DE102021213126A1

DE102021213126A1 - Elektrische Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102021213126A1
Application number: DE102021213126.3A
Authority: DE
Inventors: Johannes Städele; David Kempf; Alexander Beck
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-11-23
Filing date: 2021-11-23
Publication date: 2023-05-25

Abstract

Elektrische Vorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen ersten Leiter (3, 4) und einen zweiten Leiter (3, 4) und eine Verbindungseinrichtung (2), die dazu ausgebildet ist, eine Hochvoltverbindung zwischen dem ersten und zweiten Leiter (3, 4) herzustellen, insbesondere zur elektrischen Energieversorgung einer elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs, wobei die Verbindungseinrichtung (2) eine Schraubverbindung (5) umfasst, die eine in Axialrichtung des ersten und/oder zweiten Leiters (3, 4) gerichtete Verbindungskraft auf den ersten und/oder den zweiten Leiter (3, 4) bewirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter und eine Verbindungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Hochvoltverbindung zwischen dem ersten und zweiten Leiter herzustellen, insbesondere zur elektrischen Energieversorgung einer elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs.
Derartige elektrische Vorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, bei denen eine Verbindungseinrichtung dafür vorgesehen ist, eine Hochvoltverbindung zwischen einem ersten Leiter und einem zweiten Leiter herzustellen. Beispielsweise kann die Hochvoltverbindung eine Versorgung einer elektrischen Maschine, die als Traktionsantrieb in dem Kraftfahrzeug verwendet wird, sicherstellen. Als Verbindungseinrichtungen für beschriebene elektrische Vorrichtungen werden üblicherweise Kabelschuhe an einem ersten Leiter verwendet, die mit ihrer Kontaktfläche mittels einer Schraube auf oder an einer Kontaktfläche auf einem zweiten Leiter befestigt werden.
Bei derartigen Verbindungen wird zum einen die vorhandene Kontaktfläche aufgrund der Bohrung reduziert. Durch die Unebenheiten der Kontaktflächen ergeben sich letztlich viele kleine Flächen, die eine Erhöhung des Kontaktwiderstands bewirken. Durch die Befestigung des Kabelschuhs mittels der Schraube an einem Innenbereich der Kontaktfläche, wird die zur Verfügung stehende Kontaktfläche deutlich reduziert. Durch die vergleichsweise kleine Schraube kann die Kraft, mit der die beiden Leiter aneinander befestigt sind, oft nur unzureichend aufgebracht werden. Ferner stellt die Integration einer Schirmung im Bereich des Kabelschuhs eine verbesserungswürdige Lösung dar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein demgegenüber verbesserte elektrische Vorrichtung anzugeben.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Wie beschrieben betrifft die Erfindung eine elektrische Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter aufweist und eine Verbindungseinrichtung, die dafür vorgesehen ist, zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter eine Hochvoltverbindung herzustellen, beispielsweise um eine elektrische Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Verbindungseinrichtung eine Schraubverbindung umfasst, die eine in Axialrichtung des ersten und/oder zweiten Leiters gerichtete Verbindungskraft auf den ersten und/oder den zweiten Leiter bewirkt. Als Axialrichtung des Leiters bzw. der Leiter wird eine Richtung verstanden, die durch die Längsrichtung des Leiters bzw. der Leiter definiert ist. Eine in Axialrichtung wirkende Verbindungskraft wirkt somit parallel zu der Längsachse des Leiters. Die Axialrichtung der Verbindungskraft fällt insbesondere mit der Längsachse des Leiters bzw. der Leiter zusammen.
Durch die Schraubverbindung, die die in Axialrichtung gerichtete Verbindungskraft bewirkt und somit der Verbindungseinrichtung erlaubt, die beiden Leiter zu verbinden, wird die Kontaktfläche zwischen den beiden Leitern nicht reduziert. Stattdessen bewirkt die Verbindungskraft, dass die beiden Leiter mit ihrem vollen Querschnitt aufeinander bzw. aneinander abgestützt und miteinander verbunden werden können. Insbesondere können die Endflächen bzw. Kontaktflächen der freien Enden der Leiter, zwischen denen die Verbindung hergestellt werden soll, vollflächig aneinander abgestützt werden. Insbesondere bewirkt die Verbindungskraft, dass die beiden Endflächen der beiden Leiter in Axialrichtung aufeinander gepresst werden.
Die Schraubverbindung kann dabei insbesondere eine gegenüber bekannten Lösungen höhere Verbindungskraft bereitstellen, sodass das Verspannen der beiden Leiter durch die Schraubverbindung gegeneinander eine höhere Verbindungskraft erlaubt, die wiederum die Kontaktfläche zwischen den beiden Leitern verbessert. Durch das Aufbringen der vergleichsweise höheren Verbindungskraft wird die effektive Kontaktfläche nicht auf eine Vielzahl kleinerer Flächen begrenzt, sondern die aneinander anliegenden Flächen werden entsprechend vergrößert, sodass der Kontaktwiderstand reduziert werden kann. Da die beiden Leiter mit ihren Endflächen miteinander verbunden sind, ist zudem die Integration einer Schirmung deutlich vereinfacht. Dabei kann die Schraubverbindung grundsätzlich beliebig an dem ersten und/oder dem zweiten Leiter angebracht sein bzw. kann einer der beiden Leiter anderweitig in Position gehalten werden, wobei die Schraubverbindung eine Verbindungskraft auf den jeweils anderen Leiter bewirkt, sodass letztlich die beiden Leiter gegeneinander gedrückt werden und die Hochvoltverbindung zwischen den beiden Leitern hergestellt ist.
Nach einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann ein freies Ende des ersten Leiters und/oder des zweiten Leiters stempelförmig oder als Stempel ausgeführt sein. Die Endfläche des freien Endes des Leiters ist somit hinsichtlich ihres Durchmessers gegenüber dem restlichen Leiter vergrößert. Im Querschnitt betrachtet kann das freie Ende des Leiters somit als T-förmig bezeichnet werden. Als freie Enden im Rahmen dieser Anmeldung werden grundsätzlich diejenigen Ende der beiden Leiter verstanden, die frei sind, sofern die Verbindung zwischen den beiden Leitern nicht hergestellt ist. Im verbundenen Zustand liegen die beiden freien Enden aneinander an und stellen letztlich die Kontaktfläche der Hochvoltverbindung dar.
Das stempelförmige Ende bzw. das als Stempel ausgeführte Ende des ersten Leiters und/oder zweiten Leiters kann beispielsweise ein separates Bauteil darstellen, das mit dem ersten und/oder dem zweiten Leiter verbunden werden kann. Das separate Bauteil kann beispielsweise auf den jeweiligen Leiter aufgecrimpt werden. Grundsätzlich können für das stempelförmige Ende bzw. den Stempel geeignete leitende Werkstoffe verwendet werden. Beispielsweise kann das Ende des Leiters aus Kupfer oder Aluminium hergestellt werden. Das stempelförmige Ende kann hierbei direkt oder indirekt mit der Schraubverbindung gekoppelt sein, beispielsweise kann ein Schraubelement der Schraubverbindung direkt auf das Ende einwirken oder die Verbindungskraft, die von dem Schraubelement bewirkt wird, kann über wenigstens ein weiteres Bauelement in das Ende des Leiters bzw. die Enden der Leiter, eingeleitet werden.
Die Vorrichtung kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass die Schraubverbindung ein erstes Schraubelement, insbesondere eine Überwurfmutter, und ein zweites Schraubelement umfasst, wobei ein Gewinde des ersten Schraubelements zu einem Gewinde des zweiten Schraubelements korrespondierend ausgebildet ist. Wie beschrieben, kann das erste Schraubelement beispielsweise als Überwurfmutter ausgeführt sein und ein erstes Gewinde aufweisen, das zu einem zweiten Gewinde des zweiten Schraubelements korrespondierend ausgebildet ist.
Zum Beispiel kann das Innengewinde der Überwurfmutter mit einem entsprechenden Außengewinde des zweiten Schraubelements verschraubt werden und so die Verbindungskraft in Axialrichtung aufbringen, welche Verbindungskraft die beiden Leiter miteinander verbindet. Die Überwurfmutter kann ferner ein Außengewinde aufweisen, das mit einem entsprechenden Innengewinde des zweiten Schraubelements zusammenwirkt. Grundsätzlich können sowohl das erste Schraubelement als auch das zweite Schraubelement ein Innengewinde oder ein Außengewinde aufweisen. Die beiden Schraubelemente können auch über ein Zwischenelement miteinander verschraubt sein, welches Zwischenelement beispielsweise einen Durchmesser des ersten Schraubelements auf den Durchmesser des zweiten Schraubelements oder umgekehrt anpassen kann. Die Schraubverbindung ist bzw. das erste und zweite Schraubelement sind insbesondere koaxial bezogen auf die Axialrichtung bzw. die Längsachse des ersten und/oder zweiten Leiters angeordnet.
Nach einer Weiterbildung der Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das erste Schraubelement als Überwurfmutter ausgebildet und an dem stempelförmigen freien Ende des ersten Leiters angeordnet ist, wobei der zweite Leiter ein zu dem ersten Gewinde der Überwurfmutter korrespondierendes, insbesondere in eine Außenfläche des zweiten Leiters integriertes, zweites Gewinde aufweist. Nach der beschriebenen Ausgestaltung können die beiden Leiter mit ihren Endflächen gegeneinander verbunden werden, wobei das stempelförmige Ende des ersten Leiters in die Öffnung der Überwurfmutter eingreift und diese unverlierbar an dem ersten Leiter sichert. Die Überwurfmutter liegt somit mit ihrer Innenfläche an dem T-förmigen Querschnitt des stempelförmigen Endes des ersten Leiters an.
Wird die Überwurfmutter an dem zweiten Gewinde verschraubt, das der zweite Leiter aufweist, kann entsprechend die Verbindungskraft zwischen den beiden Leitern durch die Schraubverbindung hergestellt werden. Das zweite Gewinde kann dabei insbesondere in eine Außenfläche des zweiten Leiters integriert sein, zum Beispiel kann der zweite Leiter selbst das Außengewinde tragen. Hierbei kann das Außengewinde auch als separates Bauelement ausgeführt sein und beispielsweise auf den zweiten Leiter aufgecrimpt sein. Dadurch ist es möglich, die beiden Leiter über ihre volle Fläche bzw. ihren vollen Durchmesser miteinander in Kontakt zu bringen, sodass eine Reduzierung der Kontaktfläche und eine damit einhergehende Erhöhung des Kontaktwiderstands verhindert werden kann.
Das erste Schraubelement kann nach einer weiteren Ausgestaltung die Verbindungskraft durch Verschraubung des ersten Schraubelements mit einem als Flansch an einem Gehäuse der Vorrichtung ausgebildeten zweiten Schraubelement auf den ersten Leiter aufbringen, wobei der zweite Leiter innerhalb des Gehäuses durch ein Haltemittel in Position gehalten wird. Als Haltemittel kann insbesondere ein gehäuseseitiges Befestigungselement verwendet werden, das den zweiten Leiter innerhalb des Gehäuses fest positioniert, sodass durch das Aufbringen der Verbindungskraft seitens des ersten Schraubelements die Verbindungskraft auf den zweiten Leiter bewirkt werden kann, der innerhalb des Gehäuses festgehalten wird. Das erste Schraubelement kann zum Beispiel, wie zuvor beschrieben, durch eine Überwurfmutter ausgebildet sein, die an dem gehäuseseitigen Flansch verschraubt werden kann. Der Flansch kann dabei beliebig in das Gehäuse eingebracht bzw. an dem Gehäuse angebracht sein und entsprechend die Verbindungskraft abstützen, sodass diese über das erste Schraubelement in den ersten Leiter eingeleitet werden kann.
Ferner kann bei der zuvor beschriebenen Vorrichtung vorgesehen sein, dass an dem ersten Leiter eine Schirmhülse zur elektromagnetischen Schirmung des ersten Leiters angeordnet oder ausgebildet ist. Wie beschrieben, ist bei der Verwendung der beschriebenen Verbindungseinrichtung das Vorsehen einer Schirmung gegenüber einem herkömmlicherweise verwendeten Kabelschuh deutlich verbessert. Die Schirmung dient zur elektromagnetischen Schirmung des Leiters bzw. der Leiter.
Die Schirmhülse kann dabei insbesondere in den Bereich der Verbindungseinrichtung einragen, beispielsweise innerhalb der Schraubverbindung einragen bzw. zumindest abschnittsweise innerhalb der Schraubverbindung angeordnet sein. Zum Beispiel kann das erste Schraubelement als Überwurfmutter ausgebildet sein, wobei die Innenfläche der Überwurfmutter auch an der Schirmhülse anliegt. Die Schirmhülse kann zum Beispiel im Querschnitt betrachtet ebenfalls T-förmig ausgeführt sein, wobei die Überwurfmutter an dem T-förmig ausgeführten verbreiteten Durchmesser der Schirmhülse abgestützt sein kann. Die Schirmhülse kann in Axialrichtung zwischen dem ersten Schraubelement und dem T-förmigen Ende des ersten Leiters angeordnet sein. Die Schirmhülse weist insbesondere eine direkte Verbindung zu der Schirmung des ersten Leiters auf, beispielsweise eine integrierte Schirmung eines in einem als Kabel ausgeführten ersten Leiter.
Die Vorrichtung kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass eine den ersten Leiter in Umfangsrichtung umgreifende Distanzhülse vorgesehen ist, die den ersten Leiter in Radialrichtung, insbesondere gegenüber einem Gehäuse der Vorrichtung, isoliert. Die Distanzhülse umgreift somit den ersten Leiter im Bereich der Verbindungseinrichtung bzw. im Bereich seines freien Endes und isoliert den Leiter somit gegenüber dem Gehäuse. Dadurch wird verhindert, dass die Hochvoltverbindung eine Verbindung zu einem Gehäuse, das gegebenenfalls von einem Benutzer berührt werden kann, herstellt. Hierbei umgreift die Distanzhülse vorteilhafterweise die Kontaktfläche bzw. einen Bereich um die Kontaktfläche herum, sodass sowohl der erste Leiter als auch der zweite Leiter von der Distanzhülse im Bereich ihrer Verbindung bzw. Kontaktfläche umgriffen werden können.
Weiterhin kann bei der Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Distanzhülse in Axialrichtung zwischen der Schirmhülse und dem stempelartigen freien Ende des ersten Leiters angeordnet ist, die insbesondere eine von dem ersten Schraubelement auf die Schirmhülse übertragene Verbindungskraft an das freie Ende des ersten Leiters überträgt. Wie beschrieben, kann die Schirmhülse, vergleichbar mit dem freien Ende des ersten Leiters, ebenfalls stempelförmig bzw. stempelartig oder als Stempel ausgebildet sein. Die Verbindungskraft, die von dem ersten Schraubelement somit durch die Verschraubung mit dem zweiten Schraubelement erzeugt wird, kann somit durch die Schirmhülse auf Distanzhülse übertragen werden. Insbesondere kann eine axiale Endfläche der Distanzhülse an dem stempelförmigen Ende der Schirmhülse anliegen und somit die in die Schirmhülse eingeleitete Verbindungskraft aufnehmen. Die Distanzhülse liegt an dem gegenüberliegenden Ende in Axialrichtung an dem stempelförmigen Ende des ersten Leiters an und überträgt somit die Verbindungskraft auf den ersten Leiter, der dadurch an das freie Ende des zweiten Leiters gepresst wird.
Dadurch ist eine indirekte Kraftübertragung zwischen dem ersten Schraubelement und dem ersten Leiter realisiert, die dazu führt, dass der erste Leiter sicher an dem zweiten Leiter gehalten wird. Der zweite Leiter ist in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere an einem Haltemittel innerhalb des Gehäuses gesichert, sodass die Schraubverbindung keine unmittelbare Krafteinwirkung auf den zweiten Leiter besitzt, sondern der zweite Leiter festgehalten wird und die in den ersten Leiter eingeleitete Verbindungskraft an dem zweiten Leiter abgestützt wird. Die Krafteinwirkung wird demnach auf den ersten Leiter vorgenommen, der gegen den innerhalb des Gehäuses festgehaltenen zweiten Leiter bewegt wird.
Wie beschrieben, realisiert die Verbindungseinrichtung eine Hochvoltverbindung zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter. Grundsätzlich kann somit ein entsprechender Strom durch den ersten Leiter und den zweiten Leiter geführt werden. Die Vorrichtung kann dazu ausgebildet sein, einen Strom durch den ersten und zweiten Leiter zu führen und eine Schirmung wenigstens des ersten Leiters mittels der Schirmhülse und der Schraubelemente und dem Gehäuse auszuführen. Wie bereits beschrieben, wird der Strom dabei lediglich in dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter geführt, wobei durch die Distanzhülse eine Isolierung des ersten Leiters und/oder des zweiten Leiters gegenüber dem Gehäuse erzielt wird. Die Schirmung des Leiters, insbesondere der offenen Leiterbereiche im Bereich der Verbindungseinrichtung, wird durch die Schirmung, das erste Schraubelement, das zweite Schraubelement und das Gehäuse erreicht, die, wie beschrieben, miteinander in Verbindung stehen. Insbesondere ist das zweite Schraubelement als Flansch ausgebildet und so direkt mit dem Gehäuse, beispielsweise mit einer Wandung des Gehäuses, verbunden. Der Flansch ist, wie beschrieben, mit dem ersten Schraubelement verbunden, das sich, wie ebenfalls beschrieben, an der Schirmung abstützt, sodass die Schirmung der beiden Leiter bzw. der Verbindungeinrichtung gewährleistet bleibt.
Hierbei können Dichtungseinrichtungen zwischen den einzelnen Bauteilen vorgesehen sein, die ein Eindringen von Feuchtigkeit in das Gehäuse der Vorrichtung verhindern. Insbesondere kann eine erste Dichtung zwischen der Schirmung und dem Leiter vorgesehen sein. Weiterhin kann eine zweite Dichtung zwischen der Schirmung und dem ersten Schraubelement sowie eine dritte Dichtung zwischen dem ersten Schraubelement und dem zweiten Schraubelement vorgesehen sein. Die Dichtungen können Beispielweise als O-Ringe ausgeführt sein.
Neben der Vorrichtung betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine solche Vorrichtung. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die Vorrichtung beschrieben wurden, sind vollständig auf das Kraftfahrzeug übertragbar.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 einen schematischen Ausschnitt einer Vorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung von 1;
3 eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
4 eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel;
5 eine schematische Darstellung des Stromflusses und der Schirmung in der Vorrichtung nach 4; und
6 eine schematische Darstellung des Kraftverlaufs in der Vorrichtung nach 4, 5.

1 zeigt eine elektrische Vorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbindungseinrichtung 2, die dazu ausgebildet ist, eine Hochvoltverbindung zwischen einem ersten Leiter 3 und einem zweiten Leiter 4 herzustellen. Beispielsweise kann einer der beiden Leiter 3, 4 mit einem Wechselrichter und der andere Leiter 3, 4 mit einer elektrischen Maschine verbunden sein, um die elektrische Maschine, insbesondere eine Antriebseinrichtung, des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Begriffe „erster“ und „zweiter“ Leiter sind beliebig austauschbar und die Beschreibung ist entsprechend übertragbar.
Die Verbindungseinrichtung 2 weist eine Schraubverbindung 5 auf, mittels der die beiden Leiter 3, 4 miteinander verbunden sind. Die Verbindungseinrichtung 2 bzw. die Schraubverbindung 5 bewirken eine Verbindungskraft, die die beiden Leiter 3, 4 miteinander verbindet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein erstes Schraubelement 6 in Form einer Überwurfmutter verwendet, die an einem zweiten Schraubelement 7 verschraubt ist. Das zweite Schraubelement 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel integraler Bestandteil des zweiten Leiters 4. Das erste Schraubelement 6 weist ein Innengewinde auf, das an einem Außengewinde des zweiten Schraubelements 7 verschraubt ist. Der erste Leiter 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein stempelförmiges freies Ende 8 auf, das im Querschnitt betrachtet (vgl. 2) T-förmig ausgeführt ist. Die Überwurfmutter bzw. das erste Schraubelement 6 ist somit unverlierbar an dem ersten Leiter 3 gesichert, da die Öffnung in der Überwurfmutter nicht über das stempelförmige freie Ende 8 des ersten Leiters 3 bewegt werden kann.
Durch Verschraubung der beiden Schraubelemente 6, 7 wird somit die Verbindungskraft auf die Leiter 3, 4 bewirkt, die die beiden Leiter 3, 4 zusammenführt bzw. die beiden Leiter 3, 4 mit ihren freien Enden miteinander verpresst. Dadurch wird die realisierte Kontaktfläche erhöht und somit der effektive Kontaktwiderstand reduziert. Ebenso sind die Kontaktflächen, mit denen die Leiter 3, 4 aneinander anliegen, insbesondere durch das stempelförmige Ende 8 des ersten Schraubelements 6 vergrößert. Die Ausgestaltung nach 1, 2 kann weitere Elemente vorsehen, die der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind, beispielsweise eine Schirmung, eine Dichtung oder eine Isolierung.
3 zeigt eine Vorrichtung 1 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 1 weist ebenfalls einen ersten Leiter 3 mit einem stempelförmigen Ende 8 auf, der über eine Verbindungseinrichtung 2 mit einem zweiten Leiter 4 verbunden ist. Die Vorrichtung 1 weist ferner eine Schirmhülse 9 und eine Distanzhülse 10 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist das erste Schraubelement 6 der Schraubverbindung 5 wiederum als Überwurfmutter ausgebildet. Das zweite Schraubelement 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Flansch ausgeführt, der in ein Gehäuse 11 der Vorrichtung 1 integriert ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das erste Schraubelement 6 ein Innengewinde auf und das zweite Schraubelement 7 weist ein dazu korrespondierendes Außengewinde auf.
Hierbei liegt das erste Schraubelement 6 mit seiner Innenfläche in Axialrichtung bezogen auf eine Längsachse 12 der Leiter 3, 4 an der Schirmhülse 9 an und überträgt somit die durch die Schraubverbindung 5 bewirkte Verbindungskraft auf die Schirmhülse 9. Die Schirmhülse 9 ist mit dem Leiter 3 verbunden, insbesondere mit einer in den Leiter 3 integrierten Schirmung. Ferner steht die Schirmhülse 3 in Axialrichtung in Anlage mit der Distanzhülse 10. Die Distanzhülse 10 ist wiederum an dem stempelförmigen Ende 8 des ersten Leiters 3 abgestützt, sodass letztlich die Verbindungskraft von dem ersten Schraubelement 6 über Schirmhülse 9 und Distanzhülse 10 auf den ersten Leiter 3 übertragen werden kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der zweite Leiter 4 innerhalb des Gehäuses 11 fest angeordnet, sodass die Schraubverbindung 5 letztlich die Verbindungskraft nur auf den ersten Leiter 3 bewirkt, der gegen den festgehaltenen zweiten Leiter 4 bewegt bzw. gehalten wird.
In der Ausgestaltung nach 3 kann die Schirmung von der Schirmhülse 9 über das erste Schraubelement 6 durch das zweite Schraubelement 7 auf das Gehäuse 11 übertragen werden. Ein Stromfluss ist ersichtlich durch den ersten Leiter 3 auf den zweiten Leiter 4 möglich.
4 zeigt eine Vorrichtung 1 nach einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 1 in 4 weist ebenfalls einen ersten Leiter 3 und einen zweiten Leiter 4 auf, die über eine Verbindungseinrichtung 2 miteinander verbunden sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Schraubverbindung 5 umgekehrt, d.h., dass das erste Schraubelement 6 ein Außengewinde aufweist, das mit einem Innengewinde des zweiten Schraubelements 7 verschraubt ist, das wiederum als Flansch an dem Gehäuse 11 ausgeführt ist. Grundsätzlich ist die vorhergehende Beschreibung übertragbar. Mit anderen Worten wird die von der Schraubverbindung 5 erzeugte Verbindungskraft über die Schirmhülse 9 in die Distanzhülse 10 eingeleitet, die an dem stempelförmigen Ende 8 des ersten Leiters 3 abgestützt ist. Das stempelförmige Ende 8 kann beispielsweise als Kontaktstempel ausgeführt sein und auf den Leiter 3 aufgecrimpt oder anderweitig an dem Leiter 3 angebunden sein.
Bezogen auf die in 4 dargestellte dritte Ausführungsform ist in 5 schematisch der Stromfluss und die Schirmung der Verbindungseinrichtung 2 dargestellt. Hierbei ist ersichtlich der Stromfluss durch den ersten Leiter 3 und den zweiten Leiter 4 möglich, wobei das stempelförmige Ende 8 des ersten Leiters 3 den Strom von dem ersten Leiter 3 in den zweiten Leiter 4 führt. Die Schirmung wird durch die Schirmhülse 9, die mit der Schirmung in dem ersten Leiter 3 direkt verbunden sein kann, über die Schraubelemente 6, 7 in das Gehäuse 11 geführt. Die Distanzhülse 10 isoliert hierbei die Verbindungseinrichtung 2 gegenüber dem Gehäuse 11. Insbesondere wird das freie und isolierte Ende 8 des ersten Leiters 3 innerhalb der Distanzhülse 10 geführt. Es ist ebenso möglich, die Distanzhülse 10 in Axialrichtung zu verlängern, sodass diese zumindest abschnittsweise den zweiten Leiter 4 umgreift.
6 zeigt einen Kraftverlauf in der Ausführungsform nach 4, 5. Ersichtlich wird durch die Schraubverbindung 5 die Verbindungskraft, dargestellt durch Pfeile 13, realisiert, die, wie zuvor beschrieben, über das erste Schraubelement 6 über die Schirmhülse 9 in die Distanzhülse 10 eingeleitet und von der Distanzhülse 10 über das stempelförmige Ende 8 weitergeleitet wird. Da der zweite Leiter 4 innerhalb des Gehäuses 11 abgestützt ist, kann die Verbindungskraft von diesem aufgenommen werden, sodass die beiden Leiter 3, 4 durch die Verbindungskraft miteinander verbunden sind. Auf der anderen Seite ist die Verbindungskraft an dem zweiten Schraubelement 7, das in das Gehäuse 11 integriert ist, abgestützt. Somit ist die Verbindungseinrichtung 2 abgeschlossen, da letztlich der zweite Leiter 4 durch das feste Anordnen innerhalb des Gehäuses 11 mit dem Gehäuse 11 gekoppelt ist, was schematisch durch einen Pfeil 14 dargestellt ist.
Ferner sind in 6 Pfeile 15 dargestellt, die eine Zugbewegung an dem ersten Leiter 3 darstellen. Wird beispielsweise eine Kraft entlang der Längsachse 12 des ersten Leiters 3 aufgebracht, die den ersten Leiter 3 von dem zweiten Leiter 4 weg bewegen würde, wird diese Kraft, wie durch die Pfeile 15 dargestellt, durch die Verbindungseinrichtung 2 aufgenommen. Hierbei wird zum einen durch die Verbindung der Schirmhülse 9 an dem ersten Leiter 3 ein Teil der Kraft aufgenommen. Ferner wird der Leiter 3 an dem stempelförmigen Ende 8 gesichert. Da die Kräfte somit über die Distanzhülse 10 und die Schirmhülse 9 an dem ersten Schraubelement 6 abgestützt werden können, das wiederum durch die Verschraubung mit dem zweiten Schraubelement 7 an dem Gehäuse 11 gesichert ist, können die Kräfte, beispielsweise „Kabelkräfte“ aufgenommen werden, sodass die Hochvoltverbindung sicher hergestellt bleibt.
Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar, untereinander austauschbar und aufeinander übertragbar.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Verbindungseinrichtung
3, 4: Leiter
5: Schraubverbindung
6, 7: Schraubelement
8: Ende
9: Schirmhülse
10: Distanzhülse
11: Gehäuse
12: Längsachse
13-15: Pfeil

Claims

Elektrische Vorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen ersten Leiter (3, 4) und einen zweiten Leiter (3, 4) und eine Verbindungseinrichtung (2), die dazu ausgebildet ist, eine Hochvoltverbindung zwischen dem ersten und zweiten Leiter (3, 4) herzustellen, insbesondere zur elektrischen Energieversorgung einer elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (2) eine Schraubverbindung (5) umfasst, die eine in Axialrichtung des ersten und/oder zweiten Leiters (3, 4) gerichtete Verbindungskraft auf den ersten und/oder den zweiten Leiter (3, 4) bewirkt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein freies Ende (8) des ersten Leiters (3, 4) und/oder des zweiten Leiters (3, 4) stempelförmig oder als Stempel ausgeführt ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung (5) ein erstes Schraubelement (6, 7), insbesondere eine Überwurfmutter, und ein zweites Schraubelement (6, 7) umfasst, wobei ein Gewinde des ersten Schraubelements (6, 7) zu einem Gewinde des zweiten Schraubelements (6, 7) korrespondierend ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schraubelement (6, 7) als Überwurfmutter ausgebildet und an dem stempelförmigen freien Ende (8) des ersten Leiters (3, 4) angeordnet ist, wobei der zweite Leiter (3, 4) ein zu dem ersten Gewinde der Überwurfmutter korrespondierendes, insbesondere in eine Außenfläche des zweiten Leiters (3, 4) integriertes, zweites Gewinde aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schraubelement (6, 7) die Verbindungskraft durch Verschraubung des ersten Schraubelements (6, 7) mit einem als Flansch an einem Gehäuse (11) der Vorrichtung (1) ausgebildeten zweiten Schraubelement (6, 7) auf den ersten Leiter (3, 4) aufbringen, wobei der zweite Leiter (3, 4) innerhalb des Gehäuses (11) durch ein Haltemittel in Position gehalten wird.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Leiter (3, 4) eine Schirmhülse (9) zur elektromagnetischen Schirmung des ersten Leiters (3, 4) angeordnet oder ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine den ersten Leiter (3, 4) in Umfangsrichtung umgreifende Distanzhülse (10) vorgesehen ist, die den ersten Leiter (3, 4) in Radialrichtung, insbesondere gegenüber einem Gehäuse (11) der Vorrichtung (1), isoliert.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhülse in Axialrichtung zwischen der Schirmhülse (9) und dem stempelartigen freien Ende (8) des ersten Leiters (3, 4) angeordnet ist, die insbesondere eine von dem ersten Schraubelement (6, 7) auf die Schirmhülse (9) übertragene Verbindungskraft an das freie Ende (8) des ersten Leiters (3, 4) überträgt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das die Vorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, einen Strom durch den ersten und zweiten Leiter (3, 4) zu führen und eine Schirmung wenigstens des ersten Leiters (3, 4) mittels der Schirmhülse (9) und der Schraubelemente (6, 7) und dem Gehäuse (11) auszuführen.
Kraftfahrzeug, umfassend eine Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.