DE102017223543A1

DE102017223543A1 - Electrical connection element

Info

Publication number: DE102017223543A1
Application number: DE102017223543.8A
Authority: DE
Inventors: Markus Novotny; Tobias Schneider; Jürgen Waßmuth
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-06-27
Also published as: CN110034449B; CN110034449A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Verbindungselement (10) zur elektrischen Verbindung einer ersten elektrischen Komponente (12), insbesondere eines elektrischen Antriebmotors (16) in einem Kraftfahrzeug, mit einer zweiten elektrischen Komponente (14), insbesondere einer Leistungselektronik (18) oder einem Hochvolt-Kabelbaum (20). Dabei ist eine Gehäusebuchse (24) in ein Gehäuse (22) der ersten elektrischen Komponente (12) integriert, welche durch einen Stecker (70) elektrisch kontaktierbar ist.
Es ist vorgesehen, dass in der Gehäusebuchse (24) eine erste Stromschiene (26) angeordnet ist, welche über eine zweite Stromschiene (78) des Steckers (70) elektrisch kontaktierbar ist. Dabei sind an der Gehäusebuchse (24) und an dem Steckergehäuse (72) mehrere Dichtelemente (30, 36, 76) vorgesehen, um eine flüssigkeitsdichte Medientrennung zwischen der ersten elektrischen Komponente (12) und der zweiten elektrischen Komponente (14) zu ermöglichen.

The invention relates to an electrical connection element (10) for the electrical connection of a first electrical component (12), in particular an electric drive motor (16) in a motor vehicle, with a second electrical component (14), in particular a power electronics (18) or a high-voltage Wiring harness (20). In this case, a housing bushing (24) is integrated in a housing (22) of the first electrical component (12), which can be electrically contacted by a plug (70).
It is provided that in the housing bushing (24) a first bus bar (26) is arranged, which via a second busbar (78) of the plug (70) is electrically contacted. In this case, a plurality of sealing elements (30, 36, 76) are provided on the housing bushing (24) and on the plug housing (72) in order to enable liquid-tight media separation between the first electrical component (12) and the second electrical component (14).

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Verbindungselement zur elektrischen Verbindung zweier elektrischer Komponenten gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.The invention relates to an electrical connection element for the electrical connection of two electrical components according to the preamble of the independent claim.

Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von elektrischen Verbindungselementen zur Verbindung von zwei elektrischen Komponenten bekannt. Dabei ist in der Regel ein erstes Bauteil als Stecker ausgebildet, welcher in eine entsprechende Einstecköffnung der zweiten elektrischen Komponente eingesteckt wird. In Elektrofahrzeugen bringt die elektrische Kontaktierung einer Batterie oder einer elektrischen Antriebsmaschine entsprechende Herausforderungen mit sich, insbesondere wenn die elektrische Antriebsmaschine ölgekühlt ist. Aus dem Stand der Technik sind insbesondere solche elektrischen Verbindungselemente für Hochvolt-Verbindungen bekannt, welche zwei jeweils trocken laufende elektrische Komponenten verbinden. In diesem Fall ist die elektrische Kontaktierung besonders einfach, da alleinig für eine entsprechende Stromübertragung im Inneren des elektrischen Verbindungselements und eine elektrische Isolierung nach außen sichergestellt werden müssen. Ferner sind aus dem Stand der Technik gedichtete Schnittstellen bekannt, welche relativ viel Bauraum benötigen. Zudem ist es schwierig, bei einer gedichteten Schnittstelle eine entsprechende Sensorik zur Strommessung zu integrieren. Ferner ist der Grad der Abdichtung mitunter gering, so dass die gedichteten Schnittstellen lediglich eine Abdichtung gegen Spritzöl erlauben, nicht jedoch gegen einen Ölsumpf. Darüber hinaus sind einige gedichtete Schnittstellen nicht für den direkten Anbau einer Leistungselektronik geeignet.From the prior art, a plurality of electrical connection elements for connecting two electrical components are known. In this case, a first component is usually designed as a plug, which is inserted into a corresponding insertion opening of the second electrical component. In electric vehicles, the electrical contacting of a battery or an electric drive machine brings with it corresponding challenges, in particular if the electric drive machine is oil-cooled. In particular, such electrical connecting elements for high-voltage connections are known from the prior art, which connect two each dry-running electrical components. In this case, the electrical contact is particularly simple, since only for a corresponding power transmission in the interior of the electrical connection element and an electrical insulation must be ensured to the outside. Furthermore, from the prior art sealed interfaces are known which require a relatively large amount of space. In addition, it is difficult to integrate a corresponding sensor for measuring current in a sealed interface. Furthermore, the degree of sealing is sometimes low, so that the sealed interfaces only allow a seal against spray oil, but not against an oil sump. In addition, some sealed interfaces are not suitable for the direct mounting of power electronics.

Aus der DE 10 2016 216 933 A1 ist ein Stecker zur elektrischen Kontaktierung einer E-Maschine bekannt, wobei der Stecker ein Gehäuse mit einem mit Befestigungsmitteln versehenen ersten Ausleger und einem mit weiteren Befestigungsmitteln versehenen zweiten Ausleger zur Befestigung an einem Statorträger sowie ein Positionierungsmittel zur Positionierung des Steckers am Statorträger aufweist. Ferner ist ein Temperatursensor zur Ermittlung einer Temperatur der E-Maschine vorgesehen.From the DE 10 2016 216 933 A1 a plug for electrically contacting an electric motor is known, wherein the plug has a housing with a fastening means provided with the first boom and a further attachment means provided with second boom for attachment to a stator and a positioning means for positioning the plug on the stator. Furthermore, a temperature sensor for determining a temperature of the electric motor is provided.

Die WO 2004/020814 A1 offenbart einen Kabelbaum für die elektrische Verbindung eines Injektors mit einem Motorsteuergerät eines Verbrennungsmotors. Dabei ist der Injektor in einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors angeordnet und von Kühl- oder Schmiermittel umspült. Dabei umfasst der Kabelbaum einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, welche über einen Klemmträger und eine Haube miteinander verbunden sind, wobei sowohl der Klemmträger als auch die Haube Mittel zur Selbstarretierung aufweisen.The WO 2004/020814 A1 discloses a wire harness for the electrical connection of an injector to an engine control unit of an internal combustion engine. In this case, the injector is arranged in a cylinder head of the internal combustion engine and lapped by coolant or lubricant. In this case, the cable harness comprises a first portion and a second portion which are interconnected via a clamping support and a hood, wherein both the clamping support and the hood have means for self-locking.

Darüber hinaus ist aus der WO 2006/077208 A1 ein Steuermodul für ein Kraftfahrzeuggetriebe bekannt. Das Steuermodul weist ein erstes Gehäuseteil auf, auf dem ein erstes Schaltungsteil angeordnet ist. Das Steuermodul weist ferner ein zweites Gehäuseteil und einen Träger auf, an dem eine flexible Leiterfolie angeordnet ist. Die Leiterfolie ist in einem zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil befindlichen Gehäuseinnenraum mit dem Schaltungsteil verbunden. Die Leiterfolie ist ferner außerhalb des Gehäuseinnenraums mit an dem Träger festgelegten elektrischen Bauelementen elektrisch verbunden. Dabei ist ein stapelförmiger Aufbau vorgesehen, bei dem der Träger mit einer ersten Seite auf einer mit dem Schaltungsteil versehenen Innenseite des ersten Gehäuseteils aufliegend angeordnet ist, das Schaltungsteil in einer Aussparung des Trägers angeordnet ist, die flexible Leiterfolie auf der von dem ersten Gehäuseteil abgewandten zweiten Seite des Trägers angeordnet ist und das zweite Gehäuseteil auf die flexible Leiterfolie aufgesetzt ist.In addition, from the WO 2006/077208 A1 a control module for a motor vehicle transmission known. The control module has a first housing part, on which a first circuit part is arranged. The control module further has a second housing part and a carrier, on which a flexible conductor foil is arranged. The conductor foil is connected to the circuit part in a housing interior located between the first and the second housing part. The conductor foil is further electrically connected outside of the housing interior with electrical components fixed to the carrier. In this case, a stack-shaped structure is provided, in which the carrier is arranged with a first side on a provided with the circuit part inside of the first housing part, the circuit part is arranged in a recess of the carrier, the flexible conductor foil on the side remote from the first housing part second Side of the carrier is arranged and the second housing part is placed on the flexible conductor foil.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Verbindungselement für die elektrische Verbindung zweier elektrischer Komponenten vorzuschlagen, welches die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet und kostengünstig herstellbar sowie einfach zu montieren ist.The invention is now based on the object to propose an electrical connection element for the electrical connection of two electrical components, which overcomes the disadvantages known from the prior art and is inexpensive to manufacture and easy to assemble.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein elektrisches Verbindungselement zur elektrischen Verbindung einer ersten elektrischen Komponente mit einer zweiten elektrischen Komponente gelöst, wobei die erste elektrische Komponente eine Gehäusebuchse aufweist, in welcher eine erste Stromschiene geführt ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Gehäusebuchse an ihrer dem Gehäuse der ersten elektrischen Komponente zugewandten Stirnfläche ein erstes Dichtelement aufweist, mit welchem die Gehäusebuchse gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist. Ferner ist vorgesehen, dass die Gehäusebuchse an ihrer dem Gehäuse abgewandten Stirnfläche durch einen Deckel abgedeckt ist, wobei zwischen dem Deckel und der Gehäusebuchse ein zweites Dichtelement angeordnet ist, mit welchem die erste Stromschiene gegenüber der Gehäusebuchse und dem Deckel abgedichtet ist. Dabei ist das zweite Dichtelement vorzugsweise als umlaufende Dichtung aus einem Elastomer ausgeführt, welches in einer Nut an der dem Gehäuse abgewandten Stirnfläche der Gehäusebuchse formschlüssig aufgenommen ist. Durch diese Dichtungskombination wird erreicht, dass die Gehäusebuchse auch bei nicht eingestecktem Stecker flüssigkeitsdicht gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist und somit ein Austritt eines flüssigen Kühlmittels für die erste elektrische Komponente betriebssicher verhindert wird. Dabei weist die Dichtung gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Schnittstellen einen erhöhten Dichtungsgrad auf, so dass die Gehäusebuchse auch für einen Einsatz in einem Ölbad geeignet ist.According to the invention, this object is achieved by an electrical connection element for electrically connecting a first electrical component to a second electrical component, wherein the first electrical component has a housing bush in which a first busbar is guided. In this case, it is provided that the housing bush has, on its end face facing the housing of the first electrical component, a first sealing element, with which the housing bushing is sealed off from the housing. It is further provided that the housing bushing is covered on its end face facing away from the housing by a cover, wherein between the cover and the housing bush, a second sealing element is arranged, with which the first busbar relative to the housing bush and the lid is sealed. In this case, the second sealing element is preferably designed as a circumferential seal made of an elastomer, which is received in a form-fitting manner in a groove on the end face of the housing bush facing away from the housing. By means of this sealing combination it is achieved that the housing bush is sealed in a liquid-tight manner with respect to the housing even when the plug is not plugged in, and thus leakage of a liquid coolant for the first electrical component is reliably prevented. In this case, the seal opposite to known from the prior art electrical interfaces increased Sealing degree, so that the housing socket is also suitable for use in an oil bath.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterentwicklungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen elektrischen Verbindungselements möglich.By the features listed in the dependent claims, advantageous improvements and developments of the electrical connection element specified in the independent claim are possible.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das elektrische Verbindungselement einen Stecker mit einem Steckergehäuse umfasst, in dem eine zweite Stromschiene angeordnet ist, wobei die zweite Stromschiene in mindestens eine Stecköffnung der Gehäusebuchse einsteckbar ist. Dadurch ist eine hochintegrierte und äußerst kompakte Bauform des elektrischen Verbindungselements möglich.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the electrical connection element comprises a plug with a plug housing in which a second bus bar is arranged, wherein the second bus bar can be inserted into at least one plug opening of the housing socket. As a result, a highly integrated and extremely compact design of the electrical connection element is possible.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steckergehäuse an seiner dem Gehäuse der ersten elektrischen Komponente zugewandten Stirnfläche ein fünftes Dichtelement, insbesondere eine umlaufende Dichtung, aufweist. Dadurch ist eine zusätzliche Abdichtung des Steckbereichs gegenüber der Umgebung möglich, so dass ein Eintritt von Verschmutzungen oder Flüssigkeit von der Steckerseite zuverlässig vermieden wird.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the plug housing has a fifth sealing element, in particular a peripheral seal, on its end face facing the housing of the first electrical component. As a result, an additional sealing of the plug-in area relative to the environment is possible, so that entry of dirt or liquid from the plug side is reliably prevented.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steckergehäuse mittels mindestens einer Schraubverbindung kraftschlüssig mit der Gehäusebuchse verbunden ist. Bevorzugt ist eine weitere Schraubverbindung zur Montage der Buchse in das Gehäuse der ersten elektrischen Komponente vorgesehen. Dadurch wird die Dichtheit der ersten elektrischen Komponenten auch ohne ein montiertes Steckergehäuse sichergestellt. Durch eine Schraubverbindung ist eine kostengünstige und einfach zu montierende Lösung des elektrischen Verbindungselements möglich. Dabei müssen in der Montage keine zusätzlichen Steckhülsen oder sonstige Bauteile montiert werden, so dass sich Montagezeit und somit Montagekosten einsparen lassen.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the connector housing is non-positively connected by means of at least one screw with the housing socket. Preferably, a further screw connection for mounting the socket in the housing of the first electrical component is provided. As a result, the tightness of the first electrical components is ensured even without a mounted connector housing. By a screw connection, a cost-effective and easy-to-install solution of the electrical connection element is possible. In this case, no additional sockets or other components must be mounted in the assembly, so that can save installation time and thus assembly costs.

Für viele Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, wenn an der zweiten Stromschiene eine Messeinheit zur Strommessung angeordnet ist. Durch eine Messeinheit zur Strommessung an der zweiten Stromschiene ist es möglich, den erforderlichen Regelungsprozessen den Strom-Istwert zur Verfügung zu stellen und somit eine effektive Stromregelung zu ermöglichen. Dabei ist eine Anordnung an der zweiten Stromschiene des Steckers gegenüber einer Anordnung an der ersten Stromschiene in der Gehäusebuchse vorteilhaft, da die zweite Stromschiene im Steckergehäuse leichter zugänglich ist und ein Strom ohnehin nur dann fließt, wenn die erste Stromschiene und die zweite Stromschiene in Kontakt stehen.For many applications, it is advantageous if a measuring unit for current measurement is arranged on the second busbar. By means of a measuring unit for measuring the current at the second busbar, it is possible to provide the required control processes with the current actual value and thus to enable effective current regulation. In this case, an arrangement on the second busbar of the plug with respect to an arrangement on the first busbar in the housing socket is advantageous because the second busbar is more accessible in the connector housing and a current anyway flows only when the first busbar and the second busbar are in contact ,

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Messeinheit als Hall-Sensor oder als Messwiderstand ausgeführt ist. Hall-Sensoren und Messwiderstände sind einfache und kostengünstige Sensoren zur Ermittlung der Stromstärke an der zweiten Stromschiene. Dabei können sowohl ein Hall-Sensor als auch ein Messwiderstand, welcher auch als Shunt bezeichnet wird, platzsparend in das Steckergehäuse des Steckers integriert werden.It is particularly preferred if the measuring unit is designed as a Hall sensor or as a measuring resistor. Hall sensors and measuring resistors are simple and cost-effective sensors for determining the current at the second busbar. In this case, both a Hall sensor and a measuring resistor, which is also referred to as a shunt, can be integrated to save space in the connector housing of the plug.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des elektrischen Verbindungselements ist vorgesehen, dass die erste Stromschiene und die zweite Stromschiene jeweils einen Abschnitt aufweisen, welcher senkrecht zu einer der dem Gehäuse der ersten elektrische Komponenten zugewandten Stirnfläche der Gehäusebuchse beziehungsweise des Steckergehäuses ausgebildet sind, wobei die Abschnitte der ersten Stromschiene und der zweiten Stromschiene eine Kontaktzone des elektrischen Verbindungselements ausbilden. Durch eine senkrechte Anordnung ist ein besonders einfaches Fügen und Verbinden zwischen dem Stecker und der Gehäusebuchse möglich. Dabei wird insbesondere die Gefahr eines Verbiegens der Stromschienen in der Montage reduziert.In an advantageous embodiment of the electrical connection element is provided that the first bus bar and the second bus bar each having a portion which are perpendicular to one of the housing of the first electrical components facing end face of the housing socket or the plug housing, wherein the portions of the first bus bar and the second busbar form a contact zone of the electrical connection element. By a vertical arrangement a particularly simple joining and connecting between the plug and the housing socket is possible. In particular, the risk of bending the busbars in the assembly is reduced.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn im Bereich der Kontaktzone ein Anpresselement, insbesondere eine Federzunge, vorgesehen ist, mit welcher der Abschnitt der zweiten Stromschiene gegen den Abschnitt der ersten Stromschiene gepresst wird. Durch ein Anpresselement wird der Kontaktbereich zwischen der ersten Stromschiene und der zweiten Stromschiene vorgespannt, wodurch eine höhere Sicherheit gegen ein Abheben einer der Stromschienen und eine dadurch beeinträchtige Stromübertragung gegeben ist. Ferner kann an dem Spannelement ein Rastmechanismus vorgesehen sein, um bei vollständig eingesteckter Steckzunge der zweiten Stromschiene ein Einrasten des Steckers in dieser Position zu gewährleisten.It is particularly preferred if in the region of the contact zone, a pressing element, in particular a spring tongue, is provided, with which the portion of the second busbar is pressed against the portion of the first busbar. By a pressing the contact area between the first busbar and the second busbar is biased, whereby a higher security against lifting of one of the busbars and thereby impaired power transmission is given. Further, a latching mechanism may be provided on the clamping element in order to ensure a fully inserted plug tongue of the second bus bar locking the plug in this position.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Verbindungselements ist vorgesehen, dass an der Gehäusebuchse und an dem Stecker mehrere parallel zueinander angeordnete Stromschienen vorgesehen sind. Durch mehrere parallel zueinander angeordnete Stromschienen können zusätzliche Funktionen realisiert werden. Bei einer Verwendung eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselements bei einem Wechselstrom können die unterschiedlichen Leiter durch die verschiedenen Stromschienen realisiert werden. Ferner können über mehrere, vorzugsweise parallel zueinander angeordnete Stromschienen größere Ströme übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass weitere Informationen über die entsprechenden Stromschienen übertragen werden, so dass projektbezogen eine geeignete Anzahl von Stromschienen und Stecköffnungen gewählt werden kann.In a further preferred embodiment of the electrical connection element it is provided that a plurality of mutually parallel busbars are provided on the housing bushing and on the plug. By several mutually parallel busbars additional functions can be realized. When using an electrical connecting element according to the invention in an alternating current, the different conductors can be realized by the different busbars. Furthermore, larger currents can be transmitted via a plurality of busbars, which are preferably arranged parallel to one another. Alternatively or additionally, it is possible that further information is transmitted via the corresponding busbars, so that project-related a suitable number of busbars and plug-in openings can be selected.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des elektrischen Verbindungselements, bei dem die erste elektrische Komponente von einem flüssigen Medium geschmiert ist und die zweite elektrische Komponente frei von einem Kontakt mit einem flüssigen Medium gehalten ist. Durch die hohe Dichtwirkung ist das erfindungsgemäße elektrische Verbindungselement besonders dann vorteilhaft, wenn eine elektrische Komponente von Flüssigkeit, insbesondere von einem Ölbad, umgeben ist, insbesondere um diese elektrische Komponente zu kühlen, und die zweite elektrische Komponente dringend trockengehalten werden muss. Particularly advantageous is an embodiment of the electrical connecting element, in which the first electrical component is lubricated by a liquid medium and the second electrical component is kept free of contact with a liquid medium. Due to the high sealing effect, the electrical connecting element according to the invention is particularly advantageous when an electrical component of liquid, in particular by an oil bath, is surrounded, in particular to cool this electrical component, and the second electrical component must be kept dry urgently.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste elektrische Komponente ein elektrischer Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges und die zweite elektrische Komponente eine Leistungselektronik oder ein Kabelbaum eines Kraftfahrzeuges sind. Ein bevorzugter Anwendungsfall für ein erfindungsgemäßes elektrisches Verbindungselement ist die elektrische Schnittstelle zwischen einer vorzugsweise ölgekühlten elektrischen Antriebsmaschine in einem Kraftfahrzeug auf der einen Seite und einer Leistungselektronik oder einem Kabelbaum auf der anderen Seite. Dabei kann durch das elektrische Verbindungselement eine funktionssichere elektrische Verbindung realisiert werden.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the first electrical component is an electric drive motor of a motor vehicle and the second electrical component is a power electronics or a wiring harness of a motor vehicle. A preferred application for an inventive electrical connection element is the electrical interface between a preferably oil-cooled electric drive machine in a motor vehicle on the one hand and a power electronics or a wiring harness on the other side. In this case, a functionally reliable electrical connection can be realized by the electrical connection element.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselementes in einer Schnittdarstellung;
2 eine Gehäusebuchse eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselements in einer Frontansicht auf eine Stirnfläche sowie in einer Schnittdarstellung und
3 einen Stecker eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselements in mehreren Ansichten sowie in einer Schnittdarstellung.

The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 A preferred embodiment of an electrical connection element according to the invention in a sectional view;
2 a housing socket of an electrical connecting element according to the invention in a front view of an end face and in a sectional view and
3 a connector of an electrical connection element according to the invention in several views and in a sectional view.

1 zeigt ein elektrisches Verbindungselement 10 zur elektrischen Verbindung einer ersten elektrischen Komponente 12, insbesondere eines elektrischen Antriebmotors 16 eines Kraftfahrzeuges mit einer zweiten elektrischen Komponente 14, insbesondere einer Leistungselektronik 18 oder einem Kabelbaum 20. Das elektrische Verbindungselement 10 umfasst eine Gehäusebuche 24, welche in einem Gehäuse 22 der ersten elektrischen Komponente 12 angeordnet ist und über eine Öffnung in dem Gehäuse 22 elektrisch kontaktierbar ist. In der Gehäusebuchse 24 ist eine erste Stromschiene 26 angeordnet, welche einen ersten Abschnitt 50 aufweist, welcher mit der ersten elektrischen Komponente 12 in Verbindung gebracht werden kann und im Wesentlichen parallel zu dem Gehäuse 22 der ersten elektrischen Komponente 12 verläuft. Die erste Stromschiene 26 weist ferner einen zweiten Abschnitt 52 auf, welcher senkrecht zu dem ersten Abschnitt 50 und senkrecht zu dem Gehäuse 22 der ersten elektrischen Komponente 12 verläuft. Zwischen dem ersten Abschnitt 50 und dem zweiten Abschnitt 52 der ersten Stromschiene 26 ist ein Biegeradius 54 ausgebildet. Die Gehäusebuchse 24 weist im Bereich des zweiten Abschnitts 52 der ersten Stromschiene 26 eine Ausnehmung 48 auf. Dabei liegt der zweite Abschnitt 52 vorzugsweise an einer ersten Wand der Ausnehmung 48 an. Dabei ist an der ersten Stromschiene 26 ein Anpresselement 100 vorgesehen, welches durch die Ausnehmung 48 in der Gehäusebuchse 24 geführt ist und dort verrastet wird. 1 shows an electrical connection element 10 for electrical connection of a first electrical component 12 , in particular an electric drive motor 16 a motor vehicle with a second electrical component 14 , in particular a power electronics 18 or a wiring harness 20 , The electrical connection element 10 includes a housing book 24 which in a housing 22 the first electrical component 12 is arranged and via an opening in the housing 22 is electrically contactable. In the housing socket 24 is a first busbar 26 arranged, which is a first section 50 having, which with the first electrical component 12 can be associated and substantially parallel to the housing 22 the first electrical component 12 runs. The first busbar 26 also has a second section 52 which is perpendicular to the first section 50 and perpendicular to the housing 22 the first electrical component 12 runs. Between the first section 50 and the second section 52 the first busbar 26 is a bend radius 54 educated. The housing socket 24 points in the area of the second section 52 the first busbar 26 a recess 48 on. This is the second section 52 preferably on a first wall of the recess 48 on. It is at the first busbar 26 a pressing element 100 provided, which through the recess 48 in the housing socket 24 is guided and locked there.

Die Gehäusebuchse 24 weist eine erste Stirnfläche 28 auf, welche dem Gehäuse 22 der ersten elektrischen Komponente 12 zugewandt ist. An der ersten Stirnfläche 28 ist ein erstes Dichtelement 30, vorzugsweise eine umlaufende Dichtung aus einem Elastomer, angeordnet, mit welcher die Gehäusebuche 24 flüssigkeitsdicht gegenüber dem Gehäuse 22 abgedichtet ist. Die Gehäusebuche 24 weist ferner eine der ersten Stirnfläche 28 gegenüberliegende zweite Stirnfläche 32 auf, welche mit einem Deckel 34 verschließbar ist. Zwischen dem Deckel 34 und der zweiten Stirnfläche 32 ist ein zweites Dichtelement 36 angeordnet. Um eine formschlüssige Aufnahme des zweiten Dichtelements 36 zu ermöglichen, ist an der zweiten Stirnfläche 32 der Gehäusebuchse 24 eine erste Nut 40 vorgesehen, in welcher das zweite Dichtelement 36 aufgenommen ist. Ferner ist an dem Deckel 34 eine korrespondierende Nut zur Aufnahme des zweiten Dichtelements 36 vorgesehen. Dabei ist das zweite Dichtelement 36 vorzugsweise als umlaufende Dichteinheit ausgebildet, welche die erste Stromschiene gegenüber der zweiten Stirnfläche 32 der Gehäusebuchse 24 und dem Deckel 34 abdichtet. Um eine entsprechende Positionierung des zweiten Dichtelements 36 zu ermöglichen, ist die Nut 40 an der zweiten Stirnfläche 32 der Gehäusebuchse 24 als umlaufende Nut ausgebildet, um das zweite Dichtelement 36 formschlüssig aufzunehmen. Ferner sind in die erste Stirnfläche 28 der Gehäusebuchse 24 zwei Gewindebohrungen 44, 46 eingebracht, mit welcher ein Stecker 70 mittels einer Schraubverbindung mit der Gehäusebuchse 24 verbunden werden kann.The housing socket 24 has a first end face 28 on which the housing 22 the first electrical component 12 is facing. At the first end face 28 is a first sealing element 30 , Preferably, a circumferential seal made of an elastomer, arranged, with which the Gehäusebuche 24 liquid-tight against the housing 22 is sealed. The case book 24 also has one of the first end face 28 opposite second end face 32 on which with a lid 34 is closable. Between the lid 34 and the second end face 32 is a second sealing element 36 arranged. To a positive reception of the second sealing element 36 to allow is at the second end face 32 the housing socket 24 a first groove 40 provided, in which the second sealing element 36 is included. Further, on the lid 34 a corresponding groove for receiving the second sealing element 36 intended. In this case, the second sealing element 36 preferably formed as a circumferential sealing unit, which the first busbar relative to the second end face 32 the housing socket 24 and the lid 34 seals. To a corresponding positioning of the second sealing element 36 to enable is the groove 40 at the second end face 32 the housing socket 24 formed as a circumferential groove to the second sealing element 36 to record positively. Further, in the first end face 28 the housing socket 24 two threaded holes 44 . 46 introduced, with which a plug 70 by means of a screw connection with the housing socket 24 can be connected.

Das elektrische Verbindungselement 10 umfasst ferner einen Stecker 70, welcher ein Steckergehäuse 72 und eine zweite Stromschiene 78 aufweist. Dabei kann die zweite Stromschiene 78 durch ein Einstecken des Steckers 70 in die Gehäusebuchse 24 elektrisch mit der ersten Stromschiene 26 verbunden werden. Dabei liegt die zweite Stromschiene 78 mit einem zweiten Abschnitt 82, welcher senkrecht zu dem Gehäuse 22 verläuft, in einer Kontaktzone 56 an der ersten Stromschiene 26 an. Das Anliegen der beiden Stromschienen 26, 78 wird durch das Anpresselement 100 unterstützt, welches den zweiten Abschnitt 82 der zweiten Stromschiene 78 in der Kontaktzone 56 gegen den zweiten Abschnitt 52 der ersten Stromschiene 26 presst. Die zweite Stromschiene 78 weist ferner einen ersten Abschnitt 80 zum Anschluss an eine zweite elektrische Komponente 14 auf, welcher vorzugsweise senkrecht zu dem zweiten Abschnitt 82 der zweiten Stromschiene 78 verläuft. Zwischen dem ersten Abschnitt 80 und dem zweiten Abschnitt 82 der zweiten Stromschiene 78 ist ein Biegeradius 84 ausgebildet. An einer dem Gehäuse 22 der ersten elektrischen Komponente 12 zugewandten Stirnfläche 74 des Steckergehäuses 72 ist ein drittes Dichtelement 76, vorzugsweise ebenfalls eine umlaufende Dichtung aus einem Elastomer, vorgesehen, mit welcher das Steckergehäuse 72 gegenüber dem Gehäuse 22 der ersten elektrischen Komponente 12 abgedichtet ist. Ferner ist an dem Steckergehäuse 72 eine Verschraubung 38 vorgesehen, über welche der Stecker 70 in die Gewindebohrungen 42, 58 der Gehäusebuchse 24 fixiert wird. Ferner ist eine Verschraubung 92 vorgesehen, mit welcher die Gehäusebuchse 24 über die Gewindebohrungen 44, 46 in dem Gehäuse 22 fixiert wird. Dadurch wird eine Dichtheit der Gehäusebuchse 24 auch ohne einen eingesteckten Stecker 70 sichergestellt. Nach Montieren des Steckers 70 ist auch der Steckbereich selbst gegen die Umgebung abgedichtet. An dem Stecker 70 ist ferner eine Messeinheit 86 zur Strommessung bei eingestecktem Stecker 70 vorgesehen. Die Messeinheit 86 ist vorzugsweise als Hall-Sensor 88 oder als Messwiderstand (Shunt) 90 ausgebildet und ermöglicht eine kompakte Ausbildung des elektrischen Verbindungselements 10.The electrical connection element 10 further includes a plug 70 , which is a plug housing 72 and a second busbar 78 having. In this case, the second busbar 78 by an insertion of the plug 70 in the housing socket 24 electrically with the first busbar 26 get connected. This is the second busbar 78 with a second section 82 which is perpendicular to the housing 22 runs, in a contact zone 56 at the first busbar 26 on. The concern of the two busbars 26 . 78 is by the contact pressure element 100 which supports the second section 82 the second busbar 78 in the contact zone 56 against the second section 52 the first busbar 26 pressed. The second busbar 78 also has a first section 80 for connection to a second electrical component 14 which is preferably perpendicular to the second section 82 the second busbar 78 runs. Between the first section 80 and the second section 82 the second busbar 78 is a bend radius 84 educated. At one of the housing 22 the first electrical component 12 facing end face 74 of the connector housing 72 is a third sealing element 76 , Preferably also a circumferential seal made of an elastomer provided, with which the plug housing 72 opposite the housing 22 the first electrical component 12 is sealed. Further, on the connector housing 72 a screw connection 38 provided over which the plug 70 into the threaded holes 42 . 58 the housing socket 24 is fixed. Furthermore, a screw connection 92 provided with which the housing socket 24 over the threaded holes 44 . 46 in the case 22 is fixed. As a result, a tightness of the housing socket 24 even without an inserted plug 70 ensured. After mounting the plug 70 is also the plug-in area itself sealed against the environment. At the plug 70 is also a measuring unit 86 for current measurement with inserted plug 70 intended. The measuring unit 86 is preferably as a Hall sensor 88 or as a measuring resistor (shunt) 90 designed and allows a compact design of the electrical connection element 10 ,

2 zeigt eine Frontansicht (links) und eine Schnittdarstellung (rechts) einer Gehäusebuchse 24 eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselements 10. An der ersten Stirnseite 28 sind drei parallel zueinander angeordnete Stecköffnungen 60, 62, 64 ausgebildet, in welche entsprechende Steckzungen 98 an den Enden der Stromschienen 78, 94, 96 des Steckers 70 eingesteckt werden können. Ferner ist zu erkennen, dass die Gehäusebuchse 24 neben der ersten Stromschiene 26 eine dritte Stromschiene 66 und eine fünfte Stromschiene 68 aufweist, welche parallel zu der ersten Stromschiene 26 angeordnet sind. 2 shows a front view (left) and a sectional view (right) of a housing socket 24 an electrical connecting element according to the invention 10 , At the first end 28 are three mutually parallel insertion openings 60 . 62 . 64 formed, in which appropriate tabs 98 at the ends of the busbars 78 . 94 . 96 of the plug 70 can be inserted. It can also be seen that the housing socket 24 next to the first busbar 26 a third busbar 66 and a fifth busbar 68 which is parallel to the first busbar 26 are arranged.

In 3 ist ein Stecker 70 in einer Frontansicht (oben), zwei Seitenansichten (links und Mitte) sowie in einer Schnittdarstellung (rechts) dargestellt. Der Stecker 70 weist drei parallele Stromschienen 78, 94, 96 auf, welche in die Stecköffnungen 60, 62, 64 der Gehäusebuchse 24 einsteckbar sind. Ferner ist in 3 zu erkennen, dass für jede der Stromschienen 78, 94, 96 eine eigene Messeinheit 86 vorgesehen ist, um für jede Stromschiene 78, 94, 96 unabhängig eine Messung des elektrischen Stroms durchführen zu können.In 3 is a plug 70 in a front view (top), two side views (left and center) and in a sectional view (right) shown. The plug 70 has three parallel busbars 78 . 94 . 96 on which in the plug openings 60 . 62 . 64 the housing socket 24 are pluggable. Furthermore, in 3 to realize that for each of the power rails 78 . 94 . 96 a separate measuring unit 86 is provided to each busbar 78 . 94 . 96 independently to be able to carry out a measurement of the electric current.

In den 1 bis 3 ist eine dreipolige Variante eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselements 10 in einer Ausführung mit einem Steckkontakt dargestellt. Die Abdichtung über die Dichtelemente 30, 36, 38, 58 ist so gestaltet, dass bei montierter Gehäusebuchse 24 eine Dichtheit auf der der ersten elektrischen Komponente 12 zugewandten Seite des Gehäuses 22 auch ohne eine Steckverbindung mit dem Stecker 70 gewährleistet ist. Nach Montieren des Steckers 70 ist auch der Steckbereich 48, 56 selbst gegen die Umgebung abgedichtet. Anstelle eines Steckkontaktes zwischen den Stromschienen 26, 66, 68, 78, 94, 96 ist auch eine elektrische Verbindung über einen Klemmkontakt oder einen Federkontakt möglich. Der Steckkontakt erscheint im ersten Ansatz als besonders vorteilhaft, da er sich einfacher als ein Klemmkontakt oder ein Federkontakt umsetzen lässt. Alternativ zu der dargestellten Form eines dreipoligen elektrischen Verbindungselements 10 sind auch Ausführungsformen mit mehr oder weniger Kontakten möglich. Die Anzahl der Kontakte ist dabei anwendungsabhängig und kann entsprechend der zu erfüllenden Funktionen und Ströme entsprechend angepasst werden.In the 1 to 3 is a three-pole variant of an electrical connection element according to the invention 10 shown in a version with a plug contact. The seal over the sealing elements 30 . 36 . 38 . 58 is designed so that when mounted housing socket 24 a leak on the first electrical component 12 facing side of the housing 22 even without a plug connection with the plug 70 is guaranteed. After mounting the plug 70 is also the plug-in area 48 . 56 even sealed against the environment. Instead of a plug contact between the busbars 26 . 66 . 68 . 78 . 94 . 96 is also an electrical connection via a terminal contact or a spring contact possible. The plug-in contact appears in the first approach to be particularly advantageous because it can be implemented easier than a terminal contact or a spring contact. Alternatively to the illustrated form of a three-pole electrical connection element 10 Embodiments with more or fewer contacts are also possible. The number of contacts is application-dependent and can be adjusted according to the functions and currents to be fulfilled.

Eine Strommessung ist über eine direkt an den Stromschienen 78, 94, 96 des Steckers 70 angebundene Messeinheit 86 realisiert. Diese Messeinheit 86 ist vorzugsweise über einen Hall-Sensor 88 oder durch einen Messwiderstand 90, der auch als Shunt bezeichnet wird, realisierbar. Die Messeinheit 86 kann über eine Signalschnittstelle zu einer Steuerplatine der zweiten elektrischen Komponente 14, insbesondere zu einer Steuerplatine der Leistungselektronik 18, verfügen.A current measurement is via a directly to the power rails 78 . 94 . 96 of the plug 70 connected measuring unit 86 realized. This measuring unit 86 is preferably via a Hall sensor 88 or by a measuring resistor 90 , which is also referred to as a shunt, feasible. The measuring unit 86 can via a signal interface to a control board of the second electrical component 14 , in particular to a control board of the power electronics 18 , feature.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass ein erfindungsgemäßes elektrisches Verbindungselement 10 sich durch einen hochintegrierten und dadurch äußerst kompakten Aufbau auszeichnet, wobei die Stromsensorik 86, 88, 90 in den Stecker 70 integriert ist. Das elektrische Verbindungselement 10 ist nicht nur gegen Ölnebel oder Spritzöl abgedichtet, sondern weist eine erhöhte Dichtheit auf, so dass das elektrische Verbindungselement 10 für einen Einsatz unter Öl geeignet ist. Die elektrische Kontaktierung der Stromschienen 28, 66, 68, 78, 94, 96 erfolgt beim Fügen von Stecker 70 und Gehäusebuchse 24, wobei durch die Verschraubung 92 eine hohe Dichtheit und eine stabile Fixierung von Stecker 70 und Gehäusebuchse 24 erreicht wird.In summary, it can be stated that an inventive electrical connection element 10 characterized by a highly integrated and therefore extremely compact design, the current sensors 86 . 88 . 90 in the plug 70 is integrated. The electrical connection element 10 is not only sealed against oil mist or spray oil, but has an increased tightness, so that the electrical connection element 10 suitable for use under oil. The electrical contacting of the busbars 28 . 66 . 68 . 78 . 94 . 96 takes place when joining plugs 70 and housing socket 24 , where by the screw connection 92 a high tightness and a stable fixation of plug 70 and housing socket 24 is reached.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: SchnittstellenkontaktInterface Contact
1212: erste elektrische Komponentefirst electrical component
1414: zweite elektrische Komponentesecond electrical component
1616: elektrischer Antriebsmotorelectric drive motor
1818: Leistungselektronik power electronics
2020: Kabelbaumharness
2222: Gehäusecasing
2424: Gehäusebuchsehousing socket
2626: erste Stromschienefirst busbar
2828: Stirnfläche face
3030: erstes Dichtelementfirst sealing element
3232: Stirnflächeface
3434: Deckelcover
3636: zweites Dichtelementsecond sealing element
3838: Verschraubung screw
4040: erste Nutfirst groove
4242: Gewindebohrungthreaded hole
4444: erste Gewindebohrungfirst tapped hole
4646: zweite Gewindebohrungsecond threaded hole
4848: Ausnehmung recess
5050: erster Abschnitt der ersten Stromschienefirst section of the first busbar
5252: zweiter Abschnitt der ersten Stromschienesecond section of the first busbar
5454: Biegeradiusbending radius
5656: Kontaktzonecontact zone
5858: Gewindebohrung threaded hole
6060: erste Stecköffnungfirst plug-in opening
6262: zweite Stecköffnungsecond plug-in opening
6464: dritte Stecköffnungthird plug-in opening
6666: dritte Stromschienethird busbar
6868: fünfte Stromschiene fifth busbar
7070: Steckerplug
7272: Steckergehäuseplug housing
7474: Stirnflächeface
7676: drittes Dichtelementthird sealing element
7878: zweite Stromschiene second busbar
8080: erster Abschnittfirst section
8282: zweiter Abschnittsecond part
8484: Biegeradiusbending radius
8686: Messeinheitmeasuring unit
8888: Hall-Sensor Hall sensor
9090: Messwiderstandmeasuring resistor
9292: Verschraubungscrew
9494: vierte Stromschienefourth busbar
9696: sechste Stromschienesixth busbar
9898: Steckzunge tongue
100100: Anpresselementpresser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102016216933 A1 [0003]
WO 2004/020814 A1 [0004]
WO 2006/077208 A1 [0005]

Claims

An electrical connection element (10) for electrically connecting a first electrical component (12) to a second electrical component (14), wherein the first electrical component (12) comprises a housing (22), wherein the electrical connection element (10) comprises a housing bushing (24 ), in which a first bus bar (26) is guided, characterized in that the housing bush (24) has on its housing (22) facing end face (28) a first sealing element (30), with which the housing bush (24) is sealed relative to the housing (22), the housing bushing (24) on its the housing (22) facing away from end face (32) by a cover (34) is covered, wherein between the cover (34) and the housing bush (24) has a second Sealing element (36) is arranged, with which the first bus bar (26) relative to the housing bush (24) and the lid (34) is sealed.

Electrical connection element (10) according to Claim 1 , characterized in that the electrical connection element (10) has a plug (70) with a plug housing (72) in which a second bus bar (78) is arranged, wherein the second bus bar (78) in at least one plug opening (60, 62 , 64) of the housing bush (24) can be inserted.

Electrical connection element (10) according to Claim 2 , characterized in that the plug housing (72) on its the housing (22) facing end face (74) has a third sealing element (76).

Electrical connection element (10) according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the housing bush (24) by means of a screw connection (92, 44, 46) non-positively connected to the housing (22) of the first electrical component (12).

Electrical connection element (10) according to one of Claims 2 to 4 , characterized in that on the second busbar (78) a measuring unit (86) is arranged for current measurement.

Electrical connection element (10) according to Claim 5 , characterized in that the measuring unit (86) is designed as a Hall sensor (88) or as a measuring resistor (90).

Electrical connection element (10) according to one of Claims 2 to 6 , characterized in that the first busbar (26) and the second busbar (78) each have a portion (52, 82) which perpendicular to one of the housing (22) facing end faces (28, 74) of the housing bushing (24) or the plug housing (72) are formed, wherein the portions (52, 82) of the first busbar (26) and the second busbar (74) form a contact zone (56) of the electrical connection element (10).

Electrical connection element (10) according to one of Claims 2 to 7 , characterized in that on the housing bushing (24) and on the plug (70) a plurality of mutually parallel busbars (26, 66, 68, 78, 94, 96) are provided.

Electrical connection element (10) according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the first electrical component (12) is lubricated by a liquid medium and the second electrical component (14) is kept free of contact with a liquid medium.

Electrical connection element (10) according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the first electrical component (12) is an electric drive motor (16) of a motor vehicle and the second electrical component is a power electronics (18) or a wiring harness (20) of a motor vehicle.