DE102012019884A1 - Skalierbares Verbindersystem für parallele Stromkreise - Google Patents
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Abstract
Ein Hochspannungsverbindersystem umfasst einen ersten Kopfteil zum Verbinden mit einem ersten elektronischen Gerät, einen ersten Verbinder, welcher sich mit dem ersten Kopfteil verbindet, einen zweiten Kopfteil, welcher sich mit einem zweiten elektronischen Gerät verbindet, einen zweiten Verbinder, welcher sich mit dem zweiten Kopfteil verbindet und eine erste Mehrzahl von Drähten, welche den ersten Verbinder mit dem zweiten Verbinder verbinden. Der erste Kopfteil umfasst eine erste Mehrzahl von Kopfteilklemmen, welche elektrisch miteinander so verbunden sind, dass ein elektrischer Hochspannungsstrom in eine Mehrzahl von Unterströmen geteilt wird. Der zweite Kopfteil weist eine Mehrzahl von Kopfteilklemmen auf, welche elektrisch miteinander so verbunden sind, dass die Mehrzahl von Unterströmen zusammengefügt wird, um den ersten elektrischen Hochspannungsstrom wieder auszubilden.
Description
- ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
- 1. Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Verbindersysteme für Hochspannungsanwendungen und insbesondere elektrische Verbindersysteme in Hybridelektrofahrzeugen.
- 2. Stand der Technik
- Elektrofahrzeuge und Hybridelektrofahrzeuge werden zunehmend populärer. Solche Fahrzeuge besitzen typischerweise eine Hochspannungsbatterie und einen batteriebetriebenen Elektromotor. Zusätzlich umfassen diese Fahrzeuge gewöhnlich Wechselrichter, Generatoren, Verteilerkästen und andere Hochspannungskomponenten.
- Elektrofahrzeuge und Hybridelektrofahrzeuge erfordern elektrische Verbindersysteme, welche bei Hochspannung und Strömen zwischen 150 Ampere bis 400 Ampere betrieben werden können. Solche Verbindersysteme umfassen typischerweise sehr dicke Verdrahtungen, welche relativ steif sein können, was ihre Integration in solche Fahrzeuge schwierig gestaltet. Dickere Drähte neigen dazu, etwas ineffizient in Bezug auf Wärmeableitung zu sein. Die hohen Ströme und die Wärmeerfordernisse bedingen den Einsatz von Kupferdraht, welcher sowohl teurer als auch schwerer ist als Metalle wie Aluminium. Gewichtsverringerung ist besonders wichtig bei Elektro- und Hybridelektrofahrzeugen.
- Dementsprechend besteht ein Bedarf an verbesserten elektrischen Verbindersystemen für Elektro- und Hybridelektrofahrzeuganwendungen.
- KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung löst eines oder mehrere Probleme des Stands der Technik, indem sie mindestens in einer Ausführungsform ein Hochspannungsverbindersystem zum elektrischen Verbinden elektronischer Geräte in einem Elektro- und/oder Hybridelektrofahrzeug bereitstellt. Das System umfasst auch einen ersten Kopfteil zum Verbinden mit einem ersten elektronischen Gerät, welches einen ersten elektrischen Hochspannungsstrom abgibt, einen ersten Verbinder, welcher sich mit dem ersten Kopfteil verbindet, einen zweiten Kopfteil zum Verbinden mit einem zweiten elektronischen Gerät, welches den ersten elektrischen Hochspannungsstrom empfängt, wobei ein zweiter Verbinder mit dem zweiten Kopfteil verbindet, und eine Mehrzahl von Drähten, welche den ersten Verbinder und den zweiten Verbinder verbinden. Der erste Kopfteil umfasst eine Mehrzahl von Kopfteilklemmen, welche miteinander elektrisch verbunden sind, so dass der erste elektrische Hochspannungsstrom in eine Mehrzahl von Unterströmen aufgeteilt wird. Der erste Verbinder weist eine erste Mehrzahl von Verbinderklemmen auf, so dass jede Verbinderklemme in der ersten Mehrzahl von Verbinderklemmen elektrisch mit einer Kopfteilklemme in der ersten Mehrzahl von Kopfteilklemmen in Verbindung steht. Der zweite Kopfteil weist eine zweite Mehrzahl von Kopfteilklemmen auf, welche elektrisch miteinander verbunden sind, so dass die Mehrzahl von Unterströmen miteinander verbunden wird, um den ersten elektrischen Hochspannungsstrom wieder auszubilden. Der zweite Verbinder umfasst eine zweite Mehrzahl von Verbinderklemmen, so dass jede Verbinderklemme in der zweiten Mehrzahl von Verbinderklemmen elektrisch eine Kopfteilklemme in der zweiten Mehrzahl von Kopfteilklemmen kontaktiert. Schließlich verbindet jeder Draht in der Mehrzahl von Drähten elektrisch eine Verbinderklemme in der ersten Mehrzahl von Verbinderklemmen mit einer Verbinderklemme in der zweiten Mehrzahl von Verbinderklemmen.
- In einer anderen Ausführungsform wird ein Hochspannungsverbindersystem bereitgestellt. Das System umfasst auch einen ersten Kopfteil zum Verbinden mit dem ersten elektronischen Hochspannungsgerät, welches eine Mehrzahl von Hochspannungsströmen ausgibt, einen ersten Verbinder, welcher sich mit dem ersten Kopfteil verbindet, einen zweiten Kopfteil zum Verbinden mit dem zweiten elektronischen Gerät, welches die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungsströmen empfängt, einen zweiten Verbinder, welcher sich mit dem zweiten Kopfteil verbindet, und eine Mehrzahl von Drähten. Der erste Kopfteil umfasst eine erste Mehrzahl von Kopfteilklemmen. Die Kopfteilklemmen in der Mehrzahl von Kopfteilklemmen sind elektrisch miteinander so verbunden, dass jeder elektrische Hochspannungsstrom in der Mehrzahl von elektrischen Hochspannungsströmen in einen Satz Unterströme geteilt wird. Der erste Verbinder umfasst eine erste Mehrzahl von Verbinderklemmen. Jede Verbinderklemme in der ersten Mehrzahl von Verbinderklemmen kontaktiert eine Kopfteilklemme in der ersten Mehrzahl von Kopfteilklemmen elektrisch. Der zweite Kopfteil umfasst eine zweite Mehrzahl von Kopfteilklemmen, welche miteinander elektrisch so verbunden sind, dass jeder Satz von Unterströmen zusammengefügt wird, um die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungsströmen wieder auszubilden. Der zweite Verbinder umfasst eine zweite Mehrzahl von Verbinderklemmen. Jede Verbinderklemme in der zweiten Mehrzahl von Verbinderklemmen kontaktiert eine Kopfteilklemme in der zweiten Mehrzahl von Kopfteilklemmen elektrisch. Jeder Draht verbindet eine Verbinderklemme in der ersten Mehrzahl von Verbinderklemmen mit einer Verbinderklemme in der zweiten Mehrzahl von Verbinderklemmen elektrisch.
- Vorteilhafterweise erlauben die Ausführungsformen der Erfindung den Einsatz von vielen kleiner bemessenen Klemmen und kleiner bemessenen mehrfachen parallelen Drähten, um einen starken Strom von einer Seite einer betriebsfähigen Schnittstelle zu einer anderen zu übertragen. Dies stellt den Unterschied zur normalen Anordnung dar, in welcher größere Klemmen und ein einzelner größerer Draht verwendet werden, um den gleichen Strom zu übertragen. Der Einsatz von kleineren parallelen Drähten mit der gleichen Gesamtquerschnittsfläche wie ein gegebener einzelner größerer Draht erlaubt eine bessere Wärmeableitung, wodurch die Übertragung eines stärkeren Stroms bei gleichem Temperaturanstieg über die Umgebungstemperatur als der einzelne Draht ermöglicht wird. Im Falle von Wechselströmen weisen parallele Drähte mit der gleichen Gesamtquerschnittsfläche wie ein vorgegebener einzelner größerer Draht eine größere wirksame Querschnittsfläche aufgrund des Skineffekts auf. In ähnlicher Weise erlaubt der Einsatz von kleineren mehrfachen Klemmen ebenfalls eine bessere Wärmeableitung, indem eine größere Wärmeableitungsfläche bereitgestellt wird, und eine größere Drahtkontaktfläche. Schließlich erlaubt das Verbindersystem die einfache Umsetzung aufgrund der relativen Einfachheit beim Handhaben von kleineren Drähten.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridelektrofahrzeugs, welches eine Ausführungsform eines Hochspannungsverbindersystems umsetzt; -
2A und2B stellen schematische Darstellungen von Ausführungsformen eines Hochspannungsverbindersystems bereit; -
3A ,3B ,3C und3D stellen schematische Darstellungen bereit, welche die Verbindung von Kopfteilklemmen mit Verbinderklemmen zeigen; -
4A und4B stellen schematische Darstellungen eines Hochspannungsverbindersystems zum Verbinden von Geräten mit einer Mehrzahl von Hochspannungsströmen bereit; -
5 ist eine schematische Darstellung eines Hochspannungsverbindersystems zum Verbinden eines elektronischen Geräts mit einer Mehrzahl von anderen Geräten; -
6 ist eine schematische Darstellung eines Hochspannungsverbindersystems, welches zum Verbinden von Drehstrom-Geräten geeignet ist; -
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Kopfteils mit sechs Kopfteilklemmen; -
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbinders mit sechs Verbinderklemmen; und -
9 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbinders mit vier Verbinderklemmen. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
- Bezug wird nun detailliert auf derzeit bevorzugte Zusammensetzungen, Ausführungsformen und Verfahren der vorliegenden Erfindung genommen, welche die besten Weisen der Umsetzung der Erfindung darstellen, wie sie derzeit den Erfindern bekannt sind. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich. Jedoch versteht es sich von selbst, dass die offenbarten Ausführungsformen bloß beispielspielhaft für die Erfindung sind, welche in verschiedenen und alternativen Formen umgesetzt werden kann. Daher dürfen besondere Details, welche hierin offenbart werden, nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern bloß als eine veranschaulichende Grundlage für beliebige Aspekte der Erfindung und/oder als eine veranschaulichende Grundlage zur Unterweisung von Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik, um die vorliegende Erfindung verschiedenartig einzusetzen.
- Außer in den Beispielen oder wo dies ausdrücklich anders gekennzeichnet ist, verstehen sich alle numerischen Mengen in dieser Beschreibung, welche Mengen von Material oder Reaktionsbedingungen und/oder Einsatzbedingungen bezeichnen, in der Beschreibung des weitesten Umfangs der Erfindung als modifiziert durch das Wort ”ungefähr”. Eine Umsetzung innerhalb der festgestellten numerischen Grenzen wird im Allgemeinen bevorzugt. Auch sind, außer wenn ausdrücklich Gegensätzliches angegeben wird, Prozent, ”Teile von” und Verhältniswerte gewichtsbezogen; umfasst die Beschreibung einer Gruppe oder Klasse von Materialien als geeignet oder bevorzugt für einen gegebenen Zweck in Verbindung mit der Erfindung, dass Mischungen von zwei oder mehr beliebigen Elementen der Gruppe oder Klasse gleich geeignet oder bevorzugt sind; auch erstreckt sich die erste Definition eines Akronyms oder einer anderen Abkürzung auf alle hierin nachfolgenden Verwendungen derselben Abkürzung und gilt auch mutatis mutandis für normale grammatische Variationen der anfänglich definierten Abkürzung; und, außer wenn ausdrücklich Gegensätzliches angegeben wird, wird das Messen einer Eigenschaft durch dieselbe Technik, wie zuvor oder später für die selbe Eigenschaft zitiert, ausgeführt.
- Es versteht sich auch von selbst, dass diese Erfindung nicht durch die besonderen Ausführungsformen und Verfahren, wie unten beschrieben, eingeschränkt ist, da besondere Komponenten und/oder die Bedingungen sich natürlich verändern können. Des Weiteren wird die Terminologie, welche hierin verwendet wird, nur für den Zweck der Beschreibung besonderer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet und ist nicht als in irgendeiner Weise einschränkend gedacht.
- Es muss ebenfalls beachtet werden, dass, wie in der Beschreibung und den anhängigen Ansprüchen verwendet, die Einzahlform ”ein/eine, eines” und ”der/die/das” Mehrzahlbezüge umfassen, außer der Kontext verlangt es ausdrücklich anders. Zum Beispiel umschließt die Bezeichnung einer Komponente in der Einzahl eine Mehrzahl von Komponenten.
- Der Begriff ”Hochspannungsstrom”, wie hierin verwendet, bezieht sich auf den Strom, welcher von einer Spannung von 100 Volt oder höher abgeleitet ist. Der Hochspannungsstrom ist typischerweise größer als oder gleich 100 Ampere. In vielen Anwendungen reicht der Hochspannungsstrom von über 100 A bis ungefähr 600 A oder höher. Es sollte bedacht werden, dass höhere Ströme dickere Drähte und größere Klemmen erfordern.
- Mit Bezugnahme auf
1 wird eine schematische Darstellung eines Hybridelektrofahrzeugs, welches eine Ausführungsform eines Hochspannungsverbindersystems umsetzt, dargestellt. Das Hybridelektrofahrzeug10 umfasst elektronische Geräte12 bis22 . Der Generator12 wird durch den Benzinmotor24 angetrieben, welcher dazu verwendet wird, die Batterie16 über den Wechselrichter14 zu laden. In gleicher Weise stellt die Batterie16 Energie für den Elektromotor22 über den Wechselrichter20 durch Umwandeln von Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) bereit. Typischerweise wird der Elektromotor22 durch Drehstrom betrieben. Der Verteilerkasten18 wird dazu verwendet, Strom von der Batterie16 zu verschiedenen Geräten im Hybridelektrofahrzeug bereitzustellen, darunter, aber nicht beschränkt darauf, der Wechselrichter20 . Die elektronischen Geräte12 bis22 sind elektrisch durch die Verbindersysteme26 bis34 verbunden, wie in1 dargestellt. Die Details der Hochspannungsverbindersysteme, welche für eines oder für mehrere der Verbindersysteme26 bis34 verwendet werden können, sind im Folgenden dargelegt. - Mit Bezugnahme auf
2A ,2B ,3A ,3B ,3C und3D sind schematische Darstellungen, welche ein Hochspannungsverbindersystem zum elektrischen Verbinden von elektronischen Geräten in einem Hybridelektrofahrzeug darstellen, bereitgestellt.2A ist eine schematische Darstellung eines Hochspannungsverbindersystems, welches Stecker in den Kopfteilen und zum elektrischen Verbinden von zwei elektronischen Komponenten verwendet.2B ist eine schematische Darstellung eines Hochspannungsverbindersystems, welches Buchsen in den Kopfteilen und zum elektrischen Verbinden von zwei elektronischen Komponenten verwendet.3A ,3B ,3C und3D stellen schematische Darstellungen bereit, welche die Verbindung von Kopfteilklemmen mit Verbinderklemmen zeigen. Das Hochspannungsverbindersystem40 verbindet das erste elektronische Gerät42 , welches einen ersten elektrischen Hochspannungsstrom I1 ausgibt, mit dem zweiten elektronischen Gerät44 , welches den ersten elektrischen Hochspannungsstrom I1 empfängt. Der Strom kann entweder DC oder AC sein. Typischerweise arbeiten das erste elektronische Gerät42 und das zweite elektronische Gerät44 mit Spannungen, die höher als ungefähr 100 V sind, und mit Strömen von ungefähr 150 A bis ungefähr 600 A oder mehr. In einer Verbesserung arbeiten das erste elektronische Gerät42 und das zweite elektronische Gerät44 mit Spannungen, die höher als ungefähr 200 V sind. Das Hochspannungsverbindersystem40 umfasst auch einen ersten Kopfteil46 zum Verbinden mit dem ersten elektronischen Gerät42 , einen ersten Verbinder48 , welcher sich mit dem ersten Kopfteil verbindet, einen zweiten Kopfteil50 zum Verbinden mit dem zweiten elektronischen Gerät44 , einen zweiten Verbinder52 , welcher sich mit dem zweiten Kopfteil50 verbindet, und eine Mehrzahl54 von Drähten. Der erste Kopfteil46 umfasst eine erste Mehrzahl60 von Kopfteilklemmen62 1,62 2, welche elektrisch miteinander so verbunden sind, dass der erste Strom I1 in eine Mehrzahl von parallelen Unterströmen I1 1, I1 2 geteilt wird. Der erste Verbinder48 umfasst eine erste Mehrzahl64 von Verbinderklemmen66 1,66 2, so dass jede Verbinderklemme in der ersten Mehrzahl64 von Verbinderklemmen elektrisch eine Kopfteilklemme in der ersten Mehrzahl60 von Kopfteilklemmen kontaktiert. Der zweite Kopfteil50 weist eine zweite Mehrzahl70 von Kopfteilklemmen72 1,72 2 auf, welche elektrisch miteinander so verbunden sind, dass die Mehrzahl von Unterströmen I1 1, I1 2 zusammengefügt wird, um den ersten elektrischen Strom wieder auszubilden. Der zweite Verbinder52 umfasst eine zweite Mehrzahl74 von Verbinderklemmen76 1,76 2, so dass jede Verbinderklemme in der zweiten Mehrzahl von Verbinderklemmen elektrisch eine Kopfteilklemme in der zweiten Mehrzahl von Kopfteilklemmen kontaktiert. Schließlich verbindet jeder Draht56 1,56 2 in der Mehrzahl54 von Drähten elektrisch eine Verbinderklemme in der ersten Mehrzahl von Verbinderklemmen mit einer Verbinderklemme in der zweiten Mehrzahl von Verbinderklemmen. - Obwohl
2A und2B ein Beispiel darstellen, in welchem die erste Mehrzahl60 und die zweite Mehrzahl70 von Kopfteilklemmen und die erste Mehrzahl66 und die zweite Mehrzahl76 von Verbinderklemmen jeweils nur zwei Klemmen umfassen, so sollte beachtet werden, dass praktisch jede beliebige Anzahl (n) an Klemmen eingesetzt werden kann, um I1 in n Unterströme zu teilen und dann die n Unterströme wiederzuverbinden. Typischerweise ist n eine ganze Zahl von 2 bis 20. In einer Verbesserung ist n 2 bis 4. - In einer Verbesserung ist die Querschnittsfläche der Drähte
56 1,56 2 geringer als die Querschnittsfläche eines einzelnen Drahtes, der in der Lage ist, den ersten Strom vom ersten zum zweiten elektronischen Gerät zu leiten. Allgemein gesagt, beträgt die kumulierte Querschnittsfläche der Drähte56 1,56 2 von 70% bis ungefähr 130% der Querschnittsfläche eines einzelnen Drahtes, welcher in der Lage ist, den ersten Strom vom ersten zum zweiten elektronischen Gerät zu leiten. Wie oben dargelegt, erlaubt die Verwendung kleinerer paralleler Drähte der gleichen Gesamtquerschnittsfläche wie ein gegebener einzelner größerer Draht bessere Wärmeableitung, wodurch die Übertragung eines stärkeren Stroms bei gleichem Temperaturanstieg über die Umgebungstemperatur als bei dem einzelnen Draht ermöglicht wird. Im Falle von AC-Strömen weisen parallele Drähte von derselben Gesamtquerschnittsfläche wie ein gegebener einzelner größerer Draht eine größere Wirkquerschnittsfläche aufgrund des Skineffekts auf. In ähnlicher Weise erlaubt der Einsatz kleinerer mehrfacher Klemmen ebenfalls eine bessere Wärmeableitung, indem eine größere Wärmeableitungsoberfläche und eine größere Drahtkontaktoberfläche 2 bereitgestellt wird. Die Parallelverdrahtung, welche in den Hochspannungsverbindersystemen verwendet wird, ermöglicht es, dass einzelne Kupferdrähte einer gewissen Stärke durch zwei Aluminiumdrähte desselben kumulativen Querschnitts ersetzt werden können. In den Fällen, wo ein einzelner Kupferdraht durch einen einzelnen Aluminiumdraht ersetzt wird, muss die Dicke des Aluminiumleiters um 50% erhöht werden, um den gleichen Strom leiten zu können. Zum Beispiel weist ein einzelner 95 mm2 Kupferdraht einen Nennstrom von 455 A ununterbrochenen Stroms auf, während ein einzelner 59 mm2 Aluminiumdraht einen Nennstrom von 225 A ununterbrochenen Stroms besitzt. Daher können zwei Aluminiumdrähte 510 A leiten. Aus diesen technischen Daten ergibt sich, dass ein einzelner Kupferdraht 4,8 A/mm2 leitet, während zwei Aluminiumdrähte 4,3 A/mm2 leiten. Zwei Aluminiumdrähte mit einem kumulativen Querschnitt von 95 mm2 können 410 A leiten, gegenüber 450 A für einen Kupferdraht. Daher kann der Kupferdraht durch zwei Aluminiumdrähte von ungefähr der gleichen Querschnittsfläche ersetzt werden. Schließlich ermöglichen die Verbindersysteme die einfache Umsetzung wegen der relativen Einfachheit beim Handhaben von dünneren Drähten. - Mit Bezugnahme auf
3A ,3B ,3C und3D werden schematische Darstellungen von verschiedenen Kopfteilklemmen- und Verbinderklemmenkonfigurationen bereitgestellt.3A und3B liefern ein Beispiel, in welchem die Kopfteilklemmen62 1,62 2,72 1,72 2 Stecker sind, während die Verbinderklemmen66 1,66 2,76 1,76 2 Buchsen sind.3C und3D liefern ein Beispiel, in welchem die Kopfteilklemmen62 1,62 2,72 1,72 2 Buchsen sind, während die Verbinderklemmen66 1,66 2,76 1,76 2 Stecker sind. Allgemein wird bevorzugt, dass die Verbinderklemmen Buchsenverbinder sind, so dass die Klemmen geschützt im Verbindergehäuse positioniert werden können, wodurch sich Belastungs/Führungs-Merkmale ergeben. In dieser Variation sind die Kopfteilklemmen Stecker. Stecker sind aus einer einzelnen Metallklinge ausgebildet, wobei Buchsen solche Klingen an beiden Seiten kontaktieren (d. h. einpassen). In dieser Variation sind die Buchsen mit einem einzigen Draht geklemmt, wobei jeder einzelne Schaltkreis einen Draht und eine Buchse an jedem Ende aufweist und eine definierte Strommenge leitet. - Nochmals mit Bezugnahme auf
3A ,3B ,3C und3D wird eine Metallbusschiene78 eingesetzt, um die Kopfteilklemmen62 1 und62 2 miteinander zu verbinden. In ähnlicher Weise wird die Metallbusschiene79 verwendet, um die Kopfteilklemmen72 1 und72 2 miteinander zu verbinden. In Konfigurationen, in welchen der elektrische Strom in mehr als 2 Unterströme geteilt wird, verbinden die Busschienen mehr als 2 Kopfteilklemmen. - Mit Bezugnahme auf
4A und4B wird ein Hochspannungsverbindersystem bereitgestellt.4A ist eine schematische Darstellung eines Hochspannungsverbindersystems, welches Stecker in den Kopfteilen und zum elektrischen Verbinden zweier elektronischer Komponenten verwendet.4B ist eine schematische Darstellung eines Hochspannungsverbindersystems, welches Buchsen in den Kopfteilen und zum elektrischen Verbinden zweier elektronischer Komponenten verwendet. Das Hochspannungsverbindersystem80 verbindet das erste elektronische Gerät42 , welches eine Mehrzahl von elektrischen Hochspannungsströmen I1 bis Im ausgibt, elektrisch mit dem zweiten elektronischen Gerät44 , welches die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungsströmen I1 bis Im empfängt. Typischerweise ist m eine ganze Zahl von 1 bis 20. In den meisten Abänderungen ist m 1, 2, 3, 4, 5 oder 6. Das System umfasst einen ersten Kopfteil46 zum Verbinden mit dem ersten elektronischen Gerät44 , einen ersten Verbinder48 , welcher sich mit dem ersten Kopfteil46 verbindet, einen zweiten Kopfteil50 zum Verbinden mit dem zweiten elektronischen Gerät44 , einen zweiten Verbinder52 , welcher sich mit dem zweiten Kopfteil50 verbindet, und eine Mehrzahl von Drähten54 . Der erste Kopfteil46 umfasst eine erste Mehrzahl60 von Kopfteilklemmen62 1 bis62 2m. Untergruppen der Kopfteilklemmen62 1 bis62 2m sind elektrisch miteinander so verbunden, dass jeder elektrische Hochspannungsstrom Im in einen Satz von parallelen Unterströmen Im 1 bis Im s aufgeteilt wird, wobei s eine ganze Zahl ist. Typischerweise ist s 2, 3 oder 4. In vielen Anwendungen ist s 2, wie im Besonderen in4 dargestellt. Der erste Verbinder48 umfasst eine erste Mehrzahl64 von Verbinderklemmen66 1 bis66 2m. Jede Verbinderklemme66 1 bis66 2m kontaktiert eine Kopfteilklemme62 1 bis62 2m. Der zweite Kopfteil50 weist eine zweite Mehrzahl70 von Kopfteilklemmen72 1 bis72 2m auf. Untergruppen von Kopfteilklemmen72 1 bis72 2m sind elektrisch miteinander so verbunden, dass jeder Satz von Unterströmen Im 1 bis Im s miteinander verbunden wird, um die Mehrzahl von Hochspannungsströmen Im wieder auszubilden. Der zweite Verbinder52 umfasst eine zweite Mehrzahl74 von Verbinderklemmen76 1 bis76 2m. Jede Verbinderklemme76 1 bis76 2m kontaktiert elektrisch eine Kopfteilklemme72 1 bis72 2m. Jeder Draht56 1 bis56 2m verbindet eine Verbinderklemme in der ersten Mehrzahl64 von Verbinderklemmen mit einer Verbinderklemme in der zweiten Mehrzahl74 von Verbinderklemmen. - Mit Bezugnahme auf
5 wird eine schematische Darstellung eines Verbindersystems bereitgestellt, welches ein erstes elektronisches Gerät mit einer Mehrzahl von anderen Geräten verbindet. In der vorliegenden Variation verbindet das Verbindersystem80 das erste elektronische Gerät42 mit einer Mehrzahl von Geräten44 1 bis44 m. Man sollte zu schätzen wissen, dass die elektrische Verbindung von Untergruppen der Kopfteilklemmen62 1 bis62 2m und der Untergruppen der Kopfteilklemmen72 1 bis72 2m unter Verwendung einer Busschiene gestaltet werden kann, wie in3A und3B dargestellt. - Mit Bezugnahme auf
6 wird ein besonderes Beispiel des Verbindersystems aus4A und4B bereitgestellt, welches zum Verbinden von Drehstromgeräten geeignet ist. Dieses Beispiel veranschaulicht, dass wenigstens sechs Kopfteilklemmen62 1 bis62 2m im ersten Kopfteil46 , wenigstens sechs Kopfteilklemmen72 1 bis72 2m im zweiten Kopfteil50 , wenigstens sechs Verbinderklemmen66 1 bis66 2m im ersten Verbinder48 und wenigstens sechs Verbinderklemmen76 1 bis76 2m im ersten Verbinder52 zum Verbinden von Drehstromgeräten42 und44 notwendig sind. - Mit Bezugnahme auf
7 und8 werden schematische Darstellungen eines Kopfteils und eines Verbinders, jeweils mit sechs Klemmen, bereitgestellt. Der Kopfteil110 umfasst die Kopfteilklemmen112 bis122 , welche in Vertiefungen im Gehäuse124 angebracht sind. Die Kopfteilklemmen112 bis122 sind Stecker. Der Verbinder130 umfasst die Verbinderklemmen132 bis142 , welche im Gehäuse144 angebracht sind. Die Verbinderklemmen132 bis142 sind Buchsen. Die Drähte150 bis162 stehen in elektrischer Verbindung mit den Verbinderklemmen132 bis142 . - Mit Bezugnahme auf
9 wird eine schematische Darstellung eines Verbinders mit vier Klemmen bereitgestellt. Der Verbinder160 umfasst die Verbinderklemmen162 bis168 , welche im Gehäuse170 angebracht sind. Die Verbinderklemmen162 bis168 sind Buchsen. Die Drähte172 bis178 stehen in elektrischer Verbindung mit den Verbinderklemmen132 bis142 . - Während Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht und beschrieben wurden, besteht dennoch nicht die Absicht, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung veranschaulichen und beschreiben. Vielmehr sind die Wörter, welche in der Patentschrift verwendet wurden, Wörter der Beschreibung statt der Einschränkung, und es versteht sich von selbst, dass verschiedene Veränderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen.
Claims (11)
- Hochspannungsverbindersystem, umfassend: einen ersten Kopfteil zum Verbinden mit einem ersten elektronischen Gerät, wobei das erste elektronische Gerät einen ersten elektrischen Hochspannungsstrom liefert, wobei der erste Kopfteil eine erste Mehrzahl von Kopfteilklemmen umfasst, die elektrisch miteinander so verbunden sind, dass der erste elektrische Strom in eine Mehrzahl von Unterströmen geteilt wird; einen ersten Verbinder, welcher sich mit dem ersten Kopfteil verbindet, wobei der erste Verbinder eine erste Mehrzahl von Verbinderklemmen umfasst, wobei jede Verbinderklemme in der ersten Mehrzahl von Verbinderklemmen elektrisch mit einer Kopfteilklemme in der ersten Mehrzahl von Kopfteilklemmen in Kontakt steht; einen zweiten Kopfteil zum Verbinden mit einem zweiten elektronischen Gerät, wobei das zweite elektronische Gerät den ersten elektrischen Hochspannungsstrom empfängt, wobei der zweite Kopfteil eine zweite Mehrzahl von Kopfteilklemmen umfasst, die elektrisch miteinander so verbunden sind, dass die Mehrzahl von Unterströmen miteinander verbunden wird, um den ersten elektrischen Strom wieder auszubilden; einen zweiten Verbinder, welcher sich mit dem zweiten Kopfteil verbindet, wobei der zweite Verbinder eine zweite Mehrzahl von Verbinderklemmen umfasst, wobei jede Verbinderklemme in der zweiten Mehrzahl von Verbinderklemmen elektrisch mit einer Kopfteilklemme in der zweiten Mehrzahl von Kopfteilklemmen in Kontakt steht; und eine Mehrzahl von Drähten, wobei jeder Draht elektrisch eine Verbinderklemme in der ersten Mehrzahl von Verbinderklemmen mit einer Verbinderklemme in der zweiten Mehrzahl von Verbinderklemmen verbindet.
- Hochspannungsverbindersystem nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Drähten Aluminiumdrähte umfasst.
- Hochspannungsverbindersystem nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Mehrzahl von Verbinderklemmen jeweils unabhängig Buchsenklemmen und die erste und die zweite Mehrzahl von Kopfteilklemmen jeweils unabhängig Steckerklemmen umfassen.
- Hochspannungsverbindersystem nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Mehrzahl von Verbinderklemmen jeweils unabhängig Steckerklemmen und die erste und die zweite Mehrzahl von Kopfteilklemmen jeweils unabhängig Buchsenklemmen umfassen.
- Hochspannungsverbindersystem nach Anspruch 1, wobei die Querschnittsfläche jedes Drahtes in der Mehrzahl von Drähten kleiner ist als die Querschnittsfläche eines einzelnen Drahtes, der in der Lage ist, den ersten Strom vom ersten zum zweiten elektronischen Gerät zu leiten.
- Hochspannungsverbindersystem nach Anspruch 1, wobei der erste Hochspannungsstrom ein Gleichstrom oder ein Wechselstrom ist.
- Hochspannungsverbindersystem nach Anspruch 1, wobei der erste Hochspannungsstrom in zwei Unterströme geteilt wird.
- Hochspannungsverbindersystem nach Anspruch 6, wobei die erste und die zweite Mehrzahl von Verbinderklemmen jeweils unabhängig aus zwei Verbinderklemmen und die erste und die zweite Mehrzahl von Kopfteilklemmen jeweils unabhängig aus zwei Kopfteilklemmen bestehen.
- Hochspannungsverbindersystem nach Anspruch 1, wobei das erste elektronische Gerät eine Mehrzahl von Hochspannungsströmen abgibt.
- Hochspannungsverbindersystem nach Anspruch 9, dazu konfiguriert, das erste elektronische Gerät mit einer Mehrzahl von anderen Geräten zu verbinden.
- Hochspannungsverbindersystem, umfassend: einen ersten Kopfteil zum Verbinden mit einem ersten elektronischen Gerät, wobei das erste elektronische Gerät eine Mehrzahl von elektrischen Hochspannungsströmen abgibt, wobei der erste Kopfteil eine erste Mehrzahl von Kopfteilklemmen umfasst, wobei die Kopfteilklemmen in der Mehrzahl von Kopfteilklemmen elektrisch miteinander so verbunden sind, dass jeder Hochspannungselektronikstrom in einen Satz von Unterströmen geteilt wird; einen ersten Verbinder, welcher sich mit dem ersten Kopfteil verbindet, wobei der erste Verbinder eine erste Mehrzahl von Verbinderklemmen umfasst, wobei jede Verbinderklemme in der ersten Mehrzahl von Verbinderklemmen elektrisch mit einer Kopfteilklemme in der ersten Mehrzahl von Kopfteilklemmen in Kontakt steht; einen zweiten Kopfteil zum Verbinden mit einem zweiten elektronischen Gerät, wobei das zweite elektronische Gerät die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungsströmen empfängt, wobei der zweite Kopfteil eine zweite Mehrzahl von Kopfteilklemmen umfasst, die elektrisch miteinander so verbunden sind, dass jeder Satz von Unterströmen miteinander verbunden wird, um die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungsströmen wieder auszubilden; einen zweiten Verbinder, welcher sich mit dem zweiten Kopfteil verbindet, wobei der zweite Verbinder eine zweite Mehrzahl von Verbinderklemmen umfasst, wobei jede Verbinderklemme in der zweiten Mehrzahl von Verbinderklemmen elektrisch mit einer Kopfteilklemme in der zweiten Mehrzahl von Kopfteilklemmen in Kontakt steht; und eine Mehrzahl von Drähten, wobei jeder Draht elektrisch eine Verbinderklemme in der ersten Mehrzahl von Verbinderklemmen mit einer Verbinderklemme in der zweiten Mehrzahl von Verbinderklemmen verbindet.
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