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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stecker, insbesondere zum Anschluss eines Phasenkabels an einen E-Motor.
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Die Erfindung betrifft weiter ein System umfassend ein elektrisches Gerät und einen Stecker, der mit dem elektrischen Gerät verbunden ist.
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Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf beliebige Stecker anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf elektrischer Stecker zum Anschluss von Wechselstrom-Phasenkabeln bei E-Motoren erläutert.
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Bei Kraftfahrzeugen sind neben Verbrennungsmotoren auch mittlerweile Elektromotoren, kurz E-Motoren, in größerem Umfang im Antriebsstrang im Einsatz, sei es als Alternative zum Verbrennungsmotor oder auch zusätzlich zum Verbrennungsmotor. Der E-Motor wird hierbei mittels sogenannter Phasenkabel für die jeweiligen Motorphasen elektrisch kontaktiert, um elektrische Energie zum Antrieb des E-Motors zur Verfügung zu stellen. Hierbei ist es bekannt geworden, einen Anschlusskasten am E-Motor vorzusehen. In dem Anschlusskasten werden die jeweiligen Phasenkabel entsprechend an dem jeweiligen am E-Motor angeordneten Anschluss für das Phasenkabel festgelegt. An der Außenseite des Anschlusskastens wird für jedes Phasenkabel eine Schirmung des Phasenkabels mit dem Anschlusskasten verbunden. Diese wird beispielsweise mittels einer Schraubverbindung an der Außenseite des Anschlusskastens festgelegt. Darüber hinaus wird an weiteren unterschiedlichen Positionen das Phasenkabel und die Schirmung des Phasenkabels gegen Nässe bzw. Feuchte abgedichtet.
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Nachteilig dabei ist, dass unterschiedliche Festlegungspunkte für die Festlegung der Komponenten des Phasenkabels wie elektrischem Leiter, Schirmung und dergleichen benötigt werden, was aufwendig ist und einen hohen Platzbedarf erfordert.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen elektrischen Stecker bereitzustellen, der einen geringen Bauraum benötigt und eine einfache und zuverlässige elektrische Verbindung bereitstellt.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen alternativen elektrischen Stecker bereitzustellen.
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Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben mit einem elektrischen Stecker, insbesondere zum Anschluss eines Phasenkabels an einen E-Motor, umfassend
ein elektrisch isolierendes Gehäuse mit zumindest einer Anschlussstelle, wobei jede Anschlussstelle umfasst
einen elektrischen Leiter, der im Gehäuse angeordnet ist,
eine erste elektrische Isolierung zumindest zum elektrischen Isolieren des elektrischen Leiters außerhalb des Gehäuses,
eine elektrische Schirmung für den elektrischen Leiter, die auf dem Gehäuse festgelegt ist und
eine zweite Isolierung, die die elektrische Schirmung zumindest im Bereich des Gehäuses isoliert.
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Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben ebenfalls mit einem System, umfassend ein elektrisches Gerät und einen Stecker gemäß einem der Ansprüche 1-13, der mit dem elektrischen Gerät verbunden ist, vorzugsweise wobei der Stecker am elektrischen Gerät mechanisch und/oder lösbar festlegbar ist.
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Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass ein wesentlich geringerer Bauraum zur Festlegung beispielsweise von Phasenkabeln benötigt wird, da der elektrische Stecker elektrischen Anschluss, Festlegung und Schirmungsanbindung und dergleichen auf kleinstem Raum in einem Bauteil bereitstellen kann, was gleichzeitig die Montage des Steckers wesentlich vereinfacht.
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Unter dem Begriff „Anschlussstelle“ ist im Wesentlichen der Bereich zu verstehen, in dem eine elektrische Anbindung eines elektrischen Leiters, beispielsweise eines Phasenkabels, an ein Gerät, beispielsweise einen E-Motor erfolgt.
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Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Befestigungseinrichtung angeordnet, insbesondere am elektrischen Leiter, zur insbesondere mechanischen Festlegung des elektrischen Leiters an einem elektrisch leitenden Bauteil, vorzugsweise wobei die Festlegung lösbar ausgebildet ist. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass auf einfache und insbesondere lösbare Weise der elektrische Leiter an einem anderen leitenden Bauteil festgelegt werden kann, was ebenfalls die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung erhöht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse eine mit einem Deckel verschließbare Öffnung zum Zugang zum elektrischen Leiter auf. Vorteil hiervon ist eine einfache Zugänglichkeit des elektrischen Leiters zu dessen Festlegung, insbesondere der Befestigungseinrichtung, sodass diese einfach und schnell festgelegt werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Deckel und/oder das Gehäuse zum Abdichten der Öffnung zumindest eine Dichtung auf. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass das Gehäuse und/oder die Öffnung zuverlässig gegenüber möglicher Feuchtigkeit geschützt sind.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist zumindest eine der Anschlussstellen zumindest eine Dichtung zur Abdichtung der elektrischen Schirmung auf. Vorteil hiervon ist, dass auch die Schirmung gegenüber möglicher Feuchtigkeit geschützt ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Schirmungsanbindung, insbesondere in Form einer leitfähigen Schicht auf der Außenseite des Gehäuses, angeordnet, die in elektrischem Kontakt mit der elektrischen Schirmung steht. Damit kann auf einfache und gleichzeitig zuverlässige Weise die Schirmung, insbesondere mit wenig Bauraum, mit einem weiteren Bauteil wie beispielsweise dem Gehäuse eines E-Motors elektrisch leitend verbunden werden. Die Beschichtung kann dabei das Gehäuse im Wesentlichen komplett umschließen, d.h. diese ist vollständig auf der Außenseite des Gehäuses auf- oder angebracht, sodass diese insbesondere mit einem Deckel einen faradayschen Käfig bilden kann. Neben der Anbindung der elektrischen Schirmung an das E-Motor-Gehäuse wird dadurch die Abstrahlung von elektromagnetischen Feldern durch die Kabel nach außen, sowie die Einwirkung von äußeren elektromagnetischen Feldern auf die Kabel beschränkt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die zumindest eine Dichtung zwischen zweiter Isolierung und Schirmungsanbindung angeordnet, insbesondere wobei die Dichtung einen O-Ring umfasst. Vorteil hiervon ist eine besonders einfache Anordnung der Dichtung zur Abdichtung der Schirmung.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse aus nichtleitendem Kunststoff hergestellt. Damit kann auf eine aufwendige Isolierung des Gehäuses verzichtet werden. Darüber hinaus ist das Gehäuse einfach und kostengünstig herstellbar.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind mindestens zwei Anschlussstellen, insbesondere sechs Anschlussstellen angeordnet. Vorteil hiervon ist, dass beispielsweise mehrere Phasenkabel mittels des Steckers elektrisch leitend mit den entsprechenden Anschlüssen verbunden werden können, was den Bauraum für den Anschluss mehrerer Phasenkabel reduziert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse aus wärmeleitendem Material hergestellt, insbesondere umfassend wärmeleitenden Kunststoff. Wärmeleitende Kunststoffe können beispielsweise auf PA, PBT, PP, PPS, und/oder PEEK basieren.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die erste Isolierung nur teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet, derart, dass im Endbereich des elektrischen Leiters zwischen Gehäuse und Leiter ein Freiraum angeordnet ist. Damit wird die Festlegung des elektrischen Leiters zum Kontaktieren eines Leiters des anderen Bauteils vereinfacht, da eine gewisse Beweglichkeit des Leiters durch den Freiraum bereitgestellt wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der elektrische Leiter nichtrunden Querschnitt, insbesondere eckigen Querschnitt, vorzugsweise rechteckigen Querschnitt auf. Vorteil hiervon ist eine einfachere Festlegung und Anordnung des Leiters im Gehäuse.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind eine Ausrichtung des Querschnitts des elektrischen Leiters im Gehäuse und eine Ausrichtung des Querschnitts außerhalb des Gehäuses unterschiedlich, insbesondere um 90 Grad gedreht. Vorteil hiervon ist, dass abhängig vom Bauraum außerhalb des Steckers die elektrischen Leiter entsprechend flexibel angeordnet werden können.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Systems der Erfindung ist der Stecker mittels einer Dichtung an einem Gehäuse des elektrischen Geräts angeordnet. Vorteil hiervon ist, dass der Übergang zwischen Stecker und Gehäuse des elektrischen Geräts vor eindringender Feuchtigkeit geschützt ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Systems der Erfindung ist die elektrische Schirmung, insbesondere die Schirmungsanbindung, mit dem elektrischen Gerät, insbesondere dessen Gehäuse, elektrisch leitend verbunden. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit die Schirmung, insbesondere die Schirmungsanbindung auf einfache und gleichzeitig zuverlässige Weise mit dem elektrischen Gerät, insbesondere dessen Gehäuse verbunden wird.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der dazugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
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Dabei zeigt in schematischer Form
- 1 im Querschnitt einen elektrischen Stecker gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
- 2 ein System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt im Querschnitt einen elektrischen Stecker gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Detail zeigt 1 einen elektrischen Stecker 1 mit einem Gehäuse 3 aus Kunststoff. Der Stecker 1, genauer dessen Gehäuse 3 ist über eine im Wesentlichen ringförmige Dichtung 10 an einem Gehäuse 20 eines E-Motors festgelegt. Das Gehäuse 3 des Steckers 1 ist im Wesentlichen zylinderförmig und weist auf der linken Seite, an der ein elektrischer Leiter 2 angeordnet ist, kegelförmigen Querschnitt auf, der von rechts nach links in 1 sich verjüngt. Zur Aufnahme des elektrischen Leiters 2 weist das Gehäuse 3 eine zentrale Bohrung 3' auf, in der der elektrische Leiter 2 samt seiner Isolierung 4 angeordnet ist. Der elektrische Leiter 2 erstreckt sich durch die Bohrung 3' hindurch bis zu einer Öffnung 11. Im Bereich der Öffnung 11 und teilweise innerhalb der Bohrung 3' weist der elektrischer Leiter 2 keine Isolierung 4 auf, sodass ein Freiraum 12 zwischen Gehäuse 3 und elektrischem Leiter 2 bereitgestellt wird. Im Bereich der Öffnung 11 ist der elektrische Leiter 2 mit einem Durchgangsloch 17 versehen. Mittels einer Schraube 13, die in dem Durchgangsloch 17 angeordnet ist und die in einem entsprechenden, elektrisch leitenden Bauteil 21 einschraubbar ist, wird der elektrische Leiter 2 mit dem elektrisch leitenden Bauteil 21, beispielsweise einem E-Motor zur Übertragung elektrischer Energie verbunden. Die Öffnung 11 ist mittels eines Deckels 14 und einer Dichtung 15 verschlossen. Der Stecker 1 und dessen Deckel 14 weisen zudem ein oder mehrere Befestigungseinrichtungen 16 auf, mit denen der Stecker 1 und der Deckel 14 über den Stecker 1 am Gehäuse 20 des E-Motors festgelegt werden können, wobei dabei also gleichzeitig der Deckel 14 am Stecker 1 festgelegt wird. In 1 ist eine Befestigungseinrichtung 16 in Form eines Vorsprungs mit Loch gezeigt, mit dem mittels einer Schraube der Deckel 14 und der Stecker 1 samt seinem Gehäuse 3 am Gehäuse 20 des E-Motors festgelegt ist. Insbesondere zeitlich nach der Festlegung des Steckers 1 erfolgt die Festlegung des elektrischen Leiters 2 mittels des oben genannten Durchgangslochs 17 am elektrisch leitenden Bauteil 21.
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Auf der der Öffnung 11 abgewandten Seite des Steckers 1 außerhalb des Gehäuses 3 ist auf der ersten Isolierung 4 eine EMV-Schirmung 5 angeordnet, die im Bereich des Gehäuses 3 auf der Außenseite des Gehäuses 3 angeordnet ist. Auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses 3 ist weiter eine leitfähige Beschichtung 7 angeordnet, die mit der EMV-Schirmung 5 elektrisch verbunden ist. Im Bereich der Dichtung 15 ist die leitfähige Beschichtung 7 ausgespart, um einen Überschlag vom elektrischen Kontakt auf die geerdete leitfähige Beschichtung 7 zu verhindern. Der faradaysche Käfig wird durch den elektrisch leitfähigen Deckel 14 geschlossen. Der Deckel 14 kann dabei aus Metall, insbesondere Aluminium, hergestellt sein. Denkbar ist auch eine Herstellung aus Kunststoff, wobei dieser dann mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung zu versehen ist. Die Dichtung 15 stellt somit auch einen Isolator dar. Die leitfähige Beschichtung 7 liegt wiederum zumindest teilweise an einer Außenseite des Gehäuses 20 des E-Motors an und ist mit diesem elektrisch leitend verbunden. Auf der Außenseite des Gehäuses 3 ist ebenso im Bereich der leitfähigen Beschichtung 7 ein Rücksprung 3a angeordnet, in dem eine Dichtung 8, hier in Form eines O-Rings angeordnet werden kann. Die EMV-Schirmung 5 sowie die Dichtung 8 sind über eine zweite Isolierung 6 nach außen überdeckt. Die zweite Isolierung 6 ist dabei im Bereich der Dichtung 8 bzw. des Rücksprungs 3a mittels eines umlaufenden Kabelbinders 9 am Gehäuse 3 festgelegt. Erste Isolierung 4 und zweite Isolierung 6 können hierbei in Form eines Silikon-Schrumpfschlauchs ausgebildet sein.
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2 zeigt in schematischer Form ein System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 2 ist ein System 100 umfassend einen Stecker 1 gemäß 1 sowie einen Elektromotor 50 gezeigt. Der Stecker 1 ist am Elektromotor 50 festgelegt und weist insgesamt sechs Anschlussstellen 40 auf, an dem Phasenkabel zum Anschluss an den Elektromotor 50 angeordnet werden können. Der Stecker 1 ist im Wesentlichen kreissegmentförmig um eine Drehachse 51 des Elektromotors 50 angeordnet. Zu erkennen ist, dass der Querschnitt 30 der jeweiligen Phasenkabel 18 zumindest außerhalb des Steckers 1 rechteckförmig ist.
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Zusammenfassend weist die vorliegende Erfindung zumindest einen der folgenden Vorteile auf und/oder stellt zumindest eines der folgenden Merkmale bereit:
- - Geringerer Bauraum
- - Einfache und kostengünstige Festlegung
- - Größere Flexibilität
- - Weniger Gewicht
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrischer Stecker
- 2
- Elektrischer Leiter
- 3
- Gehäuse
- 3'
- Bohrung
- 3a
- Rücksprung
- 4
- Isolierung
- 5
- EMV-Schirmung
- 6
- Isolierung
- 7
- Leitfähige Beschichtung
- 8
- Dichtung
- 9
- Kabelbinder
- 10
- Dichtung
- 11
- Öffnung
- 12
- Freiraum
- 13
- Schraube
- 14
- Deckel
- 15
- Dichtung
- 16
- Befestigungseinrichtung
- 17
- Durchgangsloch
- 18
- Phasenkabel
- 20
- Gehäuse
- 21
- Elektrisch leitendes Bauteil
- 30
- Querschnitt
- 40
- Anschlussstellen
- 50
- Elektromotor
- 51
- Drehachse
- 100
- System
