DE102016205117A1

DE102016205117A1 - Kopplungselement und Stecker

Info

Publication number: DE102016205117A1
Application number: DE102016205117.2A
Authority: DE
Inventors: Marco Stöhling; Bianca Hofmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2016-11-03
Also published as: CN106099572B; CN106099572A

Abstract

Die Erfindung betrifft unter anderem Steckverbindung (40), insbesondere zur Durchleitung elektrischer Kontakte durch eine Gehäuseöffnung (2) eines Gehäuses (3) einer elektrischen Maschine (4) von einem Außenbereich (5) zu einem Innenbereich (6), wobei die Steckverbindung (40) ein Kopplungselement (1) und einen Stecker (11) zum Aufstecken auf das Kopplungselement (1) aufweist. Um bei der Durchleitung elektrischer Kontakte durch eine Gehäuseöffnung (2) einer elektrischen Maschine einen zuverlässigen und einfachen Druckausgleich, insbesondere im Automobilumfeld, zu gewährleisten, wird unter anderem vorgeschlagen, dass die Steckverbindung (40) zumindest einen Durchgangskanal (19, 27) aufweist, welcher sich jeweils entlang einer ersten Führungswand (10) des Kopplungselementes (1) und/oder entlang der zweiten Führungswand (26) des Steckers (11) zumindest zwischen einer zweiten Durchgangsöffnung (14) und dem Außenbereich (5) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung, insbesondere zur Durchleitung elektrischer Kontakte durch eine Gehäuseöffnung eines Gehäuses einer elektrischen Maschine von einem Außenbereich zu einem Innenbereich, wobei die Steckverbindung ein Kopplungselement und einen Stecker zum Aufstecken auf das Kopplungselement aufweist.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einem derartigen Kopplungselement und/oder einem derartigen Stecker sowie ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, aufweisend eine derartige elektrische Maschine.
Ein derartiges Kopplungselement bzw. ein derartiger Stecker kommen bei einer Vielzahl von elektrischen Geräten, zum Beispiel Schaltgeräten, zum Einsatz.
Zur Gewährleistung eines Druckausgleichs ist oftmals ein Druckausgleichselement als separates Bauteil verbaut. Für den korrekten Verbau ist eine definierte Schnittstelle notwendig, z.B. eine Bohrung, eine Einsenkung, eine bestimmte Oberflächengüte oder dergleichen. Die Position am Gerät ist ebenfalls zu beachten, da ein direkter Kontakt mit einem Hochdruckreinigerstrahl zu vermeiden ist.
Es gibt Katalogteile in Form eines Kunststoffteils mit eingebauter Membrane, beispielsweise Gore-Membrane.
Aus der EP 0 616 736 B1 ist eine Steckerleiste mit einem Druckausgleichselement bekannt.
Aus der DE 10 2007 024 472 A1 ist ein Getriebegehäuse für eine elektrische Antriebseinheit eines Scheibenwischer mit einer Entlüftungseinrichtung bekannt, welche eine Entlüftungsöffnung mit einem Diaphragma aufweist, wobei die Entlüftungsöffnung im Steckergehäuse ausgebildet ist, wobei das Diaphragma an einer Öffnung in der Steckergehäusewandung oder an einer Öffnung in der Wandung eines mit diesem dichtend verbundenen Steckers angeordnet ist und jeweils über den zwischen dem Stecker und dem Steckergehäuse gegebenen Freiraum mit der Entlüftungsöffnung in Verbindung steht.
Aus der DE 101 27 485 A1 ist eine Steckvorrichtung für ein Elektronikgehäuse bekannt, wobei durch den Steckerboden eine Bohrung zur luftdurchlässigen Verbindung des Innenraums mit dem Außenraum des Elektronikgehäuses verläuft.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Durchleitung elektrischer Kontakte durch eine Gehäuseöffnung einer elektrischen Maschine einen zuverlässigen und einfachen Druckausgleich zu gewährleisten, insbesondere im Automobilumfeld.
Eine Lösung der Aufgabe ergibt sich durch eine Steckverbindung der eingangs genannten Art dadurch, dass wobei das Kopplungselement aufweist:

– eine Grundplatte aufweisend einen dem Außenbereich (5) zugewandten Anschlussbereich mit zumindest einem elektrischen Kopplungsanschlusspunkt,
– eine erste Führungswand, welche den Anschlussbereich einrahmt und von der Grundplatte zum Außenbereich hin hervorragt,
– eine erste Durchgangsöffnung durch die Grundplatte, wobei die erste Durchgangsöffnung im Anschlussbereich angeordnet ist und einen Druckausgleich zwischen dem Innenbereich und dem Anschlussbereich ermöglicht,
– eine zweite Durchgangsöffnung, welche in der ersten Führungswand angeordnet,

– einen Steckeranschlussbereich mit zumindest einem Steckeranschlusspunkt und
– eine zweite Führungswand,

– den Steckeranschlussbereich einrahmt und vom Steckeranschlussbereich hervorragt,
– bei dem auf das Kopplungselement gesteckten Stecker die erste Führungswand zumindest abschnittsweise umgibt,
– derart ausgestaltet ist, dass sie bei dem auf das Kopplungselement gestecktem Stecker die zweite Durchgangsöffnung abdeckt und einen Druckausgleich zwischen dem Anschlussbereich und dem Außenbereich ermöglicht,

Ferner ergibt sich eine Lösung der Aufgabe durch eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor oder einen Umrichter, aufweisend:

– ein Gehäuse, welches eine Gehäuseöffnung aufweist und abgesehen von der Gehäuseöffnung geschlossen ausgeführt ist,
– eine derartige Steckverbindung.

Schließlich ergibt sich eine Lösung der Aufgabe durch ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, aufweisend eine derartige elektrische Maschine.
Das Kopplungselement der vorgeschlagenen Steckverbindung weist somit eine Grundplatte mit einem Anschlussbereich auf, welcher von der ersten Führungswand eingefasst wird. Auf die erste Führungswand kann der passend ausgestaltete Stecker gesteckt werden, wobei die erste Führungswand den Stecker derart führt, dass der jeweilige Steckeranschlusspunkt dem jeweiligen Kopplungsanschlusspunkt in Kontakt tritt. Zum Druckausgleich ist eine erste Durchgangsöffnung durch die Grundplatte vorgesehen.
Ein besonders zuverlässiger und einfacher Druckausgleich gelingt insbesondere, indem auch der Stecker für den Druckausgleich herangezogen wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die erste Durchgangsöffnung im Anschlussbereich und somit innerhalb des von der ersten Führungswand eingefassten Bereiches angeordnet ist. Herrscht also beispielsweise im Innenraum des Gehäuses ein Überdruck, kann Luft vom Innenraum durch die erste Durchgangsöffnung hindurch in den von der ersten Führungswand eingefassten Bereich strömen. Mit einem passenden, aufgesteckten Stecker wird schließlich der Druckausgleich dadurch erreicht, dass das Kopplungselement eine zweite Durchgangsöffnung aufweist, welche in der ersten Führungswand angeordnet ist. Somit kann Luft aus dem von der ersten Führungswand eingefassten Bereich durch die zweite Durchgangsöffnung in den Außenbereich strömen, wodurch schließlich der Druckausgleich zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich vollzogen wird. Indem der aufgesteckte Stecker die zweite Durchgangsöffnung abdeckt, wird ein zuverlässiger Druckausgleich erreicht, welcher insbesondere auch anspruchsvolleren Schutzklassen bzw. Schutzarten gerecht wird. Insbesondere wird verhindert, dass beispielsweise ein Strahl eines Hochdruckreinigers oder durch die Fahrt des Fahrzeugs umherspritzender Schmutz direkt und mit voller Wucht auf die zweite Durchgangsöffnung kann.
Die zweite Durchgangsöffnung kann beispielsweise als Bohrung bzw. als mehrere Bohrungen in der ersten Führungswand ausgestaltet sein.
Der Stecker der vorgeschlagenen Steckverbindung weist einen Steckeranschlussbereich auf, welcher von der zweiten Führungswand eingefasst wird. Beim Aufstecken des Steckers auf das Kopplungselement wird somit insbesondere die zweite Führungswand an der ersten Führungswand entlang geführt.
Der erläuterte Druckausgleich wird durch den Stecker insbesondere dadurch unterstützt, dass die zweite Führungswand bei auf das Kopplungselement gestecktem Stecker die zweite Durchgangsöffnung abdeckt, wobei ein Druckausgleich zwischen dem Anschlussbereich und dem Außenbereich vollzogen werden kann.
Besonders vorteilhaft ist für den Druckausgleich ist dabei der jeweilige Durchgangskanal, welcher sich jeweils entlang der ersten Führungswand und/oder entlang der zweiten Führungswand zumindest zwischen der zweiten Durchgangsöffnung und dem Außenbereich erstreckt. Mittels des jeweiligen Durchgangkanals kann stets ein Druckausgleich zwischen dem Anschlussbereich und dem Außenbereich gewährleistet werden, indem beispielsweise aus dem Innenbereich strömende Luft durch die zweite Durchgangsöffnung tritt und im Durchgangskanal entlang geführt schließlich den Außenbereich erreicht. Bspw. kann der jeweilige Durchgangskanal dadurch realisiert werden, dass die erste Führungswand an seiner Außenseite und/oder die zweite Führungswand an seiner Innenseite einen Vorsprung oder mehrere Vorsprünge aufweist, so dass bei aufgestecktem Stecker zwischen dem Stecker und dem Kopplungselement ein Hohlraum verbleibt, welcher den Durchgangskanal bildet. Insbesondere durch den jeweiligen Durchgangskanal wird somit der Druckausgleich ermöglicht und selbst unter widrigen Umgebungsbedingungen, wie zum Beispiel dem Vorhandensein von Spritzwasser, gewährleistet.
Vorzugsweise handelt es sich bei der vorgeschlagenen elektrischen Maschine um einen Elektromotor oder um einen Umrichter. Insbesondere wird der Elektromotor dabei durch den Umrichter gespeist. Das Kopplungselement und der Stecker dienen beispielsweise der Durchleitung elektrischer Signale, wie zum Beispiel Messdaten eines Drehgebers oder anderen Sensordaten, oder der Durchleitung elektrischer Leistung, zum Beispiel zur Bestromung von Statorwicklungen des Elektromotors zur Erzeugung von Drehmoment. Insbesondere kann die elektrische Maschine auch als Generator bzw. Elektromotor, der auch generatorisch betreibbar ist, ausgestaltet sein.
Von besonderem Vorteil bei der vorgeschlagenen Steckverbindung ist die Tatsache, dass das Gehäuse der elektrischen Maschine für einen Druckausgleich abgesehen von der Gehäuseöffnung, in welcher das Kopplungselement angeordnet ist, keine weiteren Öffnungen aufzuweisen braucht. Somit können ansonsten zusätzlich erforderliche Arbeitsschritte für das Einbringen einer separaten Druckausgleichsöffnung in das Gehäuse sowie ggf. für das Einbringen eines Druckausgleichselementes in die Druckausgleichsöffnung entfallen. Weiterhin können alle erforderlichen Tests, beispielsweise Qualitätstests oder Dichtigkeitstests lediglich mit dem sehr handlichen Kopplungselement und ggf. dem Stecker durchgeführt werden, so dass auf entsprechende Tests mit der kompletten elektrischen Maschine verzichtet werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Kopplungselement im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung ein Druckausgleichselement umfassend eine Membran auf, welche luftdurchlässig und/oder wasserundurchlässig, insbesondere spritzwasserundurchlässig, ist.
Das Druckausgleichselement erlaubt den Druckausgleich zwischen dem Anschlussbereich und dem Außenbereich und unterstützt somit auch den Druckausgleich zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich. Vorzugsweise ist das Druckausgleichselement derart ausgestaltet, dass das Eindringen von Wasser, insbesondere Spritzwasser verhindert wird. Hierzu weist das Druckausgleichselement eine Membran auf, welche vorzugsweise luftdurchlässig und wasserundurchlässig bzw. spritzwasserundurchlässig ist.
Das Druckausgleichselement bzw. die Membran sind innerhalb des Kopplungselementes besonders gut vor Beschädigung geschützt, da Druckausgleichselement im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung angeordnet ist und somit bei einem aufgesteckten Stecker vom Stecker abgedeckt wird. Dadurch wird verhindert, dass beispielsweise ein Strahl eines Hochdruckreinigers oder durch die Fahrt des Fahrzeugs umherspritzender Schmutz direkt und mit voller Wucht auf die zweite Durchgangsöffnung und somit das Druckausgleichselement treffen kann.
Vorzugsweise ist am Kopplungselement eine entsprechende Aufnahmefläche für das Druckausgleichselement vorgesehen, insbesondere in Form der zweiten Durchgangsöffnung. Von besonderem Vorteil bei dem Druckausgleichselement dabei, dass es bei der Montage von einer Trägerrolle mittels eines Spenders und eines Applikators direkt auf das Kopplungselement aufgebracht werden kann. Ein manueller bzw. händischer Verbau ist eingeschränkt möglich, jedoch in der Regel nicht erforderlich. Aufgrund der Einbaulage am Kopplungselement wird beim Aufstecken und ggf. Verriegeln des Steckers das Druckausgleichselement fast vollständig bzw. vollständig überdeckt und somit vor direktem Hochdruckstrahl geschützt.
Prinzipiell ist denkbar, dass ein weiteres, ähnliches Druckausgleichselement bei der ersten Durchgangsöffnung vorgesehen ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Kopplungselement im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung ein Druckausgleichselement umfassend eine Membran auf, welche semipermeabel ist.
Prinzipiell hat das Druckausgleichselement der vorliegenden Ausgestaltung vergleichbare Vorteile wie jenes der vorhergehenden Ausgestaltung. Die semipermeable Membran erlaubt bei der vorliegenden Ausgestaltung einen Abtransport von Feuchtigkeit bzw. Wasser aus dem Anschlussbereich bzw. dem Innenbereich in den Außenbereich, indem die Membran entsprechend eingebaut wird. Gleichzeitig wird verhindert das zusätzlich Feuchtigkeit in den Anschlussbereich bzw. den Innenbereich eindringen können.
Zusätzlich oder alternativ zu den erläuterten Eigenschaften des jeweiligen Druckausgleichselements können weitere Eigenschaften, wie Sie beispielsweise in der oben genannten EP 0 616 736 B1 erläutert werden, vorgesehen sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Kopplungselement eine Dichtelementauf, mittels welcher das in die Gehäuseöffnung eingebaute Kopplungselement an seiner Außenseite gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist.
Für das ansonsten geschlossen ausgeführte Gehäuse hilft das Dichtelement sicherzustellen, dass ein Druckausgleich praktisch ausschließlich über das Kopplungselement erzielbar ist und somit gleichzeitig ein Eindringen von Wasser oder Schmutz in das Gehäuse verhindert wird. Beispielsweise kann das Dichtelement als Dichtring bzw. O-Ring ausgestaltet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Kopplungselement ein Arretierelement zum Arretieren des aufgesteckten Steckers auf.
Das Arretierelement ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass ein Einrasten des Steckers bzw. eine Clips-Verbindung mit dem Stecker erreicht wird. Das Arretierelement kann beispielsweise im Bereich der ersten Führungswand angeordnet sein, wobei auch zwei oder mehr Arretierelemente vorgesehen sein können.
Vorteilhafterweise verfügt der Stecker über ein entsprechend ausgestattetes Gegenstück zum jeweiligen Arretierelement.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Führungswand derart ausgestaltet, dass sich bei aufgestecktem Stecker zwischen der ersten Führungswand und dem Stecker zumindest ein erster Durchgangskanal entlang der Außenseite der ersten Führungswand von der zweiten Durchgangsöffnung weg erstreckt.
Der jeweilige erste Durchgangskanal kann stets einen Druckausgleich zwischen dem Anschlussbereich und dem Außenbereich gewährleisten, indem beispielsweise aus dem Innenbereich strömende Luft durch die zweite Durchgangsöffnung tritt und im ersten Durchgangskanal entlang geführt schließlich den Außenbereich erreicht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der jeweilige erste Durchgangskanal dabei als Nut an der Außenseite der ersten Führungswand ausgestaltet.
Somit ist der jeweilige erste Durchgangskanal als eine Nut oder eine Kerbe an jener Oberfläche der ersten Führungswand ausgestaltet, welche von dem Stecker im aufgesteckten Zustand zumindest teilweise abgedeckt wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Grundplatte einen weiteren, dem Innenbereich zugewandten Anschlussbereich mit zumindest einem weiteren elektrischen Kopplungsanschlusspunkt auf, wobei das Kopplungselement eine dritte Führungswand aufweist, welche den weiteren Anschlussbereich einrahmt und von der Grundplatte zum Innenbereich hin hervorragt, wobei das Kopplungselement derart ausgestaltet ist, dass ein in bzw. auf das Kopplungselement gesteckter weiterer Stecker geführt wird und zumindest ein, in den von der dritte Führungswand eingerahmten Bereich eingeführter weiterer Steckeranschlusspunkt des weiteren Steckers mit dem jeweiligen weiteren Kopplungsanschlusspunkt in Kontakt tritt.
Das Kopplungselement dient somit als eine Kupplung zwischen einem vom Außenbereich her aufgesteckten Stecker und einem vom Innenbereich der auf- bzw. eingesteckten, weiteren Stecker.
Um den oben erläuterten Druckausgleich zwischen dem Innenbereich und dem Anschlussbereich, der dem Außenbereich zugewandt ist, zu gewährleisten, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die erste Durchgangsöffnung neben dem weiteren Anschlussbereich bzw. neben dem von der dritten Führungswand eingefassten Bereich angeordnet ist. Auch kann vorgesehen sein, dass die erste Durchgangsöffnung innerhalb der Grundplatte kanalförmig ausgestaltet ist und die Kanalöffnungen zum Außenbereich und zum Innenbereich hin nicht deckungsgleich liegen, so dass der Kanal eine Umlenkung bewirkt. Ferner ist es möglich, dass die erste Durchgangsöffnung zum Innenbereich hin vom weiteren Stecker im gesteckten Zustand abgedeckt wird und der Druckausgleich gewährleistet wird, indem die dritte Führungswand eine weitere Durchgangsöffnung aufweist, so dass bei auf gestecktem, weiterem Stecker immer noch ein Druckausgleich zwischen dem Anschlussbereich bzw. dem Steckeranschlussbereich und dem Innenbereich möglich ist. Denkbar ist auch eine vierte Durchgangsöffnung durch den weiteren Stecker, um den Druckausgleich zwischen dem weiteren Anschlussbereich und dem Innenraum zu gewährleisten.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Führungswand derart ausgestaltet, dass sich bei auf das Kopplungselement gestecktem Stecker zwischen der Kopplungsführung und der zweiten Führungswand zumindest ein zweiter Durchgangskanal entlang der Innenseite der zweiten Führungswand von der zweiten Durchgangsöffnung weg erstreckt.
Der jeweilige zweite Durchgangskanal kann stets einen Druckausgleich zwischen dem Anschlussbereich und dem Außenbereich gewährleisten, indem beispielsweise aus dem Innenbereich strömende Luft durch die zweite Durchgangsöffnung tritt und im zweiten Durchgangskanal entlang geführt schließlich den Außenbereich erreicht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei der jeweilige zweite Durchgangskanal als Nut an der Innenseite der zweiten Führungswand ausgestaltet.
Somit ist der jeweilige zweite Durchgangskanal als eine Nut oder eine Kerbe an jener Oberfläche der zweiten Führungswand ausgestaltet, mit welcher der Stecker die erste Führungswand im aufgesteckten Zustand zumindest teilweise abgedeckt.
Insbesondere können sowohl der oben erläuterte jeweilige erste Durchgangskanal als auch der jeweilige zweite Durchgangskanal vorgesehen sein, wobei die jeweiligen ersten und zweiten Durchgangskanäle bei aufgestecktem Stecker vorzugsweise in etwa deckungsgleich angeordnet sind.
Vorzugsweise weist der jeweilige Kopplungsanschlusspunkt einen Kontaktstift bzw. eine Anschlussfahne auf. Denkbar ist auch der Einsatz von Buchsen für eine Steckverbindung für den jeweiligen Steckeranschlusspunkt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Führungswand eine dritte Durchgangsöffnung auf, wobei die zweite Durchgangsöffnung bei auf das Kopplungselement gestecktem Stecker vollständig von der Kopplungsführung abgedeckt wird.
Die dritte Durchgangsöffnung ist bei auf gestecktem Stecker nicht im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung angeordnet, so dass der oben erläuterte Schutz vor einem Strahl eines Hochdruckreiniger oder vor durch die Fahrt des Fahrzeugs umher spritzendem Schmutz stets gewährleistet ist.
Die bei einem Druckausgleich beispielsweise vom Innenbereich zum Außenbereich strömende Luft wird somit von der zweiten Durchgangsöffnung über den Zwischenraum zwischen der ersten Führungswand und der zweiten Führungswand zur dritten Durchgangsöffnung geführt, um schließlich den Außenbereich zu erreichen.
Prinzipiell können dabei durchaus mehrere dritte Durchgangsöffnungen vorgesehen sein, so dass in einem besonders schmutzigen Umfeld auch beim Verstopfen einer der dritten Durchgangsöffnungen ein Druckausgleich weiterhin gewährleistet werden kann.
Das Vorsehen einer jeweiligen dritten Durchgangsöffnung erlaubt beispielsweise, den Stecker gegenüber dem Kopplungselement abgesehen von der dritten Durchgangsöffnung abzudichten. So kann beispielsweise eine entsprechende Dichtung im Bereich der Spitze der zweiten Führungswand bzw. am Fuß der ersten Führungswand angeordnet sein.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
1–8 ein erstes bis sechstes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Steckverbindung und
9 ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Fahrzeugs.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Steckverbindung 40. Dargestellt ist dabei ein Querschnitt, wobei sich unten ein Innenbereich 6 und oben einen Außenbereich 5 eines Gehäuses 3 einer nicht näher dargestellten elektrischen Maschine befinden.
Das in einer Gehäuseöffnung 2 des Gehäuses 3 angeordnete Kopplungselement 1 weist eine Grundplatte 7 auf, welche über einen, dem Außenbereich 5 zugewandten Anschlussbereich 8 mit zwei elektrischen Kopplungsanschlusspunkten 9 verfügt. Eine erste Führungswand 10 des Kopplungselementes 1 rahmt den Anschlussbereich 8 ein und ragt von der Grundplatte 7 zum Außenbereich 5 hervor. Das Kopplungselement 1 ist derart ausgestaltet, dass der auf das Kopplungselement 1 gesteckte Stecker 11 geführt wird. Dabei treten zwei Steckeranschlusspunkte 12 des Steckers 11 mit dem jeweiligen Kopplungsanschlusspunkt 9 in Kontakt, wobei die beiden Steckeranschlusspunkte 12 in den von der ersten Führungswand 10 eingerahmten Bereich eintreten. Die Grundplatte 7 weist eine Durchgangsöffnung 13 auf.
Ein zuverlässiger und einfacher Druckausgleich zwischen dem Innenbereich 6 und dem Außenbereich 5 wird insbesondere dadurch gewährleistet, dass die erste Durchgangsöffnung 13 im Anschlussbereich 8 angeordnet ist und einen Druckausgleich zwischen dem Innenbereich 6 und dem Anschlussbereich 8 ermöglicht. Hinzu kommt, dass das Kopplungselement 1 eine zweite Durchgangsöffnung 14 aufweist, welche in der ersten Führungswand 10 angeordnet ist und welche bei einem aufgesteckten Stecker 11 vom Stecker 11 abgedeckt wird und einen Druckausgleich zwischen dem Anschlussbereich 8 und dem Außenbereich 5 ermöglicht.
Der Stecker 11 weist einen Steckeranschlussbereich 25 mit den beiden Steckeranschlusspunkten 12 sowie eine zweite Führungswand 26 auf, welche den Steckeranschlussbereich 25 einrahmt und vom Steckeranschlussbereich 25 hervorragt. Die zweite Führungswand 26 umgibt die erste Führungswand 10 zumindest abschnittsweise, wenn der Stecker 11 auf das Kopplungselement 1 gesteckt ist. Um den erläuterten Druckausgleich zu unterstützen, ist die zweite Führungswand 26 derart ausgestaltet, dass sie bei auf das Kopplungselement 1 gestecktem Stecker 11 die zweite Durchgangsöffnung 14 abdeckt und einen Druckausgleich zwischen dem Anschlussbereich 8 und dem Außenbereich 5 ermöglicht.
Besonders vorteilhaft ist für den Druckausgleich ist dabei der erste Durchgangskanal 19, welche sich entlang der ersten Führungswand 10 zwischen der zweiten Durchgangsöffnung 14 und dem Außenbereich 5 erstreckt. Der erste Durchgangskanal 19 kann bspw. als Nut oder Kerbe an der Außenseite der ersten Führungswand 10 ausgestaltet sein.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Steckverbindung 40. gleiche Bezugszeichen wie in 1 bezeichnen dabei gleiche Gegenstände. Da das zweite Ausführungsbeispiel einige Ähnlichkeiten mit dem ersten Ausführungsbeispiel aufweist, werden im Folgenden einige Unterschiede erläutert.
Anstelle des ersten Durchgangskanals 19 weist die Steckverbindung 40 einen zweiten Durchgangskanal 27 auf, welche sich entlang der zweiten Führungswand 26 zwischen der zweiten Durchgangsöffnung 14 und dem Außenbereich 5 erstreckt. Der zweite Durchgang Kanal 27 kann bspw. als Nut oder Kerbe an der Innenseite der zweiten Führungswand 26 ausgestaltet sein.
Prinzipiell kann auch vorgesehen sein, dass die Steckverbindung 40 sowohl einen ersten Durchgangskanal 19, wie im ersten Ausführungsbeispiel, als auch einen zweiten Durchgangskanal 27, wie im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel, aufweist.
Die 3 und 4 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Steckverbindung 40. Da das dritte Ausführungsbeispiel einige Ähnlichkeiten mit dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel aufweist, werden im Folgenden einige Unterschiede erläutert.
Das Kopplungselement 1 weist im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung 14 ein Druckausgleichselement 15 umfassend eine Membran 16 auf. Die Membran 16 kann beispielsweise luftdurchlässig und/oder wasserundurchlässig, insbesondere spritzwasserundurchlässig, ausgestaltet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Membran 16 semipermeabel ausgestaltet sein.
Ferner weist das Kopplungselement 12 Arretierelemente 18 auf, mittels welchen der aufgesteckten Stecker 11 arretiert werden kann. Hierzu ist der Stecker 11 vorzugsweise entsprechend ausgestaltet.
Wie in 4 durch die gestrichelten Linien angedeutet, deckt der auf das Kopplungselement 1 aufgesteckte Stecker 11 mittels seiner zweiten Führungswand 26 die zweite Durchgangsöffnung 14 und somit auch das Druckausgleichselement 15 und die Membran 16 ab.
Die Steckverbindung 40 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist sowohl einen ersten Durchgangskanal 19 entlang der ersten Führungswand 10 und einen zweiten Durchgangskanal 27 entlang der zweiten Führungswand 26 auf, welche sich jeweils zwischen der zweiten Durchgangsöffnung 14 und dem Außenbereich 5 erstrecken. Dabei ist der zweite Durchgangskanal 27 gestrichelt dargestellt, da es sich auf der Innenseite der zweiten Führungswand 26 befindet.
Die 5 und 6 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Steckverbindung 40. Da das vierte Ausführungsbeispiel einige Ähnlichkeiten mit dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel aufweist, werden im Folgenden einige Unterschiede erläutert.
Das Kopplungselement 1 weist an der Außenseite der ersten Führungswand 10 einen ersten Durchgangskanal 19 auf, welcher mit der zweiten Durchgangsöffnung 14 verbunden ist.
Wie in 6 durch die gestrichelten Linien angedeutet, deckt der auf das Kopplungselement 1 aufgesteckte Stecker 11 mittels einer zweiten Führungswand 26 die zweite Durchgangsöffnung 14 sowie teilweise den ersten Durchgangskanal 19 ab. An der Innenseite der zweiten Führungswand 26 weist der Stecker 11 einen zweiten Durchgangskanal 27 auf, welcher mit einer dritten Durchgangsöffnung 28 durch die zweite Führungswand 26 verbunden ist.
7 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Steckverbindung 40. Da das fünfte Ausführungsbeispiel einige Ähnlichkeiten mit dem ersten Ausführungsbeispiel aufweist, werden im Folgenden einige Unterschiede erläutert.
Die Grundplatte 7 weist einen weiteren Anschlussbereich 20 auf, welcher dem Innenbereich 6 zugewandt ist und zwei weitere elektrische Kopplungsanschlusspunkte 21 aufweist. Weiterhin weist das Kopplungselement eine dritte Führungswand 23 auf, welche den weiteren Anschlussbereich 20 einrahmt und von der Grundplatte 7 zum Innenbereich 6 hin hervorragt. Dabei ist das Kopplungselement 1 derart ausgestaltet, dass der auf das Kopplungselement 1 gesteckte, weitere Stecker 23 geführt wird, der an einem weiteren Steckeranschlussbereich 31 zwei weitere Steckeranschlusspunkte 24 aufweist. Dabei treten die beiden weiteren Steckeranschlusspunkte 24 des weiteren Steckers 23 mit dem jeweiligen weiteren Kopplungsanschlusspunkt 21 in Kontakt, wenn sie in den von der dritten Führungswand 22 eingerahmten Bereich eingeführt werden.
Um einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum 6 und dem weiteren Anschlussbereich 20 zu gewährleisten, kann eine vierte Durchgangsöffnung 30 in dem weiteren Stecker 23 vorgesehen sein, wie in 6 angedeutet.
8 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Steckverbindung 40. Da das sechste Ausführungsbeispiel einige Ähnlichkeiten mit dem fünften Ausführungsbeispiel aufweist, werden im Folgenden einige Unterschiede erläutert.
Der weitere Stecker 23 weist einen weiteren Steckeranschlusspunkt 24 auf, welcher in Kontakt mit dem weiteren Kopplungsanschlusspunkt 21 des Kopplungselementes 1 ist. Dabei greift der weitere Stecker 21 in jenen Bereich ein, der von der zweiten Führungswand 22 eingerahmt wird. Lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit wird in der 7 auf eine Darstellung des ebenfalls vorhandenen weiteren Anschlussbereichs 20 und des weiteren Steckeranschlussbereichs 31 verzichtet.
Der Druckausgleich zwischen dem Innenraum 6 und dem Anschlussbereich 8 kann im fünften Ausführungsbeispiel direkt durch die erste Durchgangsöffnung 13 erfolgen, welche nicht vom weiteren Stecker abgedeckt wird. Daher ist es nicht erforderlich, dass der weitere Stecker 23 bzw. die zweite Führungswand 22 keine spezielle Ausgestaltung zur Ermöglichung des Druckausgleichs aufweisen.
Prinzipiell können auch mehrere derartige weitere Stecker 23 vorgesehen sein, an denen keiner die erste Durchgangsöffnung 13 verdeckt.
9 zeigt ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Fahrzeugs 29. Das Fahrzeug 29 ist insbesondere als Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgestaltet und weist eine elektrische Maschine 4 auf, welche beispielsweise als Elektromotor oder Umrichter ausgestaltet ist. Die elektrische Maschine 4 verfügt über ein Gehäuse 3, welches eine Gehäuseöffnung 2 aufweist und abgesehen von der Gehäuseöffnung 2 geschlossen ausgeführt ist. Weiterhin weist die elektrische Maschine 4 eine Steckverbindung 40 mit einem Kopplungselement 1 sowie einem Stecker 11 zur Durchleitung elektrischer Kontakte durch die Gehäuseöffnung 2 von einem Außenbereich 5 zu einem Innenbereich 6 auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0616736 B1 [0006, 0028]
DE 102007024472 A1 [0007]
DE 10127485 A1 [0008]

Claims

Steckverbindung (40), insbesondere zur Durchleitung elektrischer Kontakte durch eine Gehäuseöffnung (2) eines Gehäuses (3) einer elektrischen Maschine (4) von einem Außenbereich (5) zu einem Innenbereich (6), wobei die Steckverbindung (40) ein Kopplungselement (1) und einen Stecker (11) zum Aufstecken auf das Kopplungselement (1) aufweist, wobei das Kopplungselement (1) aufweist: – eine Grundplatte (7) aufweisend einen dem Außenbereich (5) zugewandten Anschlussbereich (8) mit zumindest einem elektrischen Kopplungsanschlusspunkt (9), – eine erste Führungswand (10), welche den Anschlussbereich (8) einrahmt und von der Grundplatte (7) zum Außenbereich (5) hin hervorragt, – eine erste Durchgangsöffnung (13) durch die Grundplatte (7), wobei die erste Durchgangsöffnung (13) im Anschlussbereich (8) angeordnet ist und einen Druckausgleich zwischen dem Innenbereich (6) und dem Anschlussbereich (8) ermöglicht, – eine zweite Durchgangsöffnung (14), welche in der ersten Führungswand (10) angeordnet, wobei der Stecker (11) aufweist: – einen Steckeranschlussbereich (25) mit zumindest einem Steckeranschlusspunkt (12) und – eine zweite Führungswand (26), wobei die Steckverbindung (40) derart ausgestaltet ist, dass der auf das Kopplungselement (1) gesteckte Stecker (11) geführt wird und zumindest ein, in den von der ersten Führungswand (10) eingerahmten Bereich eingeführter Steckeranschlusspunkt (12) des Steckers (11) mit dem jeweiligen Kopplungsanschlusspunkt (9) in Kontakt tritt, wobei die zweite Führungswand (26) – den Steckeranschlussbereich (25) einrahmt und vom Steckeranschlussbereich (25) hervorragt, – bei dem auf das Kopplungselement (1) gesteckten Stecker (11) die erste Führungswand (10) zumindest abschnittsweise umgibt, – derart ausgestaltet ist, dass sie bei dem auf das Kopplungselement (1) gestecktem Stecker (11) die zweite Durchgangsöffnung (14) abdeckt und einen Druckausgleich zwischen dem Anschlussbereich (8) und dem Außenbereich (5) ermöglicht, wobei die Steckverbindung (40) zumindest einen Durchgangskanal (19, 27) aufweist, welcher sich jeweils entlang der ersten Führungswand (10) und/oder entlang der zweiten Führungswand (26) zumindest zwischen der zweiten Durchgangsöffnung (14) und dem Außenbereich (5) erstreckt.
Steckverbindung (40) nach Anspruch 1, wobei das Kopplungselement (1) im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung (14) ein Druckausgleichselement (15) umfassend eine Membran (16) aufweist, welche luftdurchlässig und/oder wasserundurchlässig, insbesondere spritzwasserundurchlässig, ist.
Steckverbindung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kopplungselement (1) im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung (14) ein Druckausgleichselement (15) umfassend eine Membran (16) aufweist, welche semipermeabel ist.
Steckverbindung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kopplungselement (1) eine Dichtelement(17) aufweist, mittels welcher das in die Gehäuseöffnung (2) eingebaute Kopplungselement (1) an seiner Außenseite gegenüber dem Gehäuse (3) abgedichtet ist.
Steckverbindung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kopplungselement (1) ein Arretierelement (18) zum Arretieren des aufgesteckten Steckers (11) aufweist.
Steckverbindung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Führungswand (10) derart ausgestaltet ist, dass sich bei aufgestecktem Stecker (11) zwischen der ersten Führungswand (10) und dem Stecker (11) zumindest ein erster Durchgangskanal (19) entlang der Außenseite der ersten Führungswand (10) von der zweiten Durchgangsöffnung (14) weg erstreckt.
Steckverbindung (40) nach Anspruch 6, wobei der jeweilige erste Durchgangskanal (19) als Nut an der Außenseite der ersten Führungswand (10) ausgestaltet ist.
Steckverbindung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Grundplatte (7) einen weiteren, dem Innenbereich (6) zugewandten Anschlussbereich (20) mit zumindest einem weiteren elektrischen Kopplungsanschlusspunkt (21) aufweist, wobei das Kopplungselement (1) eine dritte Führungswand (22) aufweist, welche den weiteren Anschlussbereich (20) einrahmt und von der Grundplatte (7) zum Innenbereich (6) hin hervorragt, wobei das Kopplungselement (1) derart ausgestaltet ist, dass ein in bzw. auf das Kopplungselement (1) gesteckter weiterer Stecker (23) geführt wird und zumindest ein, in den von der dritte Führungswand (22) eingerahmten Bereich eingeführter weiterer Steckeranschlusspunkt (24) des weiteren Steckers (23) mit dem jeweiligen weiteren Kopplungsanschlusspunkt (21) in Kontakt tritt.
Steckverbindung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Führungswand (26) derart ausgestaltet ist, dass sich bei auf das Kopplungselement (1) gestecktem Stecker (11) zwischen der Kopplungsführung (1) und der zweiten Führungswand (26) zumindest ein zweiter Durchgangskanal (27) entlang der Innenseite der zweiten Führungswand (26) von der zweiten Durchgangsöffnung (14) weg erstreckt.
Steckverbindung (40) nach Anspruch 9, wobei der jeweilige zweite Durchgangskanal (27) als Nut an der Innenseite der zweiten Führungswand (26) ausgestaltet ist.
Steckverbindung (40) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die zweite Führungswand (26) eine dritte Durchgangsöffnung (28) aufweist, wobei die zweite Durchgangsöffnung (14) bei auf das Kopplungselement (1) gestecktem Stecker (11) vollständig von der Kopplungsführung (1) abgedeckt wird.
Elektrische Maschine (4), insbesondere Elektromotor oder Umrichter, aufweisend: – ein Gehäuse (3), welches eine Gehäuseöffnung (2) aufweist und abgesehen von der Gehäuseöffnung (2) geschlossen ausgeführt ist, – eine Steckverbindung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeug (29), insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeug, aufweisend eine elektrische Maschine (4) nach Anspruch 12 zum Fahrzeugantrieb.