DE102021202013A1

DE102021202013A1 - CONNECTION UNIT FOR AN INVERTER FOR A DRIVE SYSTEM AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH CONNECTION UNIT

Info

Publication number: DE102021202013A1
Application number: DE102021202013.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Kraemer; Felix Lang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-03-03
Filing date: 2021-03-03
Publication date: 2022-09-08
Also published as: CN116918234A; WO2022184635A1

Abstract

Es sind eine Anschlusseinheit (16, 17) für einen Umrichter (10) für ein Antriebssystem (5) und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Anschlusseinheit (16, 17) bereitgestellt. Die Anschlusseinheit (16, 17) hat eine Stromschiene (16; 16A; 16B) mit einer Öffnung (163) in weichem Metall, und ein Anschlusselement (17) für einen Sensor (18), wobei das Anschlusselement (17) einen Bolzen (173) aus weichem Metall aufweist, wobei die Öffnung (163) eine Überlagerung einer Rundöffnung (163A) und einer eckigen Öffnung (163B) ist, und wobei der Bolzen (173) in der Öffnung (163) verstaucht ist.A connection unit (16, 17) for a converter (10) for a drive system (5) and a method for producing such a connection unit (16, 17) are provided. The connection unit (16, 17) has a busbar (16; 16A; 16B) with an opening (163) in soft metal, and a connection element (17) for a sensor (18), the connection element (17) having a bolt (173 ) of soft metal, the aperture (163) being a superposition of a round aperture (163A) and a square aperture (163B), and the bolt (173) being upset in the aperture (163).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anschlusseinheit für einen Umrichter für ein Antriebssystem und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Anschlusseinheit. Die Anschlusseinheit hat insbesondere eine Stromschiene und ein Anschlusselement für einen Sensor. Das Anschlusselement ist insbesondere zur Führung von elektrischem Strom durch einen Sensor vorgesehen.The present invention relates to a connection unit for a converter for a drive system and a method for producing such a connection unit. In particular, the connection unit has a busbar and a connection element for a sensor. The connection element is provided in particular for conducting electric current through a sensor.

Ein Umrichter ist ein Stromrichter, der aus einer Wechselspannung mit einer ersten Frequenz und Amplitude eine unterschiedliche Wechselspannung generieren kann, bei der Frequenz und/oder Amplitude einstellbar sind. Die Funktion des Umrichters wird bei einer Vielzahl von Anwendungen benötigt. Ein Beispiel ist die Einspeisung einer elektrischen Spannung und des resultierenden elektrischen Stroms aus einem Energieversorgungsnetz in ein Netz für einen Endverbraucher oder Last. Insbesondere kann ein Umrichter für eine Antriebseinrichtung oder ein Antriebssystem eingesetzt werden.A converter is a power converter that can generate a different AC voltage from an AC voltage with a first frequency and amplitude, in which the frequency and/or amplitude can be set. The function of the converter is required for a large number of applications. An example is the feeding of an electrical voltage and the resulting electrical current from an energy supply network into a network for an end consumer or load. In particular, a converter can be used for a drive device or a drive system.

Bei dem Betrieb des elektrischen Antriebssystems treten meist unterschiedliche Lastzustände auf, die gegebenenfalls große Beschleunigungen und/oder hohe Drehzahlen des Antriebssystems erfordern. Infolgedessen fordert das Antriebssystem zeitweise in kurzer Zeit eine große Energiemenge aus dem elektrischen Versorgungsnetz. Derartige Leistungsspitzen sind für das elektrische Versorgungsnetz eine große Belastung und sind daher möglichst zu reduzieren und bestenfalls zu vermeiden.During the operation of the electric drive system, different load states usually occur, which may require high accelerations and/or high speeds of the drive system. As a result, the drive system requires a large amount of energy from the electrical supply network at times in a short space of time. Such power peaks are a great burden for the electrical supply network and should therefore be reduced as far as possible and, at best, avoided.

Daher sind derartige elektrische Antriebssysteme mit dem elektrischen Versorgungsnetz meist über einen Zwischenkreis verbunden, der gegebenenfalls zusätzlich mit einem Energiespeicher verbunden ist. Treten nun Leistungsspitzen auf, kann das Antriebssystem kurzzeitig die benötigte Energiemenge alternativ oder zusätzlich aus dem Energiespeicher entnehmen.Therefore, such electrical drive systems are usually connected to the electrical supply network via an intermediate circuit, which is optionally also connected to an energy store. If power peaks occur, the drive system can temporarily or alternatively draw the required amount of energy from the energy store.

Das Antriebssystem wird von dem Umrichter über mindestens eine Stromschiene mit elektrischem Strom versorgt. Der Wert des elektrischen Stroms wird mit einem Stromsensor gemessen. Hierfür ist der Stromsensor zur Erfassung des elektrischen Stroms an der Stromschiene anzuordnen. Eine derartige Stromschiene soll oft aus Kupfer hergestellt sein, da Kupfer einen hohen elektrischen Leitwert hat. Dadurch können in der Stromschiene auch hohe Ströme verlustarm geleitet werden. Außerdem hat eine Stromschiene aus Kupfer nur eine geringe Induktivität. Dadurch können im Umrichter schnelle Schaltvorgänge realisiert werden.The drive system is supplied with electrical power by the converter via at least one busbar. The value of the electric current is measured with a current sensor. For this purpose, the current sensor for detecting the electrical current is to be arranged on the conductor rail. Such a busbar should often be made of copper, since copper has a high electrical conductivity. As a result, high currents can also be conducted with low losses in the busbar. In addition, a busbar made of copper has only a low inductance. This means that fast switching processes can be implemented in the converter.

Problematisch ist jedoch, dass Kupfer ein sehr weiches nachgiebiges Material ist. Als Folge davon ist die Verbindung für den Stromsensor zu der Stromschiene aus Kupfer üblicherweise mit Schrauben realisiert. Eine derartige Verbindung benötigt jedoch einen vergleichsweise großen Bauraum. Dadurch wird die weitere Stromführung durch nachfolgende Stromschienen auf engsten Raum von oben im Gerät und noch dazu montagesicher und montagefreundlich erschwert oder sogar verhindert.The problem, however, is that copper is a very soft, compliant material. As a result, the connection for the current sensor to the copper busbar is usually realized with screws. However, such a connection requires a comparatively large amount of space. This makes it more difficult or even impossible to carry the current further through subsequent busbars in the tightest of spaces from above in the device and, moreover, to be safe and easy to assemble.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlusseinheit für einen Umrichter für ein Antriebssystem und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Anschlusseinheit bereitzustellen, mit welchen die zuvor genannten Probleme gelöst werden können. Insbesondere sollen eine Anschlusseinheit für einen Umrichter für ein Antriebssystem und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Anschlusseinheit bereitgestellt werden, bei welchen eine Verbindung zu der Stromschiene aus Kupfer eine weitere Stromführung durch nachfolgende Stromschienen montagesicher und montagefreundlich auf engsten Raum von oben im Gerät ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to provide a connection unit for a converter for a drive system and a method for producing such a connection unit, with which the aforementioned problems can be solved. In particular, a connection unit for a converter for a drive system and a method for producing such a connection unit are to be provided, in which a connection to the copper busbar allows further current conduction through subsequent busbars in a safe and easy-to-install manner in the tightest of spaces from above in the device.

Diese Aufgabe wird durch eine Anschlusseinheit für einen Umrichter für ein Antriebssystem nach Anspruch 1 gelöst. Die Anschlusseinheit hat eine Stromschiene mit einer Öffnung in weichem Metall, und ein Anschlusselement für einen Sensor, wobei das Anschlusselement einen Bolzen aus weichem Metall aufweist, wobei die Öffnung eine Überlagerung einer Rundöffnung und einer eckigen Öffnung ist, und wobei der Bolzen in der Öffnung verstaucht ist.This object is achieved by a connection unit for a converter for a drive system according to claim 1. The terminal unit has a bus bar with an aperture in soft metal, and a connector for a sensor, the connector comprising a bolt made of soft metal, the aperture being an overlay of a round aperture and a square aperture, and the bolt swaged in the aperture is.

Die in den Ansprüchen beanspruchte Anschlusseinheit bietet eine Verbindung zu einem Stromsensor, die eine weitere Stromführung durch nachfolgende Stromschienen montagesicher und montagefreundlich auf engsten Raum von oben im Gerät ermöglicht. Dabei hat die Anschlusseinheit eine Stromschiene aus weichem Metall, insbesondere Kupfer, Aluminium usw., mit einer speziellen Öffnung, in welcher ein Bolzen aus weichem Metall, insbesondere Kupfer, Aluminium usw., eingepresst, genauer gesagt verstaucht, ist. Die spezielle Öffnung, in welcher der Bolzen aus weichem Metall eingepresst, genauer gesagt verstaucht, ist, bietet eine Verdrehsicherung des Bolzens in der Stromschiene.The connection unit claimed in the claims offers a connection to a current sensor, which enables further current conduction through subsequent busbars to be installed securely and easily in the tightest of spaces from above in the device. In this case, the connection unit has a busbar made of soft metal, in particular copper, aluminum etc., with a special opening into which a bolt made of soft metal, in particular copper, aluminum etc., is pressed, more precisely upset. The special opening, in which the bolt made of soft metal is pressed, more precisely compressed, offers a twist protection of the bolt in the conductor rail.

Die beschriebene Anschlusseinheit bietet eine hochstromfähige feste elektrische und mechanische Verbindung zwischen einer Stromschiene und dem Bolzen. Beispielsweise ist die Verbindung für elektrische Ströme bei ein- oder dreiphasigen Wechselspannungen stromtragfähig. Insbesondere ist die Verbindung für elektrische Ströme bei ein- oder dreiphasigen Wechselspannungen bis etwa 750 A rms stromtragfähig, wobei rms den quadratischen Mittelwert (Effektivwert) des zeitlich veränderlichen elektrischen Stroms bezeichnet. Je nach Abmessungen der Anschlusseinheit können höhere oder niedrigere Effektivwerte für den elektrischen Strom realisiert werden.The connection unit described provides a high-current, fixed electrical and mechanical connection between a busbar and the bolt. For example, the connection for electrical currents is current-carrying with single-phase or three-phase AC voltages. In particular, the connection for electrical currents with single or three-phase AC voltages up to about 750 A rms current-carrying capacity, where rms denotes the root mean square (rms value) of the electric current that changes over time. Depending on the dimensions of the connection unit, higher or lower effective values for the electrical current can be implemented.

Die beschriebene Anschlusseinheit ermöglicht, dass ein Gewinde in dem Bolzen bei Montage des Bolzens in der Stromschiene unbeschädigt bleibt. Das Gewinde kann verwendet werden, um eine nachfolgende Stromschiene per Schraubverbindung zu montieren.The connection unit described enables a thread in the bolt to remain undamaged when the bolt is installed in the conductor rail. The thread can be used to mount a subsequent busbar with a screw connection.

Infolge dieser Vorteile ist eine besonders kompakte Anbindung von Stromsensor und Stromschiene möglich. Dies ermöglicht auch eine besonders kompakte Bauweise des Umrichters. Dadurch ist der Umrichter sehr vorteilhaft als mobiler Umrichter verwendbar. Dies macht den Einsatz des Umrichters für ein Antriebssystem, insbesondere eine Werkzeugmaschine, sehr vorteilhaft.As a result of these advantages, a particularly compact connection of the current sensor and busbar is possible. This also enables a particularly compact design of the converter. As a result, the converter can be used very advantageously as a mobile converter. This makes the use of the converter for a drive system, in particular a machine tool, very advantageous.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Anschlusseinheit sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous further configurations of the connection unit are specified in the dependent claims.

Die Anschlusseinheit kann zudem mindestens einen Sensor in einem Sensorgehäuse aufweisen, in dem das Anschlusselement montiert ist. Der Sensor kann ein Wechselstromsensor oder ein Temperatursensor sein.The connection unit can also have at least one sensor in a sensor housing, in which the connection element is mounted. The sensor can be an AC current sensor or a temperature sensor.

Die Stromschiene kann zudem eine erste Öffnung zur Befestigung der Stromschiene an mindestens einem Anschlusselement einer Leistungselektronik des Umrichters, und eine zweite Öffnung zur Befestigung der Stromschiene an mindestens einem Anschlusselement einer Leistungselektronik des Umrichters.The busbar can also have a first opening for attaching the busbar to at least one connection element of power electronics of the converter, and a second opening for attaching the busbar to at least one connection element of power electronics of the converter.

Möglicherweise ist das Anschlusselement ein zylindrischer Körper, an dessen einen Ende ein Bolzen aus weichem Metall angeordnet ist, und dessen anderes Ende zur Montage einer nachfolgenden Stromschiene ausgestaltet ist.Possibly the connection element is a cylindrical body, at one end of which a bolt made of soft metal is arranged and the other end of which is designed for mounting a subsequent busbar.

Das Anschlusselement kann ein einteiliger zylindrischer Körper sein.The connection element can be a one-piece cylindrical body.

Gemäß einer Ausgestaltung hat das Anschlusselement eine Öffnung mit einem Innengewinde zur Montage einer nachfolgenden Stromschiene.According to one embodiment, the connection element has an opening with an internal thread for mounting a subsequent busbar.

Optional ist das weiche Metall Kupfer.Optionally, the soft metal is copper.

Mindestens eine zuvor beschriebene Anschlusseinheit kann Teil eines Umrichters sein. Der Umrichter ist möglicherweise ein dreiphasiger Stromrichter, wobei der Sensor ein Wechselstromsensor ist, der das Anschlusselement zumindest teilweise ummantelt.At least one connection unit described above can be part of a converter. The converter may be a three-phase converter, with the sensor being an AC sensor at least partially encasing the connection element.

Mindestens ein Umrichter kann Teil eines Antriebssystems sein, das zudem mindestens eine Last hat, wobei der mindestens eine Umrichter zum Zuführen eines elektrischen Stroms zu der mindestens einen Last vorgesehen ist.At least one converter can be part of a drive system that also has at least one load, the at least one converter being provided for supplying an electrical current to the at least one load.

Bei dem Antriebssystem weist die mindestens eine Last möglicherweise mindestens einen Motor als Antrieb auf, wobei der mindestens eine Wechselrichter einen antriebsinternen Regler aufweist, für welchen die Anschlusseinheit zum Anschluss von Leistungselektronik des Reglers montiert ist.In the drive system, the at least one load may have at least one motor as the drive, with the at least one inverter having a drive-internal controller for which the connection unit for connecting power electronics of the controller is mounted.

Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum Herstellen einer Anschlusseinheit für einen Umrichter für ein Antriebssystem nach Anspruch 13 gelöst. Das Verfahren hat die Schritte Formen einer Stromschiene, Bilden einer Öffnung in weichem Metall der Stromschiene, so dass die Öffnung eine Überlagerung einer Rundöffnung und einer eckigen Öffnung ist, Formen eines Bolzens aus weichem Metall an einem Anschlusselement für einen Sensor, und Verstauchen des Bolzens in der Öffnung.The object is also achieved by a method for producing a connection unit for a converter for a drive system according to claim 13. The method has the steps of forming a bus bar, forming an opening in soft metal of the bus bar so that the opening is an overlay of a round opening and a square opening, forming a soft metal bolt on a terminal for a sensor, and swaging the bolt into the opening.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous further refinements of the method are specified in the dependent claims.

Möglicherweise wird die Stromschiene durch Stanzen geformt. Zusätzlich oder alternativ wird das Anschlusselement als Drehwerkstück hergestellt.Possibly the busbar is formed by stamping. Additionally or alternatively, the connection element is manufactured as a turned workpiece.

Denkbar ist, dass zuerst die Rundöffnung für die Öffnung hergestellt wird und dann die eckige Öffnung für die Öffnung hergestellt wird.It is conceivable that first the round opening is made for the opening and then the angular opening is made for the opening.

Das Verfahren erzielt die gleichen Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die Anschlusseinheit genannt sind.The method achieves the same advantages as previously mentioned in relation to the connection unit.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.

Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

1 ein Blockschaltbild eines elektrischen Antriebssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine dreidimensionale Ansicht eines mobilen Umrichters für ein Antriebssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 eine dreidimensionale Ansicht einer Stromschiene gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel für den Umrichter von 2;
4 eine Draufsicht auf die Stromschiene von 3;
5 eine dreidimensionale Ansicht eines Anschlusselements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel für den Umrichter von 2;
6 eine dreidimensionale Ansicht einer Sensor-Anschlusseinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel für den Umrichter von 2;
7 eine dreidimensionale Ansicht einer Stromschiene gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für den Umrichter von 2;
8 eine Draufsicht auf die Stromschiene von 7;
9 eine dreidimensionale Ansicht einer Sensor-Anschlusseinheit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel für den Umrichter von 2;
10 eine dreidimensionale Ansicht einer Stromschiene gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel für den Umrichter von 2;
11 eine Draufsicht auf die Stromschiene von 10;
12 eine dreidimensionale Ansicht einer Sensor-Anschlusseinheit gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel für den Umrichter von 2.

The invention is described in more detail below with reference to the attached drawing and using exemplary embodiments. Show it:

1 a block diagram of an electric drive system according to a first embodiment;
2 a three-dimensional view of a mobile converter for a drive system according to the first embodiment;
3 a three-dimensional view of a busbar according to the first embodiment for the converter of 2 ;
4 a plan view of the power rail of 3 ;
5 a three-dimensional view of a connection element according to the first embodiment for the converter of 2 ;
6 a three-dimensional view of a sensor connection unit according to the first embodiment for the converter of 2 ;
7 a three-dimensional view of a busbar according to a second embodiment for the converter of 2 ;
8th a plan view of the power rail of 7 ;
9 a three-dimensional view of a sensor connection unit according to the second embodiment for the converter of 2 ;
10 a three-dimensional view of a busbar according to a third embodiment for the converter of 2 ;
11 a plan view of the power rail of 10 ;
12 a three-dimensional view of a sensor connection unit according to the third embodiment for the converter of 2 .

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols unless otherwise stated.

1 zeigt eine industrielle Anlage 1, in welcher ein Arbeits- oder Fertigungsverfahren auszuführen ist. Hierbei wird die industrielle Anlage 1 von einer Steuervorrichtung 3 gesteuert. Die Steuervorrichtung 3 ist zumindest teilweise als Software ausführbar. Zur Ausführung der Software hat die Steuervorrichtung 3 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), wie beispielsweise einen Mikroprozessor mit einem Arbeitsspeicher. 1 shows an industrial plant 1 in which a working or manufacturing process is to be carried out. Here, the industrial plant 1 is controlled by a control device 3 . The control device 3 can be implemented at least partially as software. To execute the software, the control device 3 has a central processing unit (CPU), such as a microprocessor with a working memory.

Das Arbeitsverfahren ist insbesondere ein Transportverfahren oder Bearbeitungsverfahren oder Druckverfahren, usw.. Bei einem Fertigungsverfahren ist beispielsweise eines der Arbeitsverfahren ausführbar und/oder mit mindestens einem Werkzeug, wie einem Drehwerkzeug und/oder Fräswerkzeug und/oder einem Fügewerkzeug mindestens ein Werkstück behandelbar. Das Fügewerkzeug ist insbesondere ein Schweißwerkzeug oder ein Nietwerkzeug oder ein Schraubwerkzeug, usw..The working method is in particular a transport method or machining method or printing method, etc. In a manufacturing method, for example, one of the working methods can be carried out and/or at least one workpiece can be treated with at least one tool, such as a turning tool and/or milling tool and/or a joining tool. The joining tool is in particular a welding tool or a riveting tool or a screwing tool, etc.

Die industrielle Anlage 1 oder Maschine umfasst ein Antriebssystem 5, welches bei der Ausführung des Arbeits- oder Fertigungsverfahrens zum Einsatz kommt. Das Antriebssystem 5 umfasst einen Umrichter 10, der einen elektrischen Energieversorger oder Eingangswechselrichter 15, einen elektrischen Zwischenkreis 20, und mindestens einen Wechselrichter 30, 31, 32, 33 aufweist. Zumindest der Wechselrichter 30 hat einen integrierten Regler 35. Zudem umfasst das Antriebssystem 5 mindestens eine Last 40, 41, 42, 43. Angeschlossen an den Zwischenkreis 20 ist eine zusätzliche Energiespeichereinheit 50, insbesondere elektrische Energiespeichereinheit 50.The industrial plant 1 or machine includes a drive system 5, which is used to carry out the work or manufacturing process. The drive system 5 includes a converter 10, which has an electrical energy supplier or input inverter 15, an electrical intermediate circuit 20, and at least one inverter 30, 31, 32, 33. At least the inverter 30 has an integrated controller 35. In addition, the drive system 5 includes at least one load 40, 41, 42, 43. An additional energy storage unit 50, in particular an electrical energy storage unit 50, is connected to the intermediate circuit 20.

Der Umrichter 10 erzeugt aus einer dreiphasigen Eingangsspannung U_E eine dreiphasige Ausgangsspannung Uo, deren Frequenz und/oder Amplitude je nach Bedarf einstellbar sind. Die Frequenz und/oder Amplitude der dreiphasigen Eingangsspannung U_E kann sich unterscheiden von der Frequenz und/oder Amplitude der dreiphasigen Ausgangsspannung Uo. Der mindestens einen Last 40, 41, 42, 43 kann ein dreiphasiger Wechselstroms I₀₁, I₀₂, I₀₃ zugeführt werden.From a three-phase input voltage U _E , the converter 10 generates a three-phase output voltage Uo, the frequency and/or amplitude of which can be adjusted as required. The frequency and/or amplitude of the three-phase input voltage U _E can differ from the frequency and/or amplitude of the three-phase output voltage Uo. The at least one load 40, 41, 42, 43 can be supplied with a three-phase alternating current I ₀₁ , I ₀₂ , I ₀₃ .

Die mindestens eine Last 40, 41, 42, 43 kann mindestens einen Motor mit optionalem Antriebsregler aufweisen. Im Betrieb bewirkt der Motor möglicherweise eine Bewegung eines Elements der industriellen Anlage 1. Dadurch kann insbesondere ein Werkstück transportiert werden und/oder ein Werkstück bearbeitet werden und/oder ein Rührwerk betrieben werden, usw. Die mindestens eine Last 40, 41, 42, 43 ist möglicherweise ein Motor eines Handwerkzeugs oder eines handgeführten Werkzeugs.The at least one load 40, 41, 42, 43 can have at least one motor with an optional drive controller. During operation, the motor may cause an element of the industrial system 1 to move. In this way, in particular, a workpiece can be transported and/or a workpiece can be machined and/or an agitator can be operated, etc. The at least one load 40, 41, 42, 43 is possibly a motor of a hand tool or a hand-held tool.

Die Energiespeichereinheit 50 ist direkt mit dem Zwischenkreis 20 verbunden. Die Energiespeichereinheit 50 ist bei dem Beispiel von 1 eine Kapazitätseinheit, die mindestens einen Kondensator aufweist.Energy storage unit 50 is directly connected to intermediate circuit 20 . The energy storage unit 50 is in the example of FIG 1 a capacitance unit comprising at least one capacitor.

Im Betrieb wird das Antriebssystem 5 von dem geregelten Umrichter 10 aus einem Netz mit den Phasen N1, N2, N3 mit Energie versorgt. Die Energie wird in dem Gleichspannungs-Zwischenkreis 20 mit einer Zwischenkreis-Kapazitätseinheit 21 als Energiespeichereinheit zwischengespeichert. Der Zwischenkreis-Kapazitätseinheit 21 ist optional die zusätzliche Energiespeichereinheit 50 parallelgeschaltet. Dadurch speichert auch die zusätzliche Energiespeichereinheit 50 Energie, mit welcher der Zwischenkreis 20 von dem Umrichter 10 versorgt wird.During operation, the drive system 5 is supplied with energy by the regulated converter 10 from a network with the phases N1, N2, N3. The energy is temporarily stored in the DC voltage intermediate circuit 20 with an intermediate circuit capacitance unit 21 as an energy storage unit. Optionally, the additional energy storage unit 50 is connected in parallel with the intermediate circuit capacitance unit 21 . This also stores the additional energy storage unit 50 energy, with which the Intermediate circuit 20 is supplied by the converter 10.

Benötigt die mindestens eine Last 40 bis 43 mehr Energie als im Zwischenkreis 20 gespeichert, kann die Energie von der zusätzlichen Energiespeichereinheit 50 geliefert werden und dem mindestens einen Wechselrichter 30 bis 33 zur Versorgung der mindestens einen Last 40 bis 43 bereitgestellt werden. Der mindestens eine Wechselrichter 30 bis 33 stellt der mindestens einen Last 40 bis 43 die jeweils benötigte elektrische Spannung und den elektrischen Strom mit der jeweils benötigten Frequenz und Amplitude bereit. Optional weist der mindestens eine Wechselrichter 30 bis 33 den Antriebsregler 35 auf. If the at least one load 40 to 43 requires more energy than is stored in the intermediate circuit 20, the energy can be supplied by the additional energy storage unit 50 and the at least one inverter 30 to 33 for supplying the at least one load 40 to 43 can be made available. The at least one inverter 30 to 33 provides the at least one load 40 to 43 with the respectively required electrical voltage and the electrical current with the respectively required frequency and amplitude. The at least one inverter 30 to 33 optionally has the drive controller 35 .

Das Antriebssystem 5 von 1 hat somit einen Gleichspannung-Zwischenkreis 20, der von einem Energieversorger 10 mit elektrischer Energie versorgt wird. Dabei ist mindestens ein Wechselrichter 30 bis 33 mit mindestens einer Last 40 bis 43 verbunden. Außerdem ist der mindestens ein Wechselrichter 30 bis 33 zum Wandeln einer Zwischenkreisspannung Uz des Gleichspannung-Zwischenkreises 20 in eine Wechselspannung, die Ausgangsspannung Uo, für die mindestens eine Last 40 bis 43 ausgestaltet.The drive system 5 from 1 thus has a DC voltage intermediate circuit 20 which is supplied with electrical energy by an energy supplier 10 . In this case, at least one inverter 30 to 33 is connected to at least one load 40 to 43 . In addition, the at least one inverter 30 to 33 is designed to convert an intermediate circuit voltage Uz of the DC voltage intermediate circuit 20 into an AC voltage, the output voltage Uo, for the at least one load 40 to 43.

2 zeigt den mechanischen Aufbau eines Teils des Umrichters 10 von 1. Bei dem gezeigten Beispiel ist der Umrichter 10 ein dreiphasiger Umrichter 10 zur Erzeugung des dreiphasigen Wechselstroms I₀₁, I₀₂, I₀₃. Selbstverständlich ist es alternativ möglich, dass der Umrichter 10 ein einphasiger Umrichter 10 ist. 2 shows the mechanical structure of a part of the converter 10 of 1 . In the example shown, the converter 10 is a three-phase converter 10 for generating the three-phase alternating current I ₀₁ , I ₀₂ , I ₀₃ . Of course, it is alternatively possible for the converter 10 to be a single-phase converter 10 .

Für die Bereitstellung des dreiphasigen Wechselstroms I₀₁, I₀₂, I₀₃ hat der Umrichter 10 in dem Regler 35 eine erste Leistungselektronik 351, eine zweite Leistungselektronik 352 und eine dritte Leistungselektronik 352. Die Leistungselektronik 351, 352, 353 kann jeweils mindestens ein Halbleiterschaltelement, beispielsweise einen Transistor, insbesondere einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT = Insulated-Gate Bipolar Transistor) aufweisen. Alternativ ist der Regler 35 bzw. die Leistungselektronik 351, 352, 353 am Eingang des Umrichters 10 für eine dreiphasige Einspeisung von elektrischem Strom bzw. der Spannung U_E von dem Netz N1, N2, N3 verwendbar.For the provision of the three-phase alternating current I ₀₁ , I ₀₂ , I ₀₃ , the converter 10 in the controller 35 has first power electronics 351, second power electronics 352 and third power electronics 352. The power electronics 351, 352, 353 can each have at least one semiconductor switching element, for example a transistor, in particular a bipolar transistor with an insulated gate electrode (IGBT=Insulated Gate Bipolar Transistor). Alternatively, the controller 35 or the power electronics 351, 352, 353 at the input of the converter 10 can be used for a three-phase supply of electrical current or the voltage U _E from the network N1, N2, N3.

An der für die drei Phasen bereitgestellten Leistungselektronik 351, 352, 353 sind beidseitig Anschlusselemente 355 zum Anschluss von beispielsweise Stromschienen 16 vorgesehen. In 2 sind nur auf einer Seite Stromschienen 16 angeschlossen. Hierfür ist jede der Stromschienen 16 mit jeweils einem Befestigungselement 356 an einer der Phasen entsprechend der Leistungselektronik 351, 352, 353 stromtragfähig befestigt. Die Befestigungselemente 356 bei dem Beispiel von 2 sind jeweils Schrauben 356. Zudem ist in jeder der Stromschienen 16 ein Anschlusselement 17 montiert. In das Anschlusselement 17 kann eine der weiterführenden oder nachfolgenden Stromschienen 361, 362, 363 montiert sein. Die Stromschienen 361, 362, 363 sind in 2 nur teilweise gezeigt. Zur besseren Übersichtlichkeit sind in 2 nicht alle Anschlusselemente 355, Stromschienen 16 und Anschlusselemente 17 mit einem Bezugszeichen versehen.On both sides of the power electronics 351, 352, 353 provided for the three phases, connection elements 355 are provided for connecting busbars 16, for example. In 2 busbars 16 are only connected on one side. For this purpose, each of the busbars 16 is fastened with a respective fastening element 356 to one of the phases corresponding to the power electronics 351, 352, 353 in a current-carrying manner. The fasteners 356 in the example of FIG 2 are each screws 356. In addition, a connection element 17 is mounted in each of the busbars 16. One of the continuing or subsequent busbars 361 , 362 , 363 can be mounted in the connection element 17 . The busbars 361, 362, 363 are in 2 only partially shown. For better clarity are in 2 not all connection elements 355, busbars 16 and connection elements 17 are provided with a reference number.

Die Anschlusselemente 17 sind durch einen Sensor 18 geführt. Der Sensor 18 ummantelt die drei Anschlusselemente 17. Der Sensor 18 hat ein Gehäuse, in welchem Sensorelemente 181, beispielsweise Stromsensorelemente, angeordnet sind. Die Sensorelemente 181 sind in 2 nur schematisch gezeigt. Zur besseren Übersichtlichkeit ist in 2 nur eines der Sensorelemente 181 mit einem Bezugszeichen versehen.The connection elements 17 are passed through a sensor 18 . The sensor 18 encases the three connection elements 17. The sensor 18 has a housing in which sensor elements 181, for example current sensor elements, are arranged. The sensor elements 181 are in 2 shown only schematically. For better clarity, in 2 only one of the sensor elements 181 is provided with a reference number.

Der Sensor 18 hat bei dem Beispiel von 2 insbesondere mindestens drei induktive Sensorelemente 181. Jedes der Sensorelemente 181 ummantelt ein Anschlusselement 17, auch wenn dies in 2 nur schematisch gezeigt ist. Die induktiven Sensorelemente 181 können so den elektrischen Strom durch die Anschlusselemente 17 induktiv erfassen. Jedes der Anschlusselemente 17 führt den elektrischen Strom durch den Sensor 18. Insbesondere führt ein Anschlusselement 17 den elektrischen Strom durch eines der Sensorelemente 181.The sensor 18 has in the example of 2 in particular at least three inductive sensor elements 181. Each of the sensor elements 181 encases a connection element 17, even if this is 2 is shown only schematically. The inductive sensor elements 181 can thus detect the electrical current through the connection elements 17 inductively. Each of the connection elements 17 conducts the electrical current through the sensor 18. In particular, a connection element 17 conducts the electrical current through one of the sensor elements 181.

Von dem Sensor 18 kann mindestens eine elektrische Leitung zu dem Regler 35 führen. Der Regler 35 kann die elektrischen Signale der einzelnen Stromsensorelemente für eine Steuerung der Funktion des Umrichters 10, insbesondere mindestens eines der Wechselrichter 30 bis 33, verwenden. Der Sensor 18 von 2 ist ein Wechselstromsensor. Jedes der Stromsensorelemente 181 des Sensors 18 kann das Anschlusselement 17 zumindest teilweise ummanteln.At least one electric line can lead from the sensor 18 to the controller 35 . Controller 35 can use the electrical signals from the individual current sensor elements to control the function of converter 10, in particular at least one of inverters 30 to 33. The sensor 18 of 2 is an AC current sensor. Each of the current sensor elements 181 of the sensor 18 can at least partially encapsulate the connection element 17 .

3 und 4 zeigen eine der Stromschienen 16 von 2 genauer. Die Stromschiene 16 hat einen Grundkörper 160. Der Grundkörper 160 hat eine Höhe H. Der Grundkörper 160 ist bei dem Beispiel von 1 aus weichem Metall, beispielsweise aus Kupfer und/oder Aluminium, hergestellt. Der Grundkörper 160 ist zum elektrisch Leiten von elektrischem Strom, insbesondere einem der elektrischen Ströme I₀₁, I₀₂, I₀₃, ausgestaltet. 3 and 4 show one of the busbars 16 of FIG 2 more accurate. The busbar 16 has a base body 160. The base body 160 has a height H. The base body 160 is in the example of FIG 1 made of soft metal, for example copper and/or aluminium. The base body 160 is designed to electrically conduct electrical current, in particular one of the electrical currents I ₀₁ , I ₀₂ , I ₀₃ .

Der Grundkörper 160 hat eine erste Öffnung 161, eine zweite Öffnung 162, eine dritte Öffnung 163, einen ersten Schenkel 164, einen zweiten Schenkel 165, Ecken 166, eine Innenkontur 167, eine Außenkontur 168 und eine Aussparung 169. Der Übersichtlichkeit halber sind in 3 und 4 nicht alle Ecken 166 mit einem Bezugszeichen versehen. Die Ecken 166 können abgerundet sein, wie in 3 und 4 gezeigt. Alternativ können die Ecken 166 zumindest teilweise gefast sein.The base body 160 has a first opening 161, a second opening 162, a third opening 163, a first leg 164, a second leg 165, corners 166, an inner contour 167, an outer contour 168 and a recess 169. For the sake of clarity, 3 and 4 do not label all corners 166 with a reference number. The corners 166 can be rounded, as in 3 and 4 shown. Alternatively, corners 166 may be at least partially chamfered.

Der Grundkörper 160 hat im Wesentlichen eine L-Form. Mit anderen Worten, der erste Schenkel 164 und der zweite Schenkel 165 des Grundkörpers 160 bilden zusammen im Wesentlichen eine L-Form. Der erste Schenkel 164 und der zweite Schenkel 165 des Grundkörpers 160 sind über ein Verbindungselement verbunden, an dem die Innenkontur 167 und die Außenkontur 168 vorgesehen sind. Die Außenkontur 168 bildet eine bogenförmige Ausnehmung in dem Boden der L-Form des Grundkörpers 160. An dem zweiten Schenkel 165 und/oder dem Verbindungselement ist außen am Rand eine Aussparung 169 vorgesehen. Die Aussparung 169 ist zum ersten Schenkel 164 hin abgeschrägt. Die Aussparung 169 ist eine keilförmige Aussparung. Die Außenkontur 168 ermöglicht eine besonders raumsparende Aneinanderreihung von Stromschienen 16 nebeneinander in dem Umrichter 10 von 2. Die Aussparung 169 ermöglicht einen erhöhten Luftstreckenabstand zu angrenzenden mechanischen und/oder elektrischen Bauteilen. Je nach Bedarf kann die Aussparung 169 anders als in den Figuren abgebildet gewählt werden, um den jeweils benötigten Luftstreckenabstand herzustellen.The main body 160 has an essentially L-shape. In other words, the first leg 164 and the second leg 165 of the base body 160 together essentially form an L-shape. The first leg 164 and the second leg 165 of the base body 160 are connected via a connecting element on which the inner contour 167 and the outer contour 168 are provided. The outer contour 168 forms an arcuate recess in the base of the L-shape of the base body 160. A recess 169 is provided on the outside edge of the second leg 165 and/or the connecting element. The recess 169 is bevelled towards the first leg 164 . The recess 169 is a wedge-shaped recess. The outer contour 168 enables busbars 16 to be lined up next to one another in a particularly space-saving manner in the converter 10 from FIG 2 . The recess 169 allows for increased clearance to adjacent mechanical and/or electrical components. Depending on requirements, the recess 169 can be selected differently than shown in the figures in order to create the air gap distance required in each case.

Der erste Schenkel 164 läuft zu seinem freien Ende hin konisch zu. Die Aussparung 169 ist an dem anderen Ende des ersten Schenkels 164 vorgesehen. Der zweite Schenkel 165 hat einen rechteckigen, insbesondere einen quadratischen, Querschnitt.The first leg 164 tapers towards its free end. The recess 169 is provided at the other end of the first leg 164 . The second leg 165 has a rectangular, in particular a square, cross section.

Die erste und zweite Öffnung 161, 162 sind in dem ersten Schenkel 164 angeordnet. Die erste und zweite Öffnung 161, 162 sind als Durchgangsöffnung ausgestaltet. Durch jede der Öffnungen 162, 162 ist eines der Befestigungselemente 356 von 2 hindurchsteckbar, um die Stromschiene 16 an den Anschlusselementen 355 der jeweiligen Leistungselektronik 351, 352, 353 zu befestigen, wie beispielsweise in 2 gezeigt und zuvor beschrieben. Bei dem Beispiel von 2 und 4 haben die Öffnungen 161, 162 einen kreisrunden Querschnitt. Im Zusammenwirken mit den Befestigungselemente 356 von 2 kann die Stromschiene 16 so unbewegbar bzw. fest an einer Leistungselektronik 351, 352, 353 befestigt werden.The first and second openings 161, 162 are located in the first leg 164. FIG. The first and second openings 161, 162 are designed as through openings. Through each of the openings 162, 162 is one of the fasteners 356 of 2 can be pushed through in order to attach the busbar 16 to the connecting elements 355 of the respective power electronics 351, 352, 353, such as in 2 shown and previously described. In the example of 2 and 4 the openings 161, 162 have a circular cross-section. In cooperation with the fasteners 356 of 2 the conductor rail 16 can thus be fastened immovably or firmly to power electronics 351, 352, 353.

Die dritte Öffnung 163 ist in dem zweiten Schenkel 165 angeordnet. Die dritte Öffnung 163 ist als Durchgangsöffnung ausgestaltet. Die dritte Öffnung 163 hat eine Öffnung 163A mit kreisrundem Querschnitt, der eine Öffnung 163B mit quadratischem Querschnitt überlagert ist. Die Öffnung 163B kann alternativ einen mindestens dreieckigen, beispielsweise rechteckigem, insbesondere quadratischem, Querschnitt haben. Die Öffnung 163A mit kreisrundem Querschnitt und die Öffnung 163B mit eckigem Querschnitt haben dieselbe Mittelachse. Die Öffnung 163A mit kreisrundem Querschnitt hat einen Durchmesser D1. Somit hat die Öffnung 163B mit eckigem Querschnitt eine Seitenlänge S1 mit einer Abmessung, die kleiner als der Durchmesser D1 ist, so dass gilt S1 < D1. Die Öffnung 163A mit kreisrundem Querschnitt und die Öffnung 163B mit eckigem Querschnitt haben dieselbe Mittelachse.The third opening 163 is arranged in the second leg 165 . The third opening 163 is designed as a through opening. The third opening 163 has a circular cross-section opening 163A superimposed on a square cross-section opening 163B. Alternatively, the opening 163B may have a cross-section that is at least triangular, for example rectangular, in particular square. The circular cross-section opening 163A and the square cross-section opening 163B have the same central axis. The circular cross-section opening 163A has a diameter D1. Thus, the angular cross-section opening 163B has a side length S1 with a dimension smaller than the diameter D1, such that S1<D1. The circular cross-section opening 163A and the square cross-section opening 163B have the same central axis.

5 zeigt das Anschlusselement 17 von 2 genauer. Das Anschlusselement 17 hat einen Grundkörper 170 mit einer Öffnung 171, einem Gewinde 172 und einem Anschlussbolzen 173. Das Anschlusselement 17 von 5 ist achssymmetrisch zu einer Achse 175 ausgestaltet. 5 shows the connection element 17 of FIG 2 more accurate. The connecting element 17 has a base body 170 with an opening 171, a thread 172 and a connecting bolt 173. The connecting element 17 of 5 is axisymmetric to an axis 175 .

Der Grundkörper 170 ist bei dem Beispiel von 1 aus weichem Metall, beispielsweise aus Kupfer und/oder Aluminium, hergestellt. Der Grundkörper 170 ist zum elektrisch Leiten von elektrischem Strom, insbesondere einem der elektrischen Ströme I₀₁, I₀₂, I₀₃, ausgestaltet.The base body 170 is in the example of FIG 1 made of soft metal, for example copper and/or aluminium. The base body 170 is designed to electrically conduct electrical current, in particular one of the electrical currents I ₀₁ , I ₀₂ , I ₀₃ .

Der Grundkörper 170 ist zylindrisch ausgestaltet. Die Öffnung 171 ist von einem ersten Ende des Grundkörpers 170 vorzugsweise zentrisch in dem Grundkörper 170 angeordnet. Mit anderen Worten, die Achse der Öffnung 171 und die Achse des Grundkörpers 170 sind vorzugsweise identisch.The base body 170 is cylindrical. The opening 171 is preferably arranged centrally in the base body 170 from a first end of the base body 170 . In other words, the axis of the opening 171 and the axis of the base body 170 are preferably identical.

Die Öffnung 171 hat einen zylindrischen Querschnitt. An der Innenwand der Öffnung 171 ist das Gewinde 172 vorgesehen. Bei dem Beispiel von 5 hat die Öffnung 171 an dem einen Ende des Grundkörpers 170 einen Abschnitt mit einem größeren Durchmesser als der mit dem Gewinde 172 hin versehene Teil der Öffnung 171. Die Öffnung 171 ist eine Sacköffnung.The opening 171 has a cylindrical cross section. The thread 172 is provided on the inner wall of the opening 171 . In the example of 5 For example, the opening 171 at one end of the base body 170 has a section with a larger diameter than the part of the opening 171 provided with the thread 172. The opening 171 is a blind opening.

An dem anderen Ende des Grundkörpers 170 ist der Anschlussbolzen 173 angeordnet. Der Anschlussbolzen 173 ist einteilig mit dem Grundkörper 170 ausgebildet. Der Anschlussbolzen 173 ist zylindrisch ausgestaltet. Der Anschlussbolzen 173 hat ebenfalls den Durchmesser D1, wie zuvor für die Öffnung 163 der Stromschiene 16 beschrieben. Der Durchmesser D1 ist kleiner als ein Durchmesser D2 des Grundkörpers 170. Der Anschlussbolzen 173 bildet eine Verlängerung des Grundkörpers 170. Der Anschlussbolzen 173 hat eine Länge L. Die Länge L hat eine größere Abmessung als die Höhe H der Stromschiene 16, die in 3 und 4 gezeigt ist. Somit ist die Länge L des Anschlussbolzens 173 größer als die Höhe H der Stromschiene 16.The connection bolt 173 is arranged at the other end of the base body 170 . The connecting bolt 173 is formed in one piece with the base body 170 . The connecting bolt 173 is cylindrical. The connecting bolt 173 also has the diameter D1, as previously described for the opening 163 of the busbar 16. The diameter D1 is smaller than a diameter D2 of the base body 170. The connecting bolt 173 forms an extension of the base body 170. The connecting bolt 173 has a length L. The length L has a greater dimension than the height H of the busbar 16, which is in 3 and 4 is shown. Thus, the length L of the connecting bolt 173 is greater than the height H of the busbar 16.

Wie in 6 gezeigt, können die Stromschiene 16 und das Anschlusselement 17 als eine Stromsensor-Anschlusseinheit 16, 17 zusammengebaut werden. Hierfür wird der Anschlussbolzen 173 in die dritte Öffnung 163 der Stromschiene 16 gesteckt und in der Öffnung 173 verstaucht. Auf das Anschlusselement 17 kann zudem ein Schrumpfschlauch 175 geschoben oder gesteckt und aufgeschrumpft werden, wie in 6 gezeigt. Der Schrumpfschlauch 175 kann das Anschlusselement 17 elektrisch isolieren.As in 6 shown, the bus bar 16 and the connection element 17 can be assembled as a current sensor connection unit 16,17. For this purpose, the connection bolt 173 is inserted into the third opening 163 of the busbar 16 and compressed in the opening 173 . A shrink tube 175 can also be pushed or plugged and shrunk onto the connection element 17, as in 6 shown. The shrink tube 175 can insulate the connection element 17 electrically.

Ein Verfahren zum Herstellen der Stromsensor-Anschlusseinheit 16, 17 hat beispielsweise die folgenden Schritte.A method of manufacturing the current sensor terminal unit 16, 17 has the following steps, for example.

Bei einem ersten Schritt des Verfahrens wird der Anschlussbolzen 17 als Drehwerkstück hergestellt. Dabei kann der zylindrische Grundkörper 170 hergestellt werden. In ein Ende des Grundkörpers 170 wird die Öffnung 171 mit dem Gewinde eingebracht. Das andere Ende des Grundkörpers 170 wird abgestuft, um den Anschlussbolzen 173 auszubilden. Alternativ wird das Anschlusselement 17 durch ein anderes Verfahren, insbesondere 3D-Druck hergestellt.In a first step of the method, the connection bolt 17 is produced as a turned workpiece. In this case, the cylindrical base body 170 can be produced. The opening 171 with the thread is made in one end of the base body 170 . The other end of the base 170 is stepped to form the terminal bolt 173 . Alternatively, the connection element 17 is produced by a different method, in particular 3D printing.

Bei einem zweiten Schritt, der alternativ zumindest teilweise zeitgleich mit dem ersten Schritt ausgeführt werden kann, wird die Stromschiene 16 hergestellt. Die Herstellung der Stromschiene 16 kann insbesondere durch Stanzen erfolgen. Dabei wird der Grundkörper 160 mit den Öffnungen 161 bis 163 und den geometrischen Ausgestaltungen hergestellt, wie zuvor beschrieben. Für die dritte Öffnung 163 wird dabei die Rundöffnung 163A mit dem Durchmesser D1 insbesondere ausgestanzt und/oder gebohrt. Zudem wird die eckige Öffnung 163B ausgestanzt. Alternativ wird die Stromschiene 16 durch ein anderes Verfahren, insbesondere 3D-Druck hergestellt.In a second step, which can alternatively be carried out at least partially at the same time as the first step, the busbar 16 is produced. The busbar 16 can be produced in particular by stamping. In this case, the base body 160 is produced with the openings 161 to 163 and the geometric configurations, as previously described. For the third opening 163, the round opening 163A with the diameter D1 is in particular punched out and/or drilled. In addition, the angular opening 163B is punched out. Alternatively, the busbar 16 is produced by a different method, in particular 3D printing.

Bei einem dritten Schritt wird der Anschlussbolzen 173 in die Öffnung 163 gesteckt und mit einem Presswerkzeug verpresst. Hierbei wird der Bereich des Anschlussbolzens 173, der zunächst unten unter der Stromschiene 16 aus Öffnung 163 heraussteht, an der Stromschiene 16 verdrückt. Dabei wird das Material des Anschlussbolzens 173 in der Öffnung 163 verdrückt. Dadurch wird der Bereich des Anschlussbolzens 173, der unten unter der Stromschiene 16 aus der Öffnung 163 herausstand, innerhalb der Öffnung 163 verstaucht. Dadurch weitet sich der Druckmesser D1 des Anschlussbolzens 173 auf und die Länge L des Anschlussbolzens 173 wird verkürzt. Beim Pressvorgang fließt Material des Anschlussbolzens 173 auch in die freigestellten Ecken der Öffnung 163. Dies bewirkt eine Verdrehsicherung des Anschlussbolzens 173 in der Öffnung 163. Als Folge davon kann sich der Anschlussbolzen 173 beim Einbringen einer Schraube in das Gewinde 172 bis zu einem vorbestimmten Drehmoment nicht mitdrehen. Das vorbestimmte Drehmoment bestimmt sich durch die Geometrie der Öffnung 163 im Zusammenwirken mit dem darin verstauchten Bolzen 173. Das Gewinde 172 in dem Anschlussbolzen 173 selbst bleibt dem Verpressen und Verstauchen des Anschlussbolzens 173 in der Öffnung 173 unbeschädigt.In a third step, the connection bolt 173 is inserted into the opening 163 and pressed with a pressing tool. Here, the area of the connecting bolt 173, which initially protrudes below the busbar 16 from the opening 163, is compressed on the busbar 16. The material of the connection bolt 173 is compressed in the opening 163 in the process. As a result, the area of the connecting bolt 173 that protruded from the opening 163 below under the conductor rail 16 is compressed within the opening 163 . As a result, the pressure gauge D1 of the connection bolt 173 widens and the length L of the connection bolt 173 is shortened. During the pressing process, material from the connecting bolt 173 also flows into the exposed corners of the opening 163. This prevents the connecting bolt 173 from rotating in the opening 163. As a result, the connecting bolt 173 cannot move up to a predetermined torque when a screw is inserted into the thread 172 turn along. The predetermined torque is determined by the geometry of the opening 163 in interaction with the bolt 173 compressed therein. The thread 172 in the connecting bolt 173 itself remains undamaged when the connecting bolt 173 is pressed and compressed in the opening 173 .

Der Schritt des Verpressens und damit Verdrückens und Verstauchens des Anschlussbolzens 173 in der Öffnung 163 kann mit einem herkömmlichen Einpresswerkzeug ausgeführt werden. Alternativ kann der Schritt des Verpressens und damit Verdrückens und Verstauchens des Anschlussbolzens 173 in der Öffnung 163 unter Einsatz eines speziell dafür optimierten Werkzeugs ausgeführt werden.The step of pressing and thus compressing and upsetting the connection bolt 173 in the opening 163 can be carried out with a conventional press-in tool. Alternatively, the step of pressing and thus compressing and upsetting the connection bolt 173 in the opening 163 can be carried out using a tool specially optimized for this purpose.

Die Stromschiene 16 mit dem Anschlusselement 17 kann beispielsweise verwendet werden, um sehr unaufwändig und montagesicher die Leistungselektronik 351 im Umrichter 10 von 2 anzuschließen, wie zuvor beschrieben.The busbar 16 with the connection element 17 can be used, for example, to mount the power electronics 351 in the converter 10 in a very simple and reliable manner 2 connect as previously described.

7 und 8 zeigen eine Stromschiene 16A gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Stromschiene 16A unterscheidet sich durch die nachfolgend genauer beschriebenen Merkmale von der Stromschiene 16 gemäß dem vorangehenden Ausführungsbeispiel. 7 and 8th 16 show a bus bar 16A according to a second exemplary embodiment. The busbar 16A differs from the busbar 16 according to the previous exemplary embodiment by the features described in more detail below.

Die Stromschiene 16A hat eine Ausbuchtung 168A anstelle einer Aussparung 168 der Stromschiene 16. Dadurch ist die Aussparung 169 an der Ausbuchtung 168A angeordnet.The bus bar 16A has a bulge 168A instead of a recess 168 of the bus bar 16. As a result, the recess 169 is located at the bulge 168A.

Somit kann die Stromschiene 16A beispielsweise verwendet werden, um sehr unaufwändig und montagesicher die Leistungselektronik 353 im Umrichter 10 von 2 anzuschließen, wie zuvor beschrieben.Thus, the busbar 16A can be used, for example, to mount the power electronics 353 in the converter 10 in a very simple and reliable manner 2 connect as previously described.

Gemäß 9 wird hierfür an der Stromschiene 16A ebenso ein Anschlusselement 17 für eine Stromsensor-Anschlusseinheit 16A, 17 montiert, wie zuvor in Bezug auf das vorangehende Ausführungsbeispiel beschrieben für die Stromschiene 16 und das Anschlusselement 17 beschrieben. Optional kann auch ein Schrumpfschlauch 175 montiert werden, wie zuvor in Bezug auf 6 beschrieben.According to 9 For this purpose, a connection element 17 for a current sensor connection unit 16A, 17 is also mounted on the busbar 16A, as described above for the busbar 16 and the connection element 17 in relation to the previous exemplary embodiment. Optionally, a shrink tube 175 can also be fitted, as previously referred to in FIG 6 described.

10 und 11 zeigen eine Stromschiene 16B gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Stromschiene 16B unterscheidet sich durch die nachfolgend genauer beschriebenen Merkmale von den Stromschienen 16, 16A gemäß den vorangehenden Ausführungsbeispielen. 10 and 11 16 show a bus bar 16B according to a third exemplary embodiment. The busbar 16B differs from the busbars 16, 16A according to the previous exemplary embodiments by the features described in more detail below.

Die Stromschiene 16B hat, ähnlich zu der Ausbuchtung 168A der Stromschiene 16A, eine Ausbuchtung 168B, die anstelle einer Aussparung 168 der Stromschiene 16 vorgesehen ist. Zudem hat die Stromschiene 16B einen ersten Schenkel 164B, der an seinem freien Ende rechteckförmig ist. Der erste Schenkel 164B ist kürzer als der zweite Schenkel 165. Dadurch ist nur die erste Öffnung 161 in dem ersten Schenkel 164A angeordnet. Die zweite Öffnung 162 ist in dem Verbindungselement zwischen den Schenkeln 164A, 165 angeordnet. Die Aussparung 169B ist kürzer als die Aussparungen 169, 169A der Stromschienen 16, 16A gemäß den vorangehenden Ausführungsbeispielen.The bus bar 16B has a bulge 168B provided in place of a recess 168 of the bus bar 16, similar to the bulge 168A of the bus bar 16A. In addition, the bus bar 16B has a first leg 164B which is rectangular at its free end. The first leg 164B is shorter than the second leg 165. As a result, only the first opening 161 is located in the first leg 164A. The second opening 162 is located in the connector between the legs 164A,165. The cutout 169B is shorter than the cutouts 169, 169A of the bus bars 16, 16A according to the previous exemplary embodiments.

Somit kann die Stromschiene 16B beispielsweise verwendet werden, um sehr unaufwändig und montagesicher die Leistungselektronik 352 im Umrichter 10 von 2 anzuschließen, wie zuvor beschrieben.Thus, the busbar 16B can be used, for example, to mount the power electronics 352 in the converter 10 in a very simple and reliable manner 2 connect as previously described.

Gemäß 12 wird hierfür an der Stromschiene 16B ebenso ein Anschlusselement 17 für eine Stromsensor-Anschlusseinheit 16B, 17 montiert, wie zuvor in Bezug auf die vorangehenden Ausführungsbeispiele für die Stromschienen 16, 16A und das Anschlusselement 17 beschrieben. Optional kann auch ein Schrumpfschlauch 175 montiert werden, wie zuvor in Bezug auf 6 beschrieben.According to 12 For this purpose, a connection element 17 for a current sensor connection unit 16B, 17 is also mounted on the busbar 16B, as described above in relation to the previous exemplary embodiments for the busbars 16, 16A and the connection element 17. Optionally, a shrink tube 175 can also be fitted, as previously referred to in FIG 6 described.

Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Anlage 1, des Antriebssystems 5, des Umrichters 10, der Stromschienen 16, 16A, 16B, des Anschlusselements 17 und des in diesem Zusammenhang durchgeführten Herstellverfahren können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale und/oder Funktionen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beliebig kombiniert werden. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.All previously described configurations of the system 1, the drive system 5, the converter 10, the busbars 16, 16A, 16B, the connecting element 17 and the manufacturing method carried out in this context can be used individually or in all possible combinations. In particular, all the features and/or functions of the exemplary embodiments described above can be combined as desired. In addition, the following modifications in particular are conceivable.

Die in den Figuren dargestellten Teile sind schematisch dargestellt und können in der genauen Ausgestaltung von den in den Figuren gezeigten Formen abweichen, solange deren zuvor beschriebenen Funktionen gewährleistet sind.The parts shown in the figures are shown diagrammatically and their precise configuration can deviate from the forms shown in the figures, as long as the functions described above are guaranteed.

Es ist möglich, dass in dem Umrichter 10 nur Stromschienen 16 zum Anschluss der Leistungselektronik 351 bis 353 montiert sind. Alternativ ist möglich, dass in dem Umrichter 10 nur Stromschienen 16A zum Anschluss der Leistungselektronik 351 bis 353 montiert sind. Alternativ ist möglich, dass in dem Umrichter 10 nur Stromschienen 16B zum Anschluss der Leistungselektronik 351 bis 353 montiert sind. Zudem sind beliebige andere Kombinationen der Stromschienen 16 zum Anschluss der Leistungselektronik 351 bis 353 möglich. Für jeden der genannten Fälle sind die Stromschienen 16, 16A, 16B entsprechend zu beabstanden und/oder zu isolieren, dass zwischen den Stromschienen 16, 16A, 16B kein Kurzschluss entsteht.It is possible that only busbars 16 for connecting the power electronics 351 to 353 are installed in the converter 10 . Alternatively, it is possible that only busbars 16A for connecting the power electronics 351 to 353 are installed in the converter 10 . Alternatively, it is possible that only busbars 16B for connecting the power electronics 351 to 353 are installed in the converter 10 . In addition, any other combinations of busbars 16 for connecting the power electronics 351 to 353 are possible. For each of the cases mentioned, the busbars 16, 16A, 16B must be spaced apart and/or insulated accordingly so that no short circuit occurs between the busbars 16, 16A, 16B.

Möglicherweise ist nur eine der Öffnungen 161, 162 oder mehr als zwei Öffnungen in mindestens einer der Stromschienen 16, 16A, 16B vorgesehen. Eine Stromschiene 16, 16A, 16B mit nur einer der Öffnungen 161, 162 benötigt noch weniger Bauraum, erfordert jedoch zusätzliche eine Verdrehsicherung. Eine Stromschiene 16, 16A, 16B mit mehr als einer der Öffnungen 161, 162 benötigt sowohl mehr Bauraum als auch einen höheren Montageaufwand, wenn alle Öffnungen 161, 162 zur Befestigung der Stromschiene 16, 16A, 16B verwendet werden sollen.Only one of the openings 161, 162 or more than two openings may be provided in at least one of the bus bars 16, 16A, 16B. A busbar 16, 16A, 16B with only one of the openings 161, 162 requires even less installation space, but requires an additional anti-twist device. A busbar 16, 16A, 16B with more than one of the openings 161, 162 requires both more installation space and more assembly work if all openings 161, 162 are to be used for fastening the busbar 16, 16A, 16B.

Der Durchmesser D1 der Öffnung 163 und der Durchmesser D1 des Bolzens 173 können etwas unterschiedlich sein. Insbesondere kann der Bolzen 173 in der Öffnung 163 vor dem Verpressen etwas Spiel haben oder bereits mit einem leichten Presssitz in der Öffnung 163 montiert sein. Demzufolge ist der Durchmesser D1 des Bolzens 173 entweder etwas kleiner oder etwas größer als der Durchmesser D1 der Öffnung 163.The diameter D1 of the opening 163 and the diameter D1 of the bolt 173 may be slightly different. In particular, the bolt 173 can have some play in the opening 163 before pressing or it can already be mounted in the opening 163 with a slight press fit. Accordingly, the diameter D1 of the bolt 173 is either slightly smaller or slightly larger than the diameter D1 of the opening 163.

Möglicherweise ist mindestens eine der Stromschienen 16, 16A, 16B nur teilweise aus weichem Metall, beispielsweise aus Kupfer und/oder Aluminium, gefertigt. Bei einer solchen Ausführung ist die Öffnung 163 in dem Teil aus weichem Metall angeordnet.Possibly at least one of the busbars 16, 16A, 16B is only partly made of soft metal, for example copper and/or aluminum. In such an embodiment, the opening 163 is located in the soft metal part.

Das Anschlusselement 17 ist für einen beliebigen Sensor 18, insbesondere eines seiner Sensorelemente 181, verwendbar. Insbesondere kann zusätzlich oder alternativ ein Temperatursensor an dem Anschlusselement 17 montiert werden.The connection element 17 can be used for any sensor 18, in particular one of its sensor elements 181. In particular, a temperature sensor can be mounted on the connecting element 17 in addition or as an alternative.

Claims

Connection unit (16, 17) for a converter (10) for a drive system (5), the connection unit (16, 17) having a busbar (16; 16A; 16B) with an opening (163) in soft metal, and a connection element (17) for a sensor (18), wherein the connecting element (17) has a bolt (173) made of soft metal, wherein the opening (163) is a superposition of a round opening (163A) and a square opening (163B), and wherein the pin (173) is twisted in the opening (163).

Connection unit (16, 17) according to claim 1 , Also with at least one sensor (18) in a sensor housing in which the connection element (17) is mounted.

Connection unit (16, 17) according to claim 1 or 2 , wherein the sensor (18) is an AC current sensor or a temperature sensor.

Connection unit (16, 17) according to one of the preceding claims, wherein the busbar (16; 16A; 16B) also has a first opening (161) for fastening the busbar (16; 16A; 16B) to at least one connection element (355) of power electronics (351, 352, 353) of the converter (10), and a second opening (162) for fastening the busbar (16; 16A; 16B) to at least one connection element (355) of power electronics (351, 352, 353) of the converter ( 10).

Connection unit (16, 17) according to any one of the preceding claims, in which the connection element (17) is a cylindrical body at one end of which the bolt (173) made of soft metal is arranged and the other end for mounting a subsequent bus bar (361; 362; 363).

A connector unit (16, 17) as claimed in any one of the preceding claims, wherein the connector member (17) is a one-piece cylindrical body.

Connection unit (16, 17) according to one of the preceding claims, wherein the connection element (17) has an opening (171) with an internal thread (172) for mounting a subsequent busbar (361; 362; 363).

A terminal unit (16,17) according to any one of the preceding claims, wherein the soft metal is copper.

Converter (10) with at least one connection unit (16, 17) according to one of the preceding claims.

Converter (10) after claim 9 , wherein the converter (10) is a three-phase power converter, and wherein the sensor is an AC sensor which at least partially encases the connection element.

Drive system (5), with at least one load (40 to 43), at least one converter (10) according to one of claims 9 or 10 for supplying an electric current (I ₀₁ , I ₀₂ , I ₀₃ ) to the at least one load (40 to 43).

Drive system (5) after claim 11 , wherein the at least one load (40 to 43) has at least one motor as a drive, and wherein the at least one inverter (30 to 33) has a drive-internal controller (35), for which the connection unit (16, 17) for connecting power electronics (351, 352, 353) of the controller (35) is mounted.

A method of manufacturing a connection unit (16, 17) for a converter (10) for a drive system (5), the method comprising the steps of forming a bus bar (16; 16A; 16B), forming an opening (163) in soft metal of the busbar (16; 16A; 16B) so that the opening (163) is a superimposition of a round opening (163A) and a square opening (163B), forming a soft metal stud (173) on a connector (17) for a sensor (18), and swaging the bolt (173) in the opening (163).

procedure after claim 12 , wherein the busbar (16; 16A; 16B) is formed by stamping, and / or wherein the connection element (17) is produced as a turned workpiece.

procedure after claim 12 or 13 , wherein first the round opening (163A) is made for the opening (163) and then the square opening (163B) is made for the opening (163).