DE102022201777A1 - Elektrische und mechanische Anbindung eines Halbleitermoduls - Google Patents

Elektrische und mechanische Anbindung eines Halbleitermoduls Download PDF

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Abstract

Eine Verbindungseinrichtung (125) zur elektrischen Kontaktierung eines Halbleitermoduls (110) umfasst ein elektrisch leitfähiges Leitblech (130) mit einer Aussparung (145); eine Schraube (135), die sich durch die Aussparung (145) erstreckt; und eine elektrisch leitfähige Hülse (140), durch die sich die Schraube (135) erstreckt. Die Aussparung (145) des Leitblechs (130) ist um ein vorbestimmtes radiales Spiel größer als ein Durchmesser der Schraube (135) und die Hülse (140) ist dazu eingerichtet, axial zwischen dem Leitblech (130) und dem Halbleitermodul (110) anzuliegen und Strom zu übertragen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die elektrische und mechanische Anbindung eines Halbleitermoduls. Insbesondere betrifft die Erfindung das Verbinden eines Halbleitermoduls mit einer elektrischen Maschine.
  • Ein Fahrzeug umfasst eine Antriebseinrichtung mit einer elektrischen Maschine. Die Maschine ist beispielsweise als permanenterregte Synchronmaschine (PSM) ausgeführt und benötigt Ströme bzw. Spannungen, die einem vorbestimmten Muster folgen, damit die Maschine eine vorbestimmte Drehzahl einnimmt oder ein vorbestimmtes Drehmoment abgibt.
  • Zur Steuerung der Maschine ist ein Stromrichter vorgesehen, der üblicherweise aus einer Gleichspannung gespeist wird und drei um 120° zueinander phasenverschobene Wechselspannungen bereitstellt. Der Stromrichter umfasst ein Halbleitermodul, das Stromventile umfasst, die beispielsweise als FET oder IGBT ausgeführt sind, und die für die Maschine erforderlichen Ströme bereitstellen. Das Halbleitermodul ist kompakt aufgebaut, um auftretende Verlustwärme gut abführen zu können. Elektrische Anschlüsse, die zu den Stromventilen des Halbleitermoduls führen, können mechanisch empfindlich sein, und eine mechanische Spannung an einem Anschluss kann leicht zu einer Beschädigung eines der Halbleiter führen.
  • Eine elektrische Verbindungseinrichtung zwischen dem Halbleitermodul und der elektrischen Maschine umfasst ein elektrisches Leitblech, das große elektrische Ströme auf geringem Raum führen kann und dabei so geformt ist, dass es sich zwischen vorgesehenen elektrischen und mechanischen Kontaktpunkten an der Antriebseinrichtung erstreckt. Dabei kann es schwierig sein, die Verbindungseinrichtung am Halbleitermodul anzubringen, ohne mechanische Spannungen zu erzeugen.
  • Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer verbesserten Technik zur elektrischen und mechanischen Verbindung eines Halbleitermoduls, insbesondere mit einer elektrischen Maschine. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Verbindungseinrichtung zur elektrischen Kontaktierung eines Halbleitermoduls ein elektrisch leitfähiges Leitblech mit einer Aussparung; eine Schraube, die sich durch die Aussparung erstreckt; und eine elektrisch leitfähige Hülse oder Buchse, durch die sich die Schraube erstreckt. Die Aussparung des Leitblechs ist um ein vorbestimmtes radiales Spiel größer als ein Durchmesser der Schraube und die Hülse ist dazu eingerichtet, axial zwischen dem Leitblech und dem Halbleitermodul anzuliegen und Strom zu übertragen.
  • Durch das radiale Spiel kann eine Übertragung einer mechanischen Spannung auf das Halbleitermodul verhindert werden. Das Leitblech kann bereits an einem anderen Element der Antriebseinrichtung befestigt sein, bevor es mittels der Schraube am Halbleitermodul angebracht wird. Die fertig montierte Hülse liegt an einander gegenüberliegenden axialen Enden am Leitblech und am Halbleitermodul an. Kontaktflächen der Hülse können ausreichend groß und insbesondere ausreichend plan sein, sodass der Stromfluss an einem Übergang nicht beeinträchtigt sein kann.
  • Die Schraube kann an einem ersten axialen Ende einen Außengewindeabschnitt aufweisen, der zum Einschrauben in das Halbleitermodul eingerichtet ist. Gleichzeitig kann die Hülse einen Innengewindeabschnitt aufweisen, in den der Außengewindeabschnitt gedreht werden kann. Die Gewindeabschnitte korrespondieren zueinander, sodass sie durch Schrauben in gegenseitigen Eingriff gebracht werden können. Beispielsweise können beide Gewindeabschnitte ein metrisches Gewinde wie M5, M6 oder M7 aufweisen. Mittels der Gewindeabschnitte kann die Hülse an der Schraube gehalten sein, bevor die Verbindungseinrichtung an der Antriebseinrichtung angebracht wird. Die Schraube und die Hülse können dabei unverlierbar am Leitblech gehalten sein. Das Leitblech, die Schraube und die Hülse können eine separat handhabbare Einheit bilden, die leicht montiert werden kann. Die Gewindeabschnitte können derart ineinander eingeschraubt sein, dass das Leitblech, die Hülse und die Schraube in einem vorbestimmten Maß gegeneinander beweglich sind. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Innengewindeabschnitt axial abgesetzt von beiden Enden der Hülse, beispielsweise axial mittig.
  • Die Schraube kann an einem zweiten axialen Ende einen Kopf aufweisen, wobei zwischen dem Kopf und dem Außengewindeabschnitt der Schraube ein Schaftabschnitt liegt, dessen Durchmesser geringer als der Innengewindeabschnitt der Hülse ist. Ist die Verbindungseinrichtung am Halbleitermodul fertig angebracht, so ist der Außengewindeabschnitt nicht in den Innengewindeabschnitt eingeschraubt. Bevorzugt wird die Verbindungseinrichtung in dieser Konstellation am Halbleitermodul angebracht und dann erst befestigt.
  • Der Außengewindeabschnitt der Schraube kann vollständig durch den Innengewindeabschnitt der Hülse gedreht werden, um die Verbindungseinrichtung vorzumontieren und für eine Anbringung am Halbleitermodul bereit zu machen. Der Innengewindeabschnitt liegt bevorzugt axial im Bereich des Schaftabschnitts, wenn das Leitblech zwischen dem Kopf der Schraube und dem Leitblech anliegt. Dabei besteht weiter bevorzugt ein axiales Spiel zwischen den Gewindeabschnitten. Dieses Spiel kann so groß gewählt sein, dass das Leitblech an eine vorgesehene Montageposition gebracht werden kann, ohne dass der Außengewindeabschnitt der Schraube in ein Innengewinde des Halbleitermoduls oder das Innengewinde der Hülse eingedreht ist. So kann die Verbindungseinrichtung fertig positioniert und dann in nur einem Arbeitsgang am Halbleitermodul festgeschraubt werden.
  • Zwischen dem Kopf und dem Schaftabschnitt der Schraube kann ein Führungsabschnitt liegen, dessen Durchmesser kleiner als der des Innengewindes ist. Der Führungsabschnitt kann nach Art einer Passschraube ausgebildet sein und dazu beitragen, die Hülse gegenüber der Schraube zu fixieren. Zwischen dem Führungsabschnitt und der Hülse kann eine vorbestimmte Passung, insbesondere eine Spielpassung mit einem positiven radialen Spiel, bestehen. Das radiale Spiel kann geringer sein als das radiale Spiel zwischen der Schraube und dem Leitblech.
  • Die Schraube kann an ihrem ersten axialen Ende eine Einführhilfe aufweisen. Diese Einführhilfe kann in einem sich verjüngenden axialen Ende bestehen, das üblicherweise kein Gewinde trägt. Beispielsweise kann ein konzentrischer Abschnitt vorgesehen sein, der die Form eines Zylinders, eines Kegels, eines Kegelstumpfs, eines Kugelabschnitts oder eines Abschnitts eines Rotationsellipsoids aufweisen kann. Es können auch mehrere Abschnitte vorgesehen sein, die axial aneinander angrenzen und eine mehrstufige Verjüngung der Schraube an ihrem ersten axialen Ende bewirken. Eine solche Schraube kann genormt sein und wird gelegentlich auch Findeschraube genannt. Durch die Verjüngung kann die Schraube verbessert in ein Innengewinde des Halbleitermoduls eingefädelt werden. Bei der Vormontage der Verbindungseinrichtung kann die Einführhilfe hilfreich sein, um die Schraube in die Aussparung des Leitblechs oder in die Hülse einzuführen.
  • Die Hülse kann an einem dem Kopf der Schraube zugewandten axialen Ende eine Einführhilfe aufweisen. Diese Einführhilfe kann in einem trichterähnlichen Abschnitt bestehen, der beispielsweise die Form eines Kegelstumpfs oder eines Kugelabschnitts aufweisen kann.
  • Das Leitblech ist bevorzugt zur elektrischen Verbindung mit einer elektrische Maschine eingerichtet. Dazu kann das Leitblech ein erstes und ein zweites Ende aufweisen, wobei die Aussparung am ersten Ende liegt und im Bereich des zweiten Endes eine Verbindung mit der Maschine möglich ist. Optional ist an dieser Stelle ein Verbindungselement angebracht, beispielsweise ein zylindrisches Element, das etwa mittels Pressen, Schweißen oder Löten mit dem Leitblech verbunden werden kann.
  • Die Hülse ist weiter bevorzugt als Drehteil herstellbar. In Abhängigkeit eines verwendeten Materials kann die Hülse unterschiedliche Proportionen aufweisen, um sowohl eine elektrische als auch eine mechanische Verbindung zum Halbleitermodul sicherzustellen. In einer Ausführungsform umfasst die Hülse ein kupferhaltiges Material. Die Schraube kann ebenfalls leitfähig ausgeführt sein, wird aber bevorzugt aus einem Material hergestellt, das primär zur Sicherstellung der Festigkeit ausgewählt ist. Eine Stahlschraube von ca. 6 mm Durchmesser kann mit beispielsweise ca. 5 Nm angezogen werden, um die Hülse axial zwischen dem Leitblech und dem Halbleitermodul einzuspannen.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug eine elektrische Antriebsmaschine und einen Stromrichter, wobei der Stromrichter ein Halbleitermodul umfasst, das mittels der hierin beschriebenen Verbindungseinrichtung mit der Antriebsmaschine verbunden ist. Die Antriebseinrichtung kann als elektrischer Achsantrieb ausgebildet sein, der eine konventionelle an einem Fahrzeug ersetzen kann, um einen elektrischen Antrieb zu realisieren. Das Fahrzeug umfasst bevorzugt ein Kraftrad, einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Omnibus, eine landwirtschaftliche Maschine oder eine Baumaschine.
  • Die Antriebseinrichtung kann weiter einen Stromsensor mit einem magnetischen Ringkern umfassen, durch den sich die Hülse und die Schraube erstrecken. Der Ringkern kann Teil eines Fluxgate Sensors zur Bestimmung eines Stromflusses sein. Dazu ist der Ringkern bevorzugt zumindest radial innen elektrisch isoliert und kann eine oder mehrere elektrische Wicklungen tragen, die für die Strommessung passend angesteuert werden können. Eine Ansteuer- und/oder eine Auswertevorrichtung können integriert mit dem Ringkern ausgeführt sein.
  • Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Montage einer hierin beschriebenen Verbindungseinrichtung einer hierin beschriebenen Antriebseinrichtung Schritte des verlässlicheren Anbringens der Hülse an der durch die Aussparung des Leitblechs geführten Schraube; des Anbringens des Leitblechs an der Antriebsmaschine; und des Festdrehens der Schraube im Halbleitermodul.
  • Dabei ist zu beachten, dass das verlässlichere Anbringen der Hülse an der Schraube und dem Leitblech Teil einer Herstellung der Verbindungseinrichtung sein kann. Das Anbringen des Leitblechs und das Festdrehen der Schraube am Halbleitermodul können erst später, im Rahmen einer Montage der Verbindungseinrichtung an der Antriebseinrichtung, erfolgen.
  • Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
    • 1 eine Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug;
    • 2 einen Längsschnitt durch eine Schraube und eine Hülse einer elektrischen Verbindungseinrichtung;
    • 3 und 4 Schritte eines Verfahrens zur Montage einer Verbindungseinrichtung an einer Antriebseinrichtung; und
    • 5 eine Verbindungseinrichtung in einer weiteren Ausführungsform
    darstellt.
  • 1 zeigt schematisch eine Antriebseinrichtung 100 für ein Fahrzeug. Die Antriebseinrichtung 100 umfasst einen Stromrichter 105 mit einem Halbleitermodul 110 sowie eine elektrische Maschine 115, die insbesondere als Antriebsmaschine des Fahrzeugs dienen kann. Zur Steuerung der Maschine 115 stellt der Stromrichter 105 üblicherweise mehrere elektrische Ströme an zugeordneten Anschlüssen 120 der Maschine 110 bereit, wobei in 1 nur ein Anschluss 120 dargestellt ist. Zur elektrischen Verbindung des Halbleitermoduls 105 mit dem Anschluss 120 der elektrischen Maschine 115 ist eine elektrische Verbindungseinrichtung 125 vorgesehen. Die Verbindungseinrichtung 125 ist dazu eingerichtet, an der Antriebseinrichtung 100 angebracht zu werden, nachdem der Stromrichter 105 und die elektrische Maschine 115 bereits montiert sind. Dabei sollen Lagetoleranzen zwischen der Maschine 115 und dem Halbleitermodul 105 in einer vorbestimmten Größenordnung, beispielsweise ± 1,5 mm ausgeglichen werden, sodass mechanische Spannungen auf das Halbleitermodul 105 gering sind.
  • Die Verbindungseinrichtung 125 umfasst ein elektrisch leitfähiges Leitblech 130, eine Schraube 135 und eine elektrisch leitfähige Hülse 140. Die Schraube 135 kann ebenfalls elektrisch leitfähig sein und erstreckt sich durch eine Aussparung 145 im Leitblech 130 sowie durch die Hülse 140. Das Leitblech 130 kann in einer oder mehreren Richtungen gebogen sein und direkt oder mittels eines elektrisch leitfähigen Zwischenelements 150, das auch mehrteilig aufgebaut sein kann, mit dem Anschluss 120 der elektrischen Maschine 115 verbunden werden. Die Verbindung an der elektrischen Maschine 115 kann, wie in 1 durch eine Strichpunkt-Linie angedeutet ist, mittels einer Schraube oder eines ähnlichen Verbindungselements erfolgen. Eine weitere Strichpunkt-Linie zeigt eine Längsachse an, durch die Aussparung 145 verläuft und entlang der sich die Schraube 135 und die Hülse 140 erstrecken.
  • Das Halbleitermodul 110 umfasst eine Kontaktfläche 155, an der die Hülse 140 an einem in 1 unteren Ende axial anliegen kann. Die Schraube 135 kann in ein Gewinde 160 eingeschraubt werden, das am Halbleitermodul 110 ausgebildet ist. Wie später noch genauer gezeigt ist, kann das Gewinde 160 an einer Mutter bestehen, die leicht verschiebbar am Halbleitermodul 110 gelagert ist.
  • Die Hülse 145 ist zunächst nicht am Leitblech 130 befestigt. Zwischen der Schraube 135 und der Aussparung 145 besteht ein vorbestimmtes radiales Spiel in der Größenordnung der auszugleichenden Lagetoleranzen. Die Verbindungseinrichtung 125 kann derart an der Antriebseinrichtung 100 positioniert werden, dass sie elektrisch und mechanisch an der elektrischen Maschine 115 und am Halbleitermodul 110 befestigt werden kann, wobei ein Ausrichtungsfehler zwischen der elektrischen Maschine 115 und dem Halbleitermodul 110 durch das Radialspiel zwischen der Schraube 135 und der Begrenzung der Aussparung 145 ausgeglichen werden kann.
  • 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Abschnitt eines Leitblechs 130, eine Schraube 135 und eine Hülse 140 einer elektrischen Verbindungseinrichtung 125. Die Schraube 135 umfasst an einem oberen Ende einen Kopf 205 und am unteren Ende eine Einführhilfe 210 in Form eines verjüngenden Endes. Eine solche Schraube 135 wird auch Findeschraube genannt, weil die Einführhilfe 210 das Auffinden einer Aussparung, in die die Schraube 135 eingedreht werden soll, erleichtern kann. Dabei kann sowohl ein Winkelversatz als auch ein radialer Versatz zwischen der Schraube 135 und der Aussparung verbessert überwunden werden. Der Kopf 205 der Schraube 135 kann eine beliebige Innen- oder Außenkontur zum Eingriff eines Montagewerkzeugs aufweisen, um ein Drehmoment auf die Schraube 135 übertragen zu können. Beispielsweise können ein Innensechskant, ein Innensechsrund, ein Außensechskant oder ein Außensechsrund vorgesehen sein.
  • Im Bereich des unteren Endes der Schraube 135 liegt ein Außengewindeabschnitt 215, wo Gewindegänge eines Außengewindes angeordnet sind, sodass die Schraube 135 in ein Gewinde, insbesondere das Gewinde 160 des Halbleitermoduls 110, eingeschraubt werden kann. Axial zwischen dem Außengewindeabschnitt 215 und dem Kopf 205 liegt bevorzugt ein Schaftabschnitt 220, der kein Gewinde trägt. Am Kopf 205 kann ein Spielabschnitt 225 angrenzen, der wenigstens so lang ist wie das Leitblech 130 dick ist, und dessen Durchmesser so gewählt ist, dass sich ein vorbestimmtes radiales Spiel zur Aussparung 145 im Leitblech 130 ergibt, wenn die Schraube 135 bis zum Kopf 205 in die Aussparung 145 eingeführt ist. Dazu sind bevorzugt sowohl der im Spielabschnitt 225 als auch die Aussparung 145 von rundem Querschnitt.
  • Zwischen dem Kopf 205 beziehungsweise dem Spielabschnitt 225 und dem Schaftabschnitt 220 kann ein Führungsabschnitt 230 vorgesehen sein, der ein vorbestimmtes Spiel zu einer inneren Begrenzung der Hülse 140 aufweisen kann, sodass die Schraube 135 verbessert in der Hülse 140 geführt ist. Der Führungsabschnitt kann einen größeren Durchmesser als der Schaftabschnitt 220 und/oder der Spielabschnitt 225 aufweisen. Axiale Maße des Führungsabschnitts 230 werden unten mit Bezug auf 5 genauer erläutert. Die Hülse 140 kann ebenfalls verschiedene axiale Abschnitte aufweisen, die auf Abschnitte der Schraube 135 abgestimmt sind.
  • An ihrem oberen Ende, der dem Kopf 205 der Schraube 135 zugewandt ist, kann auf der Außenseite der Hülse 140 ein Bund 250 ausgebildet sein. Der Bund 250 ist dazu eingerichtet, an seiner Oberseite am Leitblech 130 anzuliegen und elektrischen Strom zu oder von diesem zu übertragen. Ein oberes axiales Ende der Hülse 140 ist bevorzugt eben, um flächig am Leitblech 130 anzuliegen. Ein Übergang zwischen dem Bund 250 und der Außenseite der restlichen Hülse 140 kann beliebig gestaltet sein, beispielsweise wie dargestellt abgerundet oder auch stufenartig. Unterhalb des Übergangs ist die Hülse 140 auf ihrer Außenseite bevorzugt zylindrisch.
  • Auf der Innenseite der Hülse 140 kann an ihrem oberen Ende eine Einführhilfe 255 in Form einer trichterartigen Aufweitung vorgesehen sein. In einer Ausführungsform ist die Einführhilfe 250 durch eine umlaufende Fase gebildet, die beispielsweise angesenkt sein kann. Eine optionale Führungsbohrung 260 im oberen Abschnitt der Hülse 140 korrespondiert zum Führungsabschnitt 230 der Schraube 135 und ist so auf diesen abgestimmt, dass sich hier ein vorbestimmter Ringspalt ergibt, um die Schraube 135 in der Hülse 140 zu führen.
  • Bevorzugt trägt die Hülse 140 einen Innengewindeabschnitt 265, der zum Außengewindeabschnitt 215 der Schraube 135 korrespondiert, sodass die Abschnitte 265, 215 ineinander eingedreht werden können. Dabei liegt der Innengewindeabschnitt 265 bevorzugt oberhalb des Außengewindeabschnitts 215, wenn die Schraube 135 vollständig in die Aussparung 145 des Leitblechs 130 eingeführt ist und die Hülse 140 an ihrem oberen Ende axial am Leitblech 130 anliegt.
  • Wie in 2 zu sehen ist, kann unterhalb des Innengewindeabschnitts 265 ein Aufnahmeabschnitt 270 vorgesehen sein, der keine Gewindegänge trägt und einen größeren Durchmesser aufweist als der Außengewindeabschnitt 215 der Schraube 135. Die axiale Position der Schraube 135 bezüglich der Hülse 140 kann so auf einen vorbestimmten Bereich begrenzt sein. Die Hülse 140 kann unverlierbar an der Schraube 135 gehalten sein, während gleichzeitig die Schraube 135 gegenüber dem Leitblech 130 eine vorbestimmte axiale und radiale Beweglichkeit behält, die ein Anbringen der Verbindungseinrichtung 100 an einer Antriebseinrichtung 100 erleichtern kann.
  • An ihrem unteren axialen Ende ist die Hülse 140 bevorzugt eben geformt, um möglichst flächig an der Kontaktfläche 155 des Halbleitermoduls 110 anzuliegen.
  • 3 und 4 zeigen Schritte eines Verfahrens zur Montage einer Verbindungseinrichtung 125 an einer Antriebseinrichtung 100. Bevor die Verbindungseinrichtung 125 montiert wird, kann sie vormontiert werden, indem die Schraube 135 durch die Aussparung 145 des Leitblechs 130 und in die Hülse 140 eingeführt wird. Dort kann die Schraube 135 gesichert werden, insbesondere indem sie in die Hülse 140 eingedreht wird, sodass die Gewindeabschnitte 215 und 265 ineinander eingreifen. Bevorzugt wird die Schraube 135 weitergedreht, bis der Eingriff wieder gelöst ist und der Außengewindeabschnitt 215 der Schraube 135 im Bereich des Aufnahmeabschnitts 270 der Hülse 130 liegt. Ein unteres Ende der Schraube 135 ragt dabei um nicht mehr als ein vorbestimmtes Maß aus der Hülse 140. Dieses Maß kann die Einführhilfe 210 umfassen.
  • Die vormontierte Verbindungseinrichtung 125 kann in einem in 3 dargestellten Schritt 305 a der Antriebseinrichtung 100 angebracht werden. In diesem Schritt ist die Hülse 140 in ihrer finalen Position, aber die Schraube 135 ist noch nicht in das Gewinde 160 des Halbleitermoduls 110 eingedreht. Die Hülse 140 liegt in einer Aussparung eines optionalen magnetischen Ringkerns 310, der Teil eines Stromsensors ist, um einen durch die Verbindungseinrichtung 125 fließenden Strom zu bestimmen. Die Bestimmung erfolgt bevorzugt induktiv und der Sensor kann nach Art eines Fluxgate arbeiten. In der dargestellten Konstellation kann das Leitblech 130 mechanisch mit dem Anschluss 120 der elektrischen Maschine 115 verbunden werden.
  • In einem in 4 dargestellten Schritt 405 ist die Schraube 135 in das Gewinde 165 des Halbleitermoduls 110 eingedreht. Das Leitblech 130 liegt zwischen dem Kopf 205 der Schraube 135 und dem Bund 250 der Hülse 140 und die Hülse 140 liegt axial zwischen dem Halbleitermodul 110 und dem Leitblech 130. Die Schraube 135 kann angezogen werden, bis ein vorbestimmtes Anzugsmoment erreicht ist. Dabei kann eine Mutter des Halbleitermoduls 110, die in einer Schiene verschiebbar aufgenommen sein kann, axial bewegt werden, bis ein vorhandenes Spiel zur Schiene aufgebraucht ist.
  • 5 zeigt eine Verbindungseinrichtung 125 in einer weiteren Ausführungsform. Hier ist der Führungsabschnitt 230 an der Schraube 135 deutlich ausgeprägt. Der Innengewindeabschnitt 265 liegt an einem unteren Ende der Hülse 140. Dabei ist wichtig, dass zwischen dem Innengewindeabschnitt 265 der Hülse 140 und dem Führungsabschnitt 230 der Schraube 135 ein axialer Abschnitt liegt, wenn das Leitblech 130 zwischen dem Kopf 205 der Schraube 135 und dem oberen Ende der Hülse 140 anliegt, sodass die Schraube 135 in das Halbleitermodul 110 eingedreht werden kann, ohne dass der Führungsabschnitt 230 an den Innengewindeabschnitt 265 stößt.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Antriebseinrichtung
    105
    Stromrichter
    110
    Halbleitermodul
    115
    elektrische Maschine
    120
    Anschluss
    125
    Verbindungseinrichtung
    130
    Leitblech
    135
    Schraube
    140
    Hülse
    145
    Aussparung
    150
    Zwischenelement
    155
    Kontaktfläche
    160
    Gewinde
    205
    Kopf
    210
    Einführhilfe
    215
    Außengewindeabschnitt
    220
    Schaftabschnitt
    225
    Spielabschnitt
    230
    Führungsabschnitt
    250
    Bund
    255
    Einführhilfe
    260
    Führungsbohrung
    265
    Innengewindeabschnitt
    270
    Aufnahmeabschnitt
    305
    erster Schritt
    310
    Ringkern
    405
    zweiter Schritt

Claims (12)

  1. Verbindungseinrichtung (125) zur elektrischen Kontaktierung eines Halbleitermoduls (110), wobei die Verbindungseinrichtung (125) folgendes aufweist: ein elektrisch leitfähiges Leitblech (130) mit einer Aussparung (145); eine Schraube (135), die sich durch die Aussparung (145) erstreckt; wobei die Aussparung (145) um ein vorbestimmtes radiales Spiel größer als ein Durchmesser eines Schaftabschnitts (220) der Schraube (135) ist; eine elektrisch leitfähige Hülse (140), durch die sich der Schaftabschnitt (220) der Schraube (135) erstreckt; wobei die Hülse (140) dazu eingerichtet ist, axial zwischen dem Leitblech (130) und dem Halbleitermodul (110) anzuliegen und Strom zu übertragen.
  2. Verbindungseinrichtung (125) nach Anspruch 1, wobei die Schraube (135) an einem ersten axialen Ende einen Außengewindeabschnitt (215) aufweist, der zum Einschrauben in das Halbleitermodul (110) eingerichtet ist; wobei die Hülse (140) einen Innengewindeabschnitt (265) aufweist, in den der Außengewindeabschnitt (215) gedreht werden kann.
  3. Verbindungseinrichtung (125) nach Anspruch 2, wobei die Schraube (135) an einem zweiten axialen Ende einen Kopf aufweist, und zwischen dem Kopf und dem Außengewindeabschnitt (215) der Schraube (135) ein Schaftabschnitt (220) liegt, dessen Durchmesser geringer als der Innengewindeabschnitt (265) der Hülse (140) ist.
  4. Verbindungseinrichtung (125) nach Anspruch 3, wobei zwischen dem Kopf (205) und dem Schaftabschnitt (220) der Schraube (135) ein Führungsabschnitt (230) liegt, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des Schaftabschnitts (220) ist.
  5. Verbindungseinrichtung (125) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schraube (135) an ihrem ersten axialen Ende eine Einführhilfe (210) aufweist.
  6. Verbindungseinrichtung (125) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Hülse (140) an einem dem Kopf der Schraube (135) zugewandten axialen Ende eine Einführhilfe (255) aufweist.
  7. Verbindungseinrichtung (125) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Leitblech (130) mit einem Zwischenelement (150) zur elektrischen Verbindung mit einer elektrische Maschine (115) verbunden ist.
  8. Verbindungseinrichtung (125) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Hülse (140) als Drehteil ausgebildet ist.
  9. Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine (115) und einen Stromrichter (105), wobei der Stromrichter (105) ein Halbleitermodul (110) umfasst, das mittels einer Verbindungseinrichtung (125) nach einem der vorangehenden Ansprüche mit der Antriebsmaschine (115) verbunden ist.
  10. Antriebseinrichtung (100) nach Anspruch 9, ferner umfassend einen Stromsensor mit einem magnetischen Ringkern (310), durch den sich die Hülse (140) und die Schraube (135) erstrecken.
  11. Fahrzeug mit einer Antriebseinrichtung (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10 ausgebildet ist.
  12. Verfahren zur Montage einer Verbindungseinrichtung (125) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere an einer Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: verliersicheres Anbringen der Hülse (140) an der durch die Aussparung (145) des Leitblechs (130) geführten Schraube (135); Anbringen des Leitblechs (130) an der Antriebsmaschine; und Festdrehen der Schraube (135) im Halbleitermodul (110).
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