darauf hingewiesen, dass alternative Ausführungsformen
Hülsen
und Bolzen mit anderen Formen und Konfigurationen umfassen können. Zum
Beispiel können
die Abschnitte der Hülse 104 und
Segmente des Bolzens 106 Quader, Zylinder oder andere geometrische
Formen umfassen.
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4 ist
eine isometrische Ansicht, welche die Verbindungsanordnung 200 der 2 und
einen Abschnitt eines beispielhaften Gehäuses 210 darstellen.
Gehäuse 210 umfasst
ein elektrisches Motorsystem (zum Beispiel das elektrische Motorsystem 50 aus 1)
in einem Fahrzeug (zum Beispiel Fahrzeug 10 aus 1),
und umfasst eine innere Oberfläche 212 und
eine äußere Oberfläche 214.
Die äußere Oberfläche 214 umfasst
eine Vielzahl von Oberflächenmerkmalen,
einschließlich
sechs kreisförmiger Öffnungen 220, 222, 224, 226, 228, 230,
welche sich von der inneren Oberfläche 212 zu der äußeren Oberfläche 214 hin
erstrecken. Wie unten beschrieben wird, kann die Verbindungsanordnung 200 innerhalb
einer der sechs Öffnungen
(zum Beispiel Öffnung 220 wie
gezeigt) positioniert sein und gehal ten werden. Zusätzliche
Verbindungsanordnungen können
ebenso innerhalb der anderen Öffnungen 222, 224, 226, 228,
und 230 in der im wesentlichen gleichen Art und Weise positioniert
sein und gehalten werden.
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Verbindungsanordnung 200 umfasst
die nicht-leitfähige
Hülse 250,
den leitfähigen
Bolzen 252, und das Federelement 254. Wie oben
beschrieben wurde, umfasst die nicht-leitfähige Hülse 250 ein oberes
Ende 260, ein unteres Ende 262, einen inneren
Kanal 118 (2), eine ringförmige erste
Ausnehmung 264, einen O-Ring 266,
und einen ringförmigen
Flansch 268. Die erste Ausnehmung 264 ist von
dem Flansch 268 durch einen Abstand (d') getrennt, der im Wesentlichen gleich
der Tiefe der Öffnung 220 ist.
Der leitfähige
Bolzen 252 ist innerhalb des inneren Kanals der Hülse 250 angeordnet,
und umfasst eine obere Oberfläche 270.
Weiterhin ist der leitfähige
Bolzen 252 mit einer Motorwicklung 272 eines nicht
dargestellten elektrischen Motors gekoppelt.
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5 ist
eine isometrische Ansicht, welche die Verbindungsanordnung 200 der 4 gekoppelt mit
dem Gehäuse
eines elektrischen Motorsystems darstellt. Mit Bezug auf 4 und 5 ist
die Verbindungsanordnung 200 mit dem Gehäuse 210 gekoppelt,
indem die Hülse 250 durch
die Öffnung 220 eingefügt wird,
bis der Flansch 268 benachbart zu der inneren Oberfläche 212 des
Gehäuses 210 ist. Die
erste Ausnehmung 264 wird dann im Wesentlichen auf einer
Ebene mit der äußeren Oberfläche 215 des
Gehäuses 110 sein
(zum Beispiel, da die Tiefe der Öffnung 220 im
Wesentlichen die gleiche ist wie d'), und nimmt einen Rückhaltring 280 auf,
der sich von der Hülse 250 nach
außen
erstreckt, und benachbart zu der äußeren Oberfläche 214 des
Gehäuses 210 ist.
Der Sicherungsring 280 sollte aus einem haltbaren Material
hergestellt sein (zum Beispiel Metall oder einem Hartplastik), um
eine Bewegung der Hülse 52 zu
vermeiden. Schließlich
ist der O-Ring 266 zwischen Hülse 250 und Öffnung 220 angeordnet,
wobei er eine abdichtende Verbindung zwischen Hülse 250 und Gehäuse 210 bereitstellt.
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Wie
in 5 dargestellt ist, erstreckt sich, wenn Hülse 250 innerhalb
des Gehäuses 110 gehalten
ist, das obere Ende 260 der Hülse 250 über die innere
Oberfläche 212,
und das untere Ende 262 erstreckt sich über die äußere Oberfläche 214. Zusätzlich ist
die obere Oberfläche 270 am
oberen Ende 260 der Hülse 250 freigelegt,
wobei sich Motorwicklung 272 durch das untere Ende 260 der
Hülse 250 erstreckt.
Daher isoliert die Hülse 250 das
Gehäuse 210 elektrisch
sowohl von dem leitfähigen
Bolzen 252 als auch von der Motorwicklung 272.
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6 ist
eine Querschnittsansicht der Verbindungsanordnung 300 aus 2 gekoppelt
mit einem Gehäuse 310,
und ausgerichtet auf einen Wechselrichter-Ausgangsanschluss 320.
Wie oben beschrieben umfasst das Gehäuse 310 ein elektrisches Motorsystem
(zum Beispiel das elektrische Motorsystem 50 aus 1)
in einem Fahrzeug (zum Beispiel das Fahrzeug 10 aus 1),
und umfasst eine innere Oberfläche 322,
eine äußere Oberfläche 324, und
eine kreisförmige Öffnung 326.
Die Verbindungsanordnung 300 umfasst eine nicht-leitfähige Hülse 330,
einen leitfähigen
Bolzen 332, und ein Federelement 334. Wie oben
beschrieben umfasst Hülse 330 ein
oberes Ende 342, ein unteres Ende 344, und einen
inneren Kanal 346, welcher sich von dem oberen Ende 342 hin
zu dem unteren Ende 344 erstreckt. Die Hülse 330 wird
in der Öffnung 326 des
Gehäuses 310 durch
einen Flansch 350 auf der inneren Oberfläche 322 und
einen Sicherungsring 352 gehalten, welcher sich von der
ersten Ausneh mung 354 auf der äußeren Oberfläche 324 nach
außen
erstreckt. Ein O-Ring 356 wird in der zweiten Ausnehmung 358 gehalten, und
ist zwischen Öffnung 326 und
Hülse 330 angeordnet,
um eine abdichtende Verbindung zwischen Hülse 330 und Gehäuse 310 bereitzustellen.
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Der
leitfähige
Bolzen 332 ist mit Motorwicklung 360 gekoppelt,
wobei er in gleitender Weise innerhalb des inneren Kanals 346 der
Hülse 330 angeordnet
ist. Wie oben beschrieben umfasst der Bolzen 333 ein oberes
Segment 362, welches in einem oberen Abschnitt 364 des
inneren Kanals 346 gehalten ist, und umfasst eine obere
Oberfläche 366.
Das Federelement 334 ist zwischen Flansch 370 auf
dem leitfähigen
Bolzen 332 und Absatz 372 auf dem inneren Kanal 346 angeordnet.
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Der
Wechselrichter-Ausgangsanschluss 320 ist mit einem Wechselrichtersystem
(zum Beispiel ein Wechselrichter des Wechselrichtersystems 44 aus 1)
gekoppelt, welches im Fahrzeug angeordnet ist. Wie oben beschrieben
ist der Wechselrichter-Ausgangsanschluss 320 ausgelegt,
um eine AC-Energie zur Verwendung durch das elektrische Motorsystem
bereitzustellen. Der Wechselrichter-Ausgangsanschluss 320 kann
eine Busschiene oder irgendeine andere geeignete Anschlussart umfassen.
In der dargestellten Ausführungsform
ist ein umspritzter Anschlussblock 400 mit Wechselrichter-Ausgangsanschluss 320 gekoppelt.
Anschlussblock 400 umfasst ein leitfähiges Element 420,
welches elektrisch mit dem Wechselrichter-Ausgangsanschluss 320 mittels
eines Bolzens 422 gekoppelt ist. In einer Ausführungsform
umfasst das leitfähige Element 420 eine
zylindrische Welle.
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Ein
Segment 424 des leitfähigen
Elementes 420 erstreckt sich hinter die Ausspritzung des
Anschlussblocks 400. Das Segment 424 umfasst eine untere
Oberfläche 426,
welche deckungsgleich mit der oberen Oberfläche 366 des Bolzens 332 ist.
Zusätzlich
ist das Segment 424 umgeben von einem umspritzten Stutzen 430.
Schließlich
ist eine Lücke 432 zwischen
Stutzen 430 und Segment 424 bereitgestellt.
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In
der Darstellung sind, wenn das Wechselrichtersystem im Fahrzeug
angeordnet ist, der Wechselrichter-Ausgangsanschluss 320 und
Anschlussblock 400 mit Verbindungsanordnung 300 ausgerichtet.
Die Lücke 432 des
Anschlussblocks 400 nimmt das obere Ende 342 der
Hülse 33 auf.
Weiterhin sind die obere Oberfläche 366 des
leitfähigen
Bolzens 332 und die untere Oberfläche 426 des leitfähigen Elements 420 deckungsgleich
zueinander passend gemacht. Die Verbindung zwischen den Oberflächen 366 und 426 koppelt
den Wechselrichter-Ausgangsanschluss 320 elektrisch mit
Motorwicklung 360, wodurch das elektrische Motorsystem
in die Lage versetzt wird, AC-Energie vom Wechselrichtersystem aufzunehmen.
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7 ist
eine Querschnittsansicht der Verbindungsanordnung 300 aus 6,
welche mit Gehäuse 310 und
Wechselrichter-Ausgangsanschluss 320 gekoppelt
ist. Das Wechselrichtersystem (zum Beispiel Wechselrichtersystem 44 aus 1)
ist im Fahrzeug (zum Beispiel Fahrzeug 10 aus 1)
befestigt (zum Beispiel verschraubt, angeschweißt usw.), so dass eine Bewegung
von Wechselrichter-Ausgangsanschluss 320 und folglich Anschlussblock 400 zu
der äußeren Oberfläche 324 des
Gehäuses 310 vermindert
ist. Als Ergebnis wird das Segment 424 des leitfähigen Elements 420 weiterhin innerhalb
des inneren Kanals 346 der Hülse 330 aufgenommen.
Der leitfähige
Bolzen 332 nimmt eine Kraft von dem leitfähigen Element 420 auf
(über die untere
Oberfläche 426 und
obere Oberfläche 366), welche
den leitfähigen
Bolzen 332 weg von dem oberen Ende 342 der Hülse 330 bewegt
(oder hin zu dem Inneren des Gehäuses 310).
Diese Bewegung des Bolzens 332 komprimiert das Federelement 334 zwischen
Flansch 370 des Bolzens 332 und Absatz 372 der
Hülse 330.
Wie oben beschrieben, erzeugt die Kompression des Federelements 334 eine
Federkraft, welche der Bewegung des Bolzens 332 weg von
dem oberen Ende 342 der Hülse 330 entgegengerichtet
ist (oder hin zu dem Inneren des Gehäuses 310). Diese Federkraft
drückt
die obere Oberfläche 366 des
Bolzens 332 gegen die untere Oberfläche 426 des leitfähigen Elements 420,
wobei eine zuverlässige
elektrische Kopplung zwischen der Motorwicklung 360 und
Wechselrichter-Ausgangsanschluss 320 bereitgestellt wird.
Zusätzlich
stellt die Federkraft eine Unterstützung für Wartungspersonal oder andere
Personen bereit, welche das Wechselrichtersystem entfernen, da die
Federkraft den Anschlussblock 400 weg von der Verbindungsanordnung 300 drückt.
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Während wenigstens
eine beispielhafte Ausführungsform
in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung dargestellt worden
ist, sollte zur Kenntnis genommen werden, dass eine große Anzahl
an Variationen existiert. Es sollte außerdem zur Kenntnis genommen
werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften
Ausführungsformen
lediglich Beispiele sind, und nicht den Umfang, die Anwendbarkeit,
oder Konfiguration der Erfindung in irgendeiner Weise beschränken sollen. Vielmehr
stellt die vorangegangene detaillierte Beschreibung dem Fachmann
eine geeignete Beschreibung zum Ausführen der beispielhaften Ausführungsform
oder der beispielhaften Ausführungsformen
bereit. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass verschiedene Änderungen
in der Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne
den Umfang der Erfin dung, wie es in den beigefügten Ansprüchen und den rechtlichen Äquivalenten
davon definiert ist, zu verlassen.