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Die Erfindung betrifft einen Klemmblock zur Hochvolt-Kontaktierung mit Toleranzausgleich und ein Hybridmodul aufweisend den Klemmblock.
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Aus dem Stand der Technik sind Klemmböcke zur Hochvolt-Kontaktierung bekannt. Die Klemmblöcke dienen einer Hochvolt-Verbindung einer Leistungselektronik mit einem Hybridmodul, wobei ein Klemmblock mit Anschlüssen eines Elektro-Motors mittels Schrauben verschraubt wird. Zum Ausgleich von Toleranzen in der X-Y-Ebene weisen die Anschlüsse jeweils Langlöcher zur Aufnahme der Schrauben auf.
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Nachteilig am Stand der Technik ist, dass ein benötigter Toleranzausgleich in einer Z-Richtung, sich nicht sinnvoll realisieren lässt. Vorgegebene Montageprozess und deren einzuhaltende Reihenfolge, die fehlerbehaftet sein können sowie zusätzlich auftretende Spannungen und Kräfte, die infolge der trotz flexiblen Gestaltung der Anschlüsse am Elektro-Motor auftreten können, können negative Auswirkungen auf die Lebensdauergestaltung des Elektro-Motors nach sich ziehen.
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Es besteht somit die technische Aufgabe, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden. Es soll ein Konzept entwickelt werden, bei dem die Hochvolt-Kontaktierung so kompakt wie möglich gestaltet ist, wobei eine Verbindung zwischen den Anschlüssen eines Elektro-Motors und einem Stecker der Hochvolt-Kontaktierung eine automatische Einstellbarkeit und einen Toleranzausgleich in Z-Richtung gewährleistet. Die Verbindung soll über die Lebensdauer halten. Ferner soll gewährleistet sein, dass ein benötigtes Drehmoment zur Erzielung der für eine Kontaktierung ausreichenden Flächenpressung appliziert werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch einen Klemmblock zur Hochvolt-Kontaktierung aufweisend mindestens eine Öffnung, die sich von der ersten Seite zu einer zweiten Seite des Klemmblocks erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass ein in die Öffnung einbringbares hohlförmiges Mittel vorgesehen ist, wobei das Mittel ein Innengewinde zur Aufnahme einer Schraube aufweist, um bei einem Anziehen der Schraube eine Verlagerung des Mittels der zweiten Seite zur ersten Seite des Klemmblocks zu ermöglichen.
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Bevorzugt erfolgt eine Verlagerung des Mittels in einer axialen Richtung, d. h. in Z-Richtung.
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Durch ein Vorsehen des Mittels lässt sich ein Toleranzausgleich an der ersten Seite des Klemmblocks auf einfache Weise erzielen. Das Innengewinde ermöglicht der Schraube beim Anziehen, d. h. beim Verschrauben, eine Verlagerung des Mittels von der zweiten Seite zur ersten Seite des Klemmblocks.
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Dabei ragt das Mittel nach einem erfolgten Verschrauben an der ersten Seite des Klemmblocks heraus.
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Vorzugsweise dient der Klemmblock der Hochvolt-Kontaktierung eines Elektro-Motors, insbesondere eines Hybridmoduls.
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Bevorzugt ist die Schraube zur Verbindung von einer inneren Leitung, insbesondere einer Stromschiene des Elektro-Motors und einer äußeren Leitung, insbesondere einem Stecker der Hochvoltanschlussverbindung, verbindbar.
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Vorzugsweise entspricht eine Anzahl von Mitteln einer Anzahl von zu befestigenden Stromschienen eines Steckers einer Hochvolt-Kontaktierungsverbindung. Bevorzugt ist mindestens eine Drehmomentabstützung auf der ersten Seite des Klemmblocks vorgesehen. Besonders bevorzugt ist eine Drehmomentabstützung zwischen zwei Mitteln anordbar.
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Damit ist eine Drehmomentabstützung zwischen zwei Stromschienen des Steckers anordbar. Bevorzugt ist ein auskragender Bereich auf der zweiten Seite, d. h. auf der der Drehmomentabstützung gegenüber liegenden Seite des Klemmblocks vorgesehen.
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Bevorzugt ist das Mittel von der zweiten Seite her in den Klemmblock einbringbar. Besonders bevorzugt ist das Mittel in den Klemmblock einschiebbar, eindrückbar oder einpressbar.
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Bevorzugt ist das Mittel aus Metall hergestellt. Besonders bevorzugt ist das Mittel eine Metallbuchse.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das Mittel einen zylindrisch ausgebildeten Teilbereich und eine am Teilbereich anschließende Verdrehsicherung auf.
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Vorzugsweise ist der Teilbereich ein vom Mittel auskragender Bereich. Bevorzugt ist der zylindrisch ausgebildeten Teilbereich hohlzylindrisch ausgebildet. Besonders bevorzugt weist die Öffnung einen Bereich auf, der als Gegenpart zum zylindrisch ausgebildeten Teilbereich ausgebildet ist.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Verdrehsicherung annähernd Quader-förmig oder Würfel-förmig ausgebildet und/oder weist mindestens eine zum zylindrisch ausgebildeten Teilbereich parallel verlaufende Kante auf.
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Bevorzugt weist die Öffnung einen Bereich auf, der als Gegenpart zur Verdrehsicherung ausgebildet ist.
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Damit lässt sich eine Sicherung gegen eine Verdrehung des Mittels auf einfache Weise realisieren.
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Bevorzugt wird beim Einbringen des Mittels zunächst der zylindrisch ausgebildeten Teilbereich und dann die Verdrehsicherung in die Öffnung des Klemmblocks eingebracht. Besonders bevorzugt ist ein Form- und/oder Kraftschluss des Mittels mit dem Klemmblock erzielbar.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der zylindrisch ausgebildete Teilbereich mindestens ein Einrastmittel auf.
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Vorzugsweise ist das Einrastmittel elastisch oder verformbar ausgebildet. Bevorzugt ist das Einrastmittel als Rasterung ausgebildet. Bevorzugt ist das Einrastmittel Haken-förmig ausgebildet. Bevorzugt ist das Einrastmittel in Richtung zur Verdrehsicherung geneigt oder gewölbt ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich ein Mittel einfach in die Öffnung einführen, jedoch nicht ohne größeren Kraftaufwand wieder aus der Öffnung herausführen, da sie sich die Einrastmittel verkanten würden.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Einrastmittel eingerichtet, eine Verlagerung von der ersten Seite zur zweiten Seite des Klemmblocks zu verhindern.
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Auf diese Weise ist das Mittel in der Öffnung nur noch in eine Richtung verlagerbar um einen Toleranzausgleich des Mittels zu erzielen.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ragt das Mittel im montierten Zustand zumindest teilweise an der ersten Seite des Klemmblocks heraus.
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Auf diese Weise lässt sich der Toleranzausgleich bewerkstelligen. Bevorzugt beträgt der Toleranzausgleich mindestens 2 mm.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht der Klemmblock aus einem isolierenden Kunststoff und/oder das Mittel weist eine Isolierschicht auf.
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Auf diese Weise sind Fehlströme vermeidbar. Ferner lässt sich der Klemmblock kostengünstig und einfach herstellen.
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Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch ein Hybridmodul aufweisend ein Getriebegehäuse und einen Klemmblock, wie zuvor beschrieben, wobei der Klemmblock in einen Aufnahmebereich des Getriebegehäuses einsetzbar ist und mit dem Getriebegehäuse verschraubbar ist.
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Damit kann der Klemmblock auf einfache Weise in den Aufnahmebereich eingesetzt und befestigt werden. Vorzugsweise weist das Hybridmodul einen Elektro-Motor auf.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Klemmblock eingerichtet, die ersten Enden der Stromschienen eines Elektro-Motors und Stecker einer Hochvoltanschlussverbindung aufzunehmen, wobei die ersten Enden der Stecker mittels Schrauben mit den ersten Enden der Stromschienen verbindbar sind und auf dem Klemmblock fixierbar sind.
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Damit lässt sich eine Hochvolt-Kontaktierung auf einfache Weise bewerkstelligen. Bevorzugt sind die Stromschienen Kupferschienen. Besonders bevorzugt sind die Stromschienen gekröpft ausgebildet.
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Vorzugsweise sind an den Enden der Stromschienen Löcher, insbesondere Langlöcher eingebracht. Auf diese Weise sind Toleranzen, die sich bei einem Befestigen oder Verschrauben der Stromschienen ergeben, ausgleichbar.
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Vorzugsweise ist der Klemmblock eingerichtet, die Stromschienen des Elektro-Motors und Stecker einer Hochvoltanschlussverbindung aufzunehmen, wobei die Stecker mit den Stromschienen verbindbar sind und auf dem Klemmblock fixierbar sind.
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Bevorzugt ist eine Verbindung als Schraubverbindung ausführbar. Besonders bevorzugt ist der Klemmblock eingerichtet, eine Schraube als Verbindungsmittel aufzunehmen um die Stecker mit den Stromschienen zu verbinden.
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Durch ein Anziehen der Schraube, wird das Mittel von der zweiten Seite zur ersten Seite des Klemmblocks verlagert, was ein automatisches Positionieren des Mittels in Z-Richtung bewirkt und einen Toleranzausgleich in axialer Richtung zur Öffnung hin ermöglicht.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft durch Figuren veranschaulicht. Es zeigen:
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1a eine schematische Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Klemmblock,
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1b eine weitere schematische Ansicht auf den erfindungsgemäßen Klemmblock aus 1a,
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1c eine weitere schematische Ansicht auf den erfindungsgemäßen Klemmblock aus 1a,
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2 eine schematische Ansicht eines Mittels zum Toleranzausgleich des erfindungsgemäßen Klemmblocks aus den vorherigen Figuren,
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3 einen schematischen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Klemmblock aus 1a,
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4 einen weiteren schematischen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Klemmblock aus 1a im eingesetzten Zustand,
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5a einen schematischen Schnitt durch das Mittel im Klemmblock aus 1a,
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5b einen weiteren schematischen Schnitt durch das Mittel im Klemmblock aus 1a,
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6 eine schematische Ansicht auf den Klemmblock nach einem Einbringen in einen Aufnahmebereich des Getriebegehäuses,
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7 Komponenten eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls,
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8 eine schematische Ansicht auf einen Klemmblock mit einer alternativen Stromschienengestaltung und
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9 einen A-A Schnitt durch 8.
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1a zeigt eine schematische Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Klemmblock. Der Klemmblock 1 weist drei Öffnungen auf, die sich von einer ersten Seite 4 zu einer zweiten Seite 5 des Klemmblocks 1 erstrecken. In die drei Öffnungen sind drei hohlförmige Mittel 3 eingebracht. Die hohlförmigen Mittel 3 dienen zur Aufnahme einer Schraube 23. Vorliegend ist eine Länge des Mittels 3 ist größer ausgebildet als eine Höhe der Öffnung 12 (Dicke des Klemmblocks 3), um bei einem Verschrauben des Klemmblocks 1 einen Toleranzausgleich in einer axialen Richtung (vgl. 5a und 5b) zur Öffnung 12 hin zu ermöglichen. Ferner sind noch zwei Drehmomentabstützungen 2 vorgesehen, die auf der ersten Seite 4 des Klemmblocks 1 angeordnet sind.
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Das Mittel 3 ragt nach einem erfolgten Einbringen in den Klemmblock 1 auf der ersten Seite 4 des Klemmblocks 1 heraus. Der Klemmblock 1 besteht aus einem isolierenden Kunststoff.
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1b und 1c zeigen weitere schematische Ansichten auf den erfindungsgemäßen Klemmblock aus 1a.
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Zusätzlich zu den in 1a beschriebenen Komponenten, ist ein Klemmfuß 6 dargestellt. Der Klemmfuß 6 auf der zweite Seite 5 des Klemmblocks 1 angebracht. Der Klemmfuß 6 dient der verbesserten Führung beim Einsetzen des Klemmblocks 1 in ein vorgesehenes Gehäuse.
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2 zeigt eine schematische Ansicht eines Mittels zum Toleranzausgleich des erfindungsgemäßen Klemmblocks aus den vorherigen Figuren.
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Das Mittel 3 weist einen zylindrisch ausgebildeten Teilbereich 9 und eine am Teilbereich 9 anschließende Verdrehsicherung 7 auf. Die Verdrehsicherung 7 weist Quader-förmig ausgebildet und weist vier zum zylindrisch ausgebildeten Teilbereich 9 parallel verlaufende Kanten 8 auf.
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Die Öffnungen im Klemmblock 1 weisen eine Form auf, die als Gegenpart zum zylindrisch ausgebildeten Teilbereich 9 ausgebildet ist. Damit ist eine Verdrehsicherung auf einfache Weise realisierbar.
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Bevorzugt wird beim Einbringen des Mittels 3 zunächst der zylindrisch ausgebildeten Teilbereich 9 und dann die Verdrehsicherung 7 in die Öffnung des Klemmblocks 1 eingebracht.
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Der zylindrisch ausgebildete Teilbereich 9 weist Einrastmittel 10 auf. Die Einrastmittel 10 sind in Richtung zur Verdrehsicherung geneigt ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich das Mittel 3 einfach in die Öffnung 12 einführen, jedoch nicht wieder aus der Öffnung 12 herausführen, da sich die Einrastmittel 10 verkanten würden. Damit ist das Mittel 3 in der axialen Richtung tatsächlich nur in eine Richtung verlagerbar. Eine Verlagerung zurück wird verhindert.
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Das Mittel 7 ist als eine hohlzylindrische Metallbuchse ausgebildet und weist ein Innengewinde 11 auf.
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Damit kann sichergestellt werden, dass ein Gewinde einer Schraube beim Anziehen, d. h. bei einem Verschrauben, genau in das Mittel 3 eingeführt werden kann, um eine Verlagerung des Mittels 3 von der zweiten Seite 5 zur ersten Seite 4 des Klemmblocks 1 in axialer Richtung zu erzielen. Bei einem Anziehen des Mittels 3 wird ein Toleranzausgleich in axialer Richtung zur Öffnung 12 hin ermöglicht.
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3 zeigt einen schematischen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Klemmblock aus 1a.
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Der Schnitt ist so geführt, dass das Mittel 3 diagonal halbiert dargestellt ist.
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4 zeigt einen weiteren schematischen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Klemmblock aus 1a im eingesetzten Zustand.
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Der Klemmblock 1 ist bereits in ein Gehäuse 15 eingesetzt.
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5a zeigt einen schematischen Schnitt durch das Mittel im Klemmblock aus 1a.
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Das Mittel 3 ist in die Öffnung 12 des Klemmblocks 1 eingesetzt. Ein Teil des Mittels 3 ragt aus der Öffnung 12 heraus. Das Maß um das der Teil aus der Öffnung 12 herausragt ist die Höhe 13, die ca. 1 mm misst. Eine Stromschiene 20 liegt auf dem Mittel 3 auf.
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Um einen sinnvollen Toleranzausgleich in axialer Richtung zu gewährleisten, sollte das Maß bevorzugt mindestens 2 mm betragen. Der Pfeil 27 verdeutlicht eine Verlagerung des Mittels 3 im Klemmblock 1 in axialer Richtung, d. h. in Z-Richtung.
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Wie in der 5b gezeigt haben sich sämtliche Einrastmittel 10 in der Öffnung 12 verkantet. Das Maß um das der Teil des Mittels 3 aus der Öffnung 12 herausragt, ist die Höhe 14, die ca. 3,5 mm misst. Die Stromschiene 20 liegt auf dem Mittel 3 auf, wobei das Mittel 3 seine Position infolge der axialen Verlagerung im Klemmblock 1 geändert hat.
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6 zeigt eine schematische Ansicht auf den Klemmblock nach einem Einbringen in einen Aufnahmebereich des Getriebegehäuses.
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Der Klemmblock 1 ist in einen Aufnahmebereich 16 des Getriebegehäuses 15 eingebracht. Die Hochvoltanschlussverbindung 26 weist ein Steckergehäuse 25 mit drei Steckern 17, 18, 19 auf.
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Der Klemmblock 1 ist eingerichtet ist, Stromschienen 20, 21, 22 eines Elektro-Motors und die Stecker 17, 18, 19 der Hochvoltanschlussverbindung 26 aufzunehmen. Die Stecker 23, 24, 25 sind mittels Befestigungsmitteln, insbesondere Schrauben, mit den Stromschienen 20, 21, 22 verbindbar und auf dem Klemmblock 1 fixierbar. Eine Verbindung der Stromschienen 20, 21, 22 mit den Steckern 17, 18, 19 erfolgt in einem Winkel von annähernd 90°. Zwischen den Steckern 17 und 18 sowie 18 und 19 sind die Drehmomentabstützungen 2 angeordnet. Wie die Stromschienen 20, 21, 22 weisen auch die Stecker 17, 18, 19 unterschiedliche Längen auf.
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7 zeigt Komponenten eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls. Das Hybridmodul 30 weist das Getriebegehäuse 15 und den Klemmblock 1 auf, der in den Aufnahmebereich des Getriebegehäuses 12 eingesetzt ist und mit dem Getriebegehäuse 12 verschraubt ist. Ferner sind die Stecker der Hochvoltanschlussverbindung 26 und die Stromschienen des Elektro-Motors (nicht gezeigt) dargestellt.
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8 zeigt eine schematische Ansicht auf einen Klemmblock mit einer alternativen Stromschienengestaltung.
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Im Unterschied zur 6 sind die Stromschienen 20, 21, 22 anders ausgestaltet.
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9 zeigt einen A-A Schnitt durch 8.
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Eine Schraube 23 ist mittels eines Schraubendrehers (nicht dargestellt) über ihren Schraubenkopf in das Mittel 3 eingedreht. Dabei hat sich das Mittel 3 infolge des Verschraubens der Schraube 23 axial verlagert um so einen Toleranzausgleich zu bewerkstelligen.
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Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Mitteln 3 sind keine Einrastmittel 9 vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Klemmblock
- 2
- Drehmomentabstützung
- 3
- Mittel
- 4
- erste Seite
- 5
- zweite Seite
- 6
- Klemmfuß
- 7
- Verdrehsicherung
- 8
- Kante
- 9
- Teilbereich
- 10
- Einrastmittel
- 11
- Innengewinde
- 12
- Öffnung
- 13
- Höhe
- 14
- Höhe
- 15
- Getriebegehäuse
- 16
- Aufnahmebereich
- 17
- Stecker
- 18
- Stecker
- 19
- Stecker
- 20
- Stromschiene
- 21
- Stromschiene
- 22
- Stromschiene
- 23
- Schraube
- 24
- Schraubenkopf
- 25
- Steckergehäuse
- 26
- Hochvoltanschlussverbindung
- 27
- Pfeil
- 30
- Hybridmodul
