DE2538744A1

DE2538744A1 - Baueinheit fuer ein elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE2538744A1
Application number: DE19752538744
Authority: DE
Inventors: Rainer Ing Grad Klink; Guenther Ing Grad Koenig
Original assignee: Deutsche Automobil GmbH
Current assignee: Deutsche Automobil GmbH
Priority date: 1975-08-30
Filing date: 1975-08-30
Publication date: 1977-03-03
Also published as: DE2538744C2; US4153127A; IT1066421B; FR2322026B1; GB1540455A; FR2322026A1

Description

Deutsche Automobilgcsellnchp.ffc BibE. DAUG 49

Hettiii^es 27.8.1975

Patent- und Gebrauchsmiisterhilfsanmeldung

Baueinheit für ein Elektrofahrzeug a

Die Erfindung betrifft eine Baueinheit für ein Elektrofahrzeug, die einen die elektrischen, elektronischen und elektromechanischen Bauelemente zur Steuerung und Regelung der Betriebsstromstärken und- spannungen enthaltenden Einschub umfasst.

Eine Baueinheit dieser Art ist aus der ESZ - A Band 94-» 1973» Heft 11, Seiten 69"« ff "bekannt. Diese bekannte Baueinheit ist als eine anstelle des Hotors in den Motorraum eines Serienf ahrseuges eingebaute Konsole ausgebildet, auf der eine Ansah! von Schützschaltern* ein in Haibieiterbauweise ausgeführter Gleichstromsteller, eine Ansahl von Dioden und weitere für die Steuerung und Regelung des !Paar- und Bresisbetriebes des Pahrzeuges notwendige Bauelemente befestigt sind«, Die von der Fahrbatterie kommenden Versorgungskabel und die iron den den Beschleimigungs- oder Bremsvorgang einleitenden Bef eiilsorgsnea Isosmienden Söeuerleitungen werden "bei der bekannten Baueinheit mit üblichen Kabelschuhen und Schraubverbindungen an di@ Begelungs- und Steuerelemente der Baueinheit angeschlossen. Dies hat den Hackbeil«, daß sum Herausnehmen der Saueinneit; ₅ ettfa sii deren Ife&rprüfung oder sus Auswechseln eines s&aacHiäften,, yö'u auSea sehwer sugänglichen Bauelemente5 zaalreiche Schraubverfeindimgen gelost werden 2süssen_s bevor die Eonssie aus d©m Fahrzeug eati'esat w@rd©a kann« Ein

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ORIGINAL INSPECTED

weiterer Nachteil der "bekannten Baueinheit besteht darin, daß die von der Batterie kommenden Versorgungskabel mit ihren Kabelschuhen beim Herausnehmen der Eonsole mit der Fahrzeugmasse in Berührung kommen können, was zu Kurzöchlüssen rühren kann. Außerdem besteht beim erneuten Anschließen der Kabel an die Bauelemente der wieder eingeschobenen Konsole die Gefahr, daß Anschlüsse verwechselt werden, was bei Halbleiterbauelementen, die gegen eine falsche Polung der Anschlüsse sehr empfindlich sind, leicht zur Zerstörung derselben führen kann. Außerdem besteht beim Anschluß oder beim Abhängen von Bauelementen, die an unübersichtlichen Stellen der Baueinheit angeordnet sind, auch die Gefahr elektrischer Verletzungen, da die für Elektrofahrzeuge benutzten Batteriespannungen heute bereits im 200 Volt Bereich liegen und damit in einer Größenordnung, die zu tödlichen Verletzungen führen kann. Die Wartung und gegebenenfalls Reparatur der bekannten Baueinheit kann daher nur von besonders geschultem Personal vorgenommen werden und ist darüber hinaus arbeit sauf v/endig und teuer, so daß sie sich für eine Serienfertigung kaum eignet.

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Baueinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Wartung einfach und sicher ist und auch von ungeschultem Personal zumindest vorbereitet werden kann, und die es auch ermöglicht, auf einfache Art und Weise einzelne Bauelemente rasch auszutauschen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadtupstöi gelöst, daß zur Herstellung der elektrischen Kontakte der in dem Einschub enthaltenen Bauelemente mit einer Versorgungsbatterie und mit dem Hotor an dem Einschub einerseits und dem Fahrzeug andererseits fest angeordnete komplementäre Teile von Steckkontakten vorgesehen sind, die beim Einschieben des Einsciöibes in das Fahrzeug in Eingriff miteinander gelangen, wobei die Versorgungsstromquellen mit den fest am Fahrzeug angeordneten Steclckontaktteilen

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einerseits und die Bauelemente mit den am Einschub angeordneten Steckkontaktteilen andererseits fest verdrahtet sein können, so daß keinerlei elektrische Leitungen beim Herausnehmen des Einschubes aus dem Fahrzeug in Kontakt mit der Fahrzeugmasse gelangen und unerwünschte Kurzschlüsse herbeiführen können. Zum Herausnehmen des Einschubes ist es dann nicht erforderlich, daß ein Monteur mit üblicherweise stromführenden Teilen in Berührung kommt, da das Herausziehen des Einschubes bereits zu einem Lösen sämtlicher elektrischer Verbindungen führt, so daß bei einem anschließenden Trennen elektrischer Verbindungen zwischen Bauelementen der Baueinheit in jedem Fall gewährleistet ist, daß diese nicht mehr unter Spannung stehen. Eine nachfolgende Überprüfung der einzelnen Bauelemente mittels eines speziellen Diagnosegerätes, wie es heute in der Kraftfahrzeugtechnik üblich ist, um die Wartung von Fahrzeugen zu vereinfachen, kann damit auch von ungeschultem Personal vorbereitet und gegebenenfalls auch durchgeführt werden, was zu einer erheblichen Verbilligung der Wartung führen kann. Die Erfindung hat auch den Vorteil, daß beim erneuten Einschieben des Einschubes der korrekte Anschluß durch eine eindeutige Zuordnung der komplementären Teile der Steckverbindungen in jedem Falle gewährleistet ist»

Eine solche eindeutige Zuordnung der Steckkontaktteile zueinander kann beispielsweise dadurch gewährleistet sein, daß die Steckkontakte unsymmetrisch angeordnet sind, so daß sie nur auf eine Art und Weise zusammengefügt werden können. Aber auch dann, wenn die Kontakte etwa symmetrisch um eine Mittelachse gruppiert sind, so daß im Prinzip zwei Einsteckmöglichkeiten bestehen, oder in Fällen, in denen eine längs einer Achse periodische Anordnung von Kontakten vorgesehen ist, so daß verschiedene, um die Periodititätslänge versetzte Einsteckmöglichkeiten bestehen, wobei dann jeweils ein Teil der Kontakte frei bleiben würde, läßt sich eine eindeutige Zuordnung der Kontaktteile mit Vorteil dadurch erreichen, daß eine Führung vorgesehen ist, in der sich der Ein-

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schub in Richtung auf die am Fahrzeug fest angeordneten Teile verschieben und mit diesen in eindeutiger Zuordnung in Eingriff bringen läßt. Beispielsweise können hierzu an dem Fahrzeug Führungsschienen befestigt sein, auf denen der Einschub etwa mit Rollen verfahrbar oder gleitend verschiebbar in Richtung auf fest mit dem Fahrzeug verbundene Kontaktteile geführt ist.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Buchsen der Steckkontakte an einem fest mit dem Fahrzeug verbindbaren, mit Führungen für den Einschub versehenen Tragrahmen an einer senkrecht zur Führungsrichtung verlaufenden Platte und die Kontaktstifte an einer parallel zu dieser verlaufenden inneren Seitenwand des Einschubes angeordnet. Der Tragrahmen kann dann sehr einfach außerhalb des Fahrzeuges in einer sehr genau an die Form des Einschubes und die Anordnung der Steckkontaktteile angepassten Form hergestellt werden und mit geeigneten Befestigungsstücken mit dem Fahrzeug verbunden werden. Dies hat den Vorteil, daß eine sehr präzise Führung des Einschubes und seiner Kontaktstifte in Richtung auf die an dem Tragrahmen angeordneten Kontaktbuchsen auch dann gewehrleistet ist, wenn der Tragrahmen nicht ganz exakt an der zu seiner Befestigung vorgesehenen Stelle im Fahrzeug befestigt werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Ausfüiirungsform der Erfindung besteht darin, daß die, den Einschub und den Tragrahmen umfassende Baueinheit in einfacher Weise durch Abänderung der Verbindungsmittel des Tragrahmens mit dem Fahrseug an sehr verschiedenartige Fahrzeug typ en angepasst werden kann.

Es versteht sich, daß die 3uchsen der Steckkontakte auch an dem Einschub und die Kontaktstifte an dem Tragrahmen angeordnet sein könnten und es könnten an dem Einschub bzw. dem Tragrahmen auch sowohl Buchsen als auch Kontaktstifte vorgesehen sein. Da Jedoch Kontaktstifte in der Regel eher der Gefahr der Beschädigung ausgesetzt sind als die Kontaktbuchsen, ist es zweckmäßiger, sämtliche Kontaktstifte an dem herausziehbaren Einschub anzuordnen,

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so daß sie gegebenenfalls leicht auswechselbar sind.

Zum Anschluß der in dem Einschub enthaltenen Bauelemente an die Versorgungsbatterie werden größenoi-dnungsmäßig 30 bis 50 Steckkontakte benötigt, die ö© nach den verschiedenen Stromstärken in den einzelnen Bauelementen verschieden dimensioniert sein können. Während die zur Speisung des Antriebsmotors verwendeten Wechselrichter und/oder Gleichstromsteller Kontakte benötigen, die einem Anfahrstrom von mehreren hundert Ampere standhalten müssen und daher mechanisch sehr stabil dimensioniert sein müssen, können die Eontaktstifte für die die Leistungselektronik steuernde Steuer- und Regelungselektronik, die als typische Schwachstron-elektroiiik ausgebildet ist, als verhältnismäßig dünne Kontaktstifte ausgebildet und auf engem Raum in einem Abstand von nur wenigen Ilillimetern voneinander angeordnet sein. Es ist dann notwendig, daß die Kontaktstifte beim "Verschieben des Einschubes sehr genau in Sichtung auf die zugeordneten Kontaktbuchsen geführt werden. Zwar lassen sich die üblicherweise aus einem Kunststoff (wie gefertigten Platten, an denen die Kontalrfcbuchsen und die Kontakt stifte angeordnet sind, sehr genau spiegelbildlich deckungsgleich herstellen und die komplementären Elemente der Steckkontakte entsprechend genau anordnen, jedoch wird die ]?ührung für den Einschub in der Regel ein gewisses Spiel aufweisen, so daß die Gefahr besteht_s daß sehr eng benachbarte und mechanisch nicht sehr stabil ausgeführte Kontaktstifte beim Einschieben nicht genau in die augeordneten Buchsen gelangen und gegebenenfalls verbogen werden können· Besonders vorteilhaft ist es daher, wenn, wie es gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, insbesondere die stabil ausgeführten Kontaktstifte und Buchsen für den Anschluß der Leistungselektronik als zusätzliche Führungselemente für die Einsdiubbewegung ausgebildet sind_f da deren Anordnung zu den anderen, schwächer ausgebildeten Kontaktstiften leicht mit der erforderliehan Genauigkeit erreicht werden kann und damit eine exakte Zentrierung aller Kontaktstifte mit den zugeordneten Buchsen gewährleistet werden kann«. Dementsprechend sind geiaäS einer Ausfühnmgsform des? Erfindung die

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öffnungen der Buchsen in einer gemeinsamen Ebene und die Fußpunkte der Kontaktstifte des Einschubs in einer dazu prallelen Ebene angeordnet, wobei die Länge der Kontaktstifte für die Leistungselektronik größer ist als die Länge der Eontaktstifte für die Steuerelektronik, die dann ihrerseits beim Einschieben des Einschubes mit Hilfe der stabilen Kontaktstifte für die Leistungselektronik im Bahnen des Mihrungsspiels der Führungen des Tragrahmens exakt zentrierbar sind.

Damit sich die Steckkontakte während des Fahrbetriebes nicht lösen können, ist es notwendig, den Einschub in seiner Endstellung geeignet zu fixieren. Hierzu können beispielsweise selbsttätige Verriegelungen mit Fallen vorgesehen sein, die beim Einschieben zurückweichen und, wenn der Einschub in seiner Endstellung, in der die Steckkontakte zusammengefügt sind, angekommen ist, in Ausnehmungen der Seitenwände einfallen oder an einer Frontplatte des Einschubs zur Anlage kommen und dadurch ein Zurückweichen des Einschubes verhindern. Wenn jedoch, wie im vorliegenden Fall, zahlreiche Steckkontakte vorhanden sind, deren Buchsen federnde Kontakt elemente aufxveisen, die unter einer erheblichen Federspannung an den Kontaktstiften anliegen, so sind in der Regel erhebliche Kräfte notwendig, um den Einschub in seine Endstellung zu verschieben. Es ist dann oft schwierig., den Einschub gegen diese Kräfte, die im Mittel in der Größenordnung von bis zu 1 kp pro Steckkontakt liegen können, in seine Endstellung zu verschieben, wobei zu beachten ist, daß das Einführen der Kontaktstifte in die Buchsen nicht ruckartig geschehen sollte, um Beschädigungen zu vermeiden. Besonders vorteilhaft ist es daher, wie es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, wenn zur Befestigung des Einschubes an dem !Tragrahmen in Eichtung der Führung bzw· der Achse der Steckkontakte angreifende Spannmittel vorgesehen sind, die in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch, realisiert sein können, daß die Führungen des Tragraimiens U-Profilschienen mit aufeinander zuweisenden Schenkeln umfassen, in denen der Einschub mittels fest an Seitenwänden derselben ange-

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ordneter Hohlprofile verschiebbar geführt ist, in denen Zugstabe drehbar gelagert sind, die an ihrem einen, inneren Ende einen mit einem Iiutterstück des Tragrahmens zusammenarbeitenden Gewindeabschnitt aufweisen "und an ihrem anderen, äußeren Ende an der Außenseite des Einschubes abgestützt sind.

Diese Zugstäbe können dann sowohl zum Verschieben des Einschubes in die Eingriffstellung der Steckkontakte als auch zur Fixierung desselben ausgenutzt werden, wobei sich die zum Einschieben notwendigen Kräfte mittels an den Zugstäben angeordneter Drehgriffe sehr fein dosieren lassen, so daß die Eontakte beim Einschieben optimal geschont sind.

Vorteilhaft ist es weiter, wenn der Einschub gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gegenüber dem Tragrahmen in einem Endabschnitt seines Einschubweges, der etwas größer ist als die größte Länge der Kontaktstifte über federelastische Elemente gegen den !Tragrahmen abgestützt ist, deren Federkonstante so bemessen sein kann, daß sich der Einschub beim Lösen

unter dem Einfluß dieser federelastischen Elemente selbsttätig und gleichmäßig gegen die von den federnden Kontaktelementen der Buchsen auf die Kontaktstifte ausgeübten Zugkräfte nach außen bewegt und rückartige Bewegungen beim Herausnehmen des Einschubes vermieden xverden.

Diese federelastischen Elemente sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als einen inneren Endabschnitt der Zugstangen mit geringerem Querschnitt konzentrisch umschließende, mit ihrem einen Ende an einer falzförmigen Stirnfläche des äußeren Abschnittes der Zugstangen und mit ihrem anderen Ende an dem iragrahmen abgestützte Spiralfedern ausgebildet und gegen Verschmutzung geschützt in den Führungselementen für den Einschub ange ordnet<,

Solche federnden Äbstützungselemente vermitteln außerdem einen susätzlichen Schutz für die Kontaktstifte, da sie die Vorschub-

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bewegung des Einschubes abbremsen, wenn sie an dem Tragrahmen zur Anlage kommen, so daß die Kontaktstifte erst durch Betätigung der Spannmittel in ihre Eingriffstellung mit den Buchsen gelangen können.

Die erfindungsgemäße Baueinheit zeichnet sich aufgrund der bequem lösbaren elektrischen Steckkontakte durch eine besonders hohe Wartungsfreundlichkeit aus, die in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch durch eine besondere Formgebung und Ausbildung des Einschubes erhöht sein kann, bei der der Einschub als quaderfomri.ger, flacher, in horizontalen Führungen, die sich bis in unmittelbare liachbarschaft seiner äußeren Frontplatte erstrecken, geführter Kasten ausgebildet ist, der eine in zu diesen Führungen parallelen Führungen verschiebbare und abnehmbare Deckplatte aufweist. Der Kasten kann dann, in den Führungen um eine Strecke, die fast seiner vollen Länge entspricht, herausgezogen werden, und es kann die Deckplatte in ihrer Führung bei Bedarf ein Stück weit oder vollständig herausgezogen werden um von oben den Zugang zu den einzelnen Bauelementen zu ermöglichen, die bei dieser Ausführungsform des Kastens vorzugsweise an dessen Boden festgeschraubt sind, so daß sie von oben her bequem gelost werden können.

Ein solcher als flacher Kasten ausgebildeter Einschub eignet sich nicht nur als horizontal einschiebbare Einheit, sondern kann auch so ausgebildet sein, daß er mittels vertikaler Führungen in wannenförmige Vertiefungen des Fahraeugbodens oder etwa unter der Sitzbank eines Personenkraftwagens angeordnet sein kann wobei dann die Kontaktstifte vom Boden dee Einschubes nach unten abstehend und die Kontaktbuchsen am Boden der Wanne angeordnet sein können, oder umgekehrt·

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen?

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Fig. 1 einen Einschub einer erfindungsgemäßen Baueinheit mit abgeklappter Frontklappe und abgenommener Deckplatte,

Fig. 2 einen Tragrahmen mit Führungen für den Einschub gemäß Fig. 1,

Fig. 3 den Einschub gemäß Fig. 1 von der Steckerseite her gesehen und

Fig. 4- Einzelheiten der Befestigung zwischen Einschub und Tragrahmen.

Die in den Fig. 1 bis 4- dargestellte Baueinheit umfaßt einen als flachen quaderförmigen Easten ausgebildeten Einschub 1 zur Aufnahme der Leistungs- und Steuerelelctronik eines Elektrofahrzeuges, der in einem an dem Fahrzeug befestigten, in der Fig. 2 dargestellten Tragrahmen 2 in Führungen verschiebbar und in seiner vollständig eingeschobenen Stellung fixLerbar angeordnet ist.

Der Easten 1 v/eist einen aus üblichen Metallprofilen zusammengeschweißten Rahmen 4- auf, an dem seine, in Einschubrichtung gesehen, hintere Begrenzungswand 5 und seitliche Begrenzungswände 6 und 7 sowie eine an der vorderen unteren Außenkante in Scharnieren schwenkbare Frontplatte 8 befestigt sind.

An die oberen, seitlichen, längs der Kante des Kastens verlaufenden Metallprofile des M etallrahmens 4 sind nach außen über die Seitenwände 6 und 7 hinausragende Hohlprofile 9 und 9' iait quadratischem Querschnitt angeschweißt, die sich über die volle Länge des Einschubs erstrecken. Mit diesen, Hohlprofilen 9 und 9⁵ ist der Kasten 1 in pralle! zueinander verlaufendes $ mit ihren Schenkeln aufeinander zuweisenden TJ-Prö£ilen 10 und 10' desäSragrahmens 2 verschiebbar geführt, die sick .. über "die""volle Länge des Kastens 1 erstrecken» An des? Oberseite der oberen seitlichen Eahmenprofile 11 und II^s siad_t wie in a®s Mg« 3 dar-

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gestellt ist, weitere als Winkelschienen 12 und 12* mit kurzen senkrecht zur oberen Rahmenfläche verlaufenden Schenkeln 13 und 13' und weiteren, parallel zur oberen Hahmenflache verlaufenden, aufeinander zuxireisenden Schenkeln 14· und 14' angeschweißt, zwischen denen eine Deckplatte 15 des Kastens 1 verschiebbar geführt ist. Die Deckplatte 15 ist mittels eines rechtwinklig vom oberen Rand der Frontplatte 8 abgebogenen Randabschnittes 16, der ihre vordere Stirnkante umgreift, wenn die !Frontplatte nach oben geschwenkt ist, in ihrer Lage gehalten und kann herausgezogen werden, wenn die Frontplatte 8 nach unten geklappt ist. Die Deckplatte 15 weist eine Anzahl von Lüftungsschlitzen 48 auf, durch die von den teilweise starklwärmeerzeugenden Bauelementen des Einschubs erwärmte Luft entweichen und durch Konvektion eine Kühlung dieser Bauelemente stattfinden kann.

Wenn der Einschub 1 aus dem Tragrahmen 2 herausgezogen ist, die Frontplatte 8 nach unten geklappt und die Deckplatte 15 herausgezogen ist, ist der Innenraum des Kastens, in dem die zur Stromversorgung des Antriebsmotors und zur Steuerung des Betriebszu— Standes desselben verwendeten Bauelemente wie Thyristoren, Leistungsdioden, ITebenwiderstand, Schütze, Sicherungen, Schaltelemente, Anker- und Feldsteuerungsglieder, Anfahrwiderstand, Regelungseinrichtungen und dgl. enthalten sind, von vorn und von oben her bequem zugänglich.

Der Innenraum ist durch eine parallel zu den Seitenwänden 6 und 7 verlaufende, aus einem isolierenden Material wie Pertinax bestehende Zwischenwand 17 in einen schmäleren Bauraum 18, in dem die stark wärme erzeugenden Teile der eine Anzahl von Leistungsdioden mit Kühlkörpern 19 und einen Anfahrwiderstand 20 umfassenden Leistungselektronik untergebracht sind, und einen den größeren Teil des Kastens 1 umfassenden weiteren Bauraua 21 unterteilt, in dem die weniger wärmeerzeugenden Bauelemente wie Schütze 22, Sicherungen, Meßglieder und die Schwaehstrojaelektronik zur Steuerung und Regelung der Leistungselektronik untergebracht sind.

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Dieser Bauraum ist nach unten durch eine beispielsweise als Holzfaserplatte ausgebildete Bodenplatte 23 abgeschlossen, an der die verschiedenen Bauelemente mittels in die Bodenplatte eingeschlagener Schlagmuttern und von oben einschraubbarer Schrauben befestigt sind. Die Bodenplatte und die Zwischenwand sind so dimensioniert, daß sie zusammen mit den an ihnen befestigten Bauelementen in den Rahmen des Einschubes 1 eingefügt und an diesem befestigt werden können.

Die in der Eege lungs einheit verwendeten Bauelemente sind auf als "Europakarten¹¹ bezeichneten Leiterplatten oder Steckkarten 24 aufgesteckt und verlötet. Die Steckkarten sind in zugehörigen Buchsenleisten mit Kartenführungen 25 eingeschoben, die an einem gesonderten Leichtmetallrahmen 26 befestigt sind, an dem auch eine Sicherungsplatte 27 befestigt ist. Dieser Leichtmetallrahmen ist im vorderen, von den wärmeerzeugenden Elementen 19 und 20 am weitesten entfernten Teil des größeren Bauraums 21 unmittelbar hinter der Frontplatte 8 angeordnet. Innerhalb dieses Hahmens sind die -Steckkarten parallel zueinander in senkrecht zur Frontplatte 8 und zur Bodenplatte 23 verlaufenden Ebenen angeordnet, so daß sie, nach Abklappen der Frontplatte 8, auch dann zugänglich sind, wenn der Kasten in den Tragrahmen 2 eingeschoben bleibt. Jede der Steckkarten 24 ist mit an ihrer der Prontplatte zugewandten Stirnseite mit einem Diagnose stecker 28 versehen, so daß eine Überprüfung der Steckkarte auch bei eingeschobenem Kasten möglich ist. Ebenso sind die Sicherungen und entsprechende Kontrollampen füt die Eegelungseinheit an deren der Frontplatte 8 zugewandten Seite angeordnet.

Die elektrischen Leitungen, mit denen die in dem Kasten Λ enthaltenen Bauelemente an die Versorgungsbatterie anschlieSbar sind, sind mit in den Kasten hi neinragenden Anschlußfahnen von an der hinteren Begrenzungswand 5 ctes Kastens 1 angeordneten Stiftkontakten 29 von Steckverbindungen verbunden, deren komplementäre Buchsen 30 in korrespondierender Anordnung an dem

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Tragrahmen 2 befestigt sind, derart, daß die Achsen der von der Außenseite der Begrenzungswand 5 senkrecht abstehenden Kontaktstifte 29 und die Achsen der Kontaktbuchsen 30 miteinander •fluchtend ausgerichtet sind und parallel zu den Führungen 9 und 10 verlaufen, wenn der Kasten mit seinen Fiihyungsprofifen 9und 9¹ in die U-Profile 1Ou. 10'des Tragrahmens 2 eingeschoben ist.

Die Buchsen 30 sind in eine dicke Kunststoffplatte 31 eingelassen und in dieser so angeordnet, daß ihre öffnungen in der dem Einschub 1 zugewandten vorderen Ebene der Kunststoffplatte 31 liegen. Die Platte 31 ihrerseits ist an einea rec-hteckigen Rahmenteil 32 des Tragrahmens 2 befestigt, das an seinen beiden oberen Ecken mit den hinteren Endabschnitten der TJ-Profilschienen 10 und 10' des Tragrahmens verschweißt ist. An ihrem dem Kasten zugewandten vorderen Ende sind die beiden U-Profilschienen 10 und 10' zur stabilen Fixierung ihres Abstandes mit einer Querstrebe 35 verbunden, die an den oberen Schenkeln der U-Profilschienen 10 und 10' angeschweißt ist.

An den jeweils unteren Schenkeln der U-Profilschienen 10 und 10' sind ge zwei Gummipuffer 36 in einem Abstand voneinander montiert, die sich auf an dem Fahrzeug angebrachten Aufhängungen abstützen. Hierdurch ist gewährleistet, daß harte Stöße abgedämpft werden. Um die Kabelbefestigungen an den rückwärtigen, dem Einschub 1 abgewandten Buchsenteilen vor Schmutz zu schützen, ist die dem Einschub zugewandte Seite des rechteckigen Rahmenteils 32 über die ganze Breite mit PVC-Platten 37 abgedeckt, so daß nur die Buchsenöffnungen frei bleiben. Weiter sind an dem unteren und oberen Rahmenschenkel des rechteckigen Rahmenteils 32 und an seinen seitlichen Schenkeln Blechabdeckungen 38, 38* und 39, 39" angebracht, die die rückwärtigen Teile der Kontaktbuchsen 30 mechanisch und vor Verschmutzung schützen.

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Die ebenfalls an einer einen Teil der hinteren Begrenzungswand. des Kastens 1 bildenden Kunststoffplatte 33 befestigten Kontaktstifte 29 sind, wie in der Fig. 3 dargestellt, entsprechend der zu übertragenden elektrischen Leitung unterschiedlich dimensioniert, wobei die mit den Bauelementen der Leistungselektronik und dem Motor sowie mit einem Belüftungsventilator verbundenen Kontaktstifte 29' und 29'' eine größere Länge und Dicke aufweisen als die mit der Regelungselektronik, die als Schwachstromelektronik ausgebildet ist, verbundenen Kontaktstifte 29¹'¹, die zu einer 30-poligen Steckereinheit 34- zusammengefasst sind. Wenn der Einschub mittels an der Frontseite des Metallrahmens 4 angeordneter Handgriffe 40 in den Tragrahmen eingeschoben wird, so gelangen zunächst die stabil ausgeführten und längeren Kontaktstifte 29' und 29'' für die Leistungselektronik in Eingriff mit den ihnen zugeordneten Kontaktbuchsen 30' bzw. 30* ', wodurch die in einem sehr geringen Abstand voneinander angeordneten Kontaktstifte 29''' der Steuerungs- und Regelungselektronik sehr genau bezüglich ihrer zugeordneten Buchsen 30''' zentriert xverden, so daß diese, wenn sie schließlich bei einem weiteren Einschieben des Einschubes in Eingriff mit den ihnen zugeordneten Kontakt büchsen gelangen, nicht beschädigt v/erden können.

Die in der Fig. 4· im Schnitt längs der Mittelebene der Hohlprofile 9 in teilweise abgebrochener Darstellung gezeigten Mittel zur Befestigung des Einschubes 1 an dem Tragrahmen 2 umfassen einen in dem Hohlprofil 9 drehbar gelagerten Zugstab 41, dessen Durchmesser etwa dem lichten Innendurchmesser des Hohlprofils 9 entspricht. An seinem inneren, dem rechteckigen Rahmenteil 32 des Tragrahmens 2 zugewandten Ende weist der Zugstab 41 einen Gewindeabschnitt 42 geringeren Durchmessers auf, der in ein Gewindestück 43 eingreift, das in dem mit dem rechteckigen Rahmenteil 2 verschweißten Endabschnitt der Führungs-U-Profilschiene 10 fest angeordnet ist. Die Länge des Gewindeabschnittes 42 des Zugstabes 41 ist etwas größer als die größte Länge der Kontaktstifte 29. Der Gewindeabschnitt 42 ist kon-

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zentrisch von einer Spiralfeder 44 umschlossen, deren eines Ende an der dem Einschub 1 zugewandten Stirnseite des Gelfindestückes 43 und deren anderes Ende an der inneren Stirnfläche 45 des Abschnittes mit größerem Querschnitt des Zugstabes 41 unter federnder Spannung abgestützt ist. An seinem äußeren Ende: weist der Zugstab einen Kreuzgriff 46 auf, der an der vorderen Stirnfläche 47 des an den Rahmen 4 des Einschubes 1 angeschweißten quadratischen Hohlprofils 9 abgestützt ist.

Wenn der Einschub 1 in den Führungsschienen 9 in Richtung auf die Steckerbuchsen verschoben wird, so gelangt zunächst die Spiralfeder 44, deren Länge im entspannten Zustand etwas größer ist als die Länge des Gewindeabschnittes 42 in Anlage mit der Stirnfläche des Gewindestüekes 43, so daß beim weiteren Einschieben des Einschubes, bis der Gewinde abschnitt in Eingriff mit dem Gewinde des Gewinde Stückes 43 gelangen kann, eine die Einschubbewegung bremsende Federkraft durch die Spiralfeder 44 ausgeübt \irird. Diese Federkraft läßt sich sodann durch Drehen des Zugstabes 41 mit Hilfe des Kreuzgriffes 46 leicht und wohldosiert überwinden, wobei die Kontaktstifte 29 des Einschubes in einer stetigen Vorwärtsbewegung in Eingriff mit den ihnen zugeordneten Buchsen gelangen. Beim Zurückdrehen des Zugstabes wird dann der Einschub unter der Spannung der Spiralfedern 44- wieder in einer stetigen Bewegung zurückgeschoben, ohne daß der Monteur an dem Einschub 1 ziehen muß..

Bei einer weiteren, in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung, die sich besondere für einen Einbau unterhalb einer Sitzbank eines Personenkraftwagens eignet, weist die Baueinheit einen Einschub mit einem Jietallraliaen auf, in den eine Grundplatte eingelassen ist, in deren mittlerem Bereich die Buchsenplatte der Steckerverbindungen angeordnet ist, deren korrespondierende Stiftkontakte fest in einer wannenföraigen Vertiefung des Bodenbleches des Fahrzeuges angeordnet sind.

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Der Einschub ist an seiner Unterseite mit Gummifüßen versehen, die ihn in einem Abstand von dem Bodenblech des Fahrzeuges halten, so daß in dem Zwischenraum zwischen dem Bodenblech und der Grundplatte des Einschubes Versorgungskabel verlegt werden können. Die Kontaktstifte sind allseitig von einer FVC-Abdeckung umschlossen. Die luhrung des Einschubes in Richtung auf die Kontaktstifte wird durch zwei zylindrische Stangen vermittelt, die konzentrisch von Spiralfedern umschlossen sind, die im entspannten Zustand den Einschub in einem Abstand von den Kontakt st if ten halten, so daß die elektrischen Kontakte der Steckerverbindungen getrennt sind. Mittels einer zentrisch in der Buchsenplatte angeordneten Schraube, die an ihrer Oberseite mit einem Sterngriff versehen ist, ist es möglich, die Bucheenplatte in vertikaler Richtung nach unten gegen die Steckerplatte zu spannen und den Einschub in Eingriff stellung seiner Buchsen mit den Stiftkontakten der Steckerplatte zu halten.

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Claims

Patent- und Schutzansprüche

Baueinheit für ein Elektrofahrzeug, die einen die elektrischen, elektronischen und elektromechanischen Bauelemente zur Steuerung und Regelung der Betriebsstromstärken und- spannungen enthaltenden Einschub umfasst, dadurch gekennzeichnet, daß aur Herstellung des elektrischen Kontakts der in dem Einschub (1) enthaltenen Bauelemente . . . ' mit einer Versorgungsbatterie und mit dem Motor an dem Einschub (1) einerseits fest angeordnete komplementäre Teile (29 und 30) von Steckkontakten vorgesehen sind, die beim Einschieben des Einschubes in das Fahrzeug in Eingriff miteinander gelangen.
2. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen (30) der Steckkontakte an einem fest mit dem Fahrzeug verbindbaren, mit Führungen (ip,io'*)für den Einschub (1) versehenen Tragrahmen (2) an einer senkrecht zur Führungsrichtung verlaufenden Platte (31) und die Kontaktstifte (29) an einer parallel zu dieser Platte verlaufenden inneren Seitenwand (5) des Einschubes (1) angeordnet sind.
3. Baueinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Stiftkontakte (29 · und 29 · ·) als zusätzliche Führung für die Einschubbewegung ausgebildet sind·
4-, Baueinheit nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen der Buchsen (30) in einer gemeinsamen Ebene und die Fußpunkte der Kontaktstift (29) des Einsehubes (1) in einer dazu parallelen Ebene angeordnet sind, und daß die Kontaktstifte (29', 29", 29'^lf) eine unterschiedliche Lange aufweisen.

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5. Baueinheit nach einem, der vorhergehenden Ansprüche 2 "bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des Einschubes (1) an dem {Tragrahmen (2) in Richtung der Führung (9» 10) angreifende Spannmittel (4-1, 4-3, 4-6) vorgesehen sind.
6. Baueinheit nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (9, .10) des (Eragrahmens (2) U-Profilschienen (10) mit aufeinander zuweisenden Schenkeln umfassen, üi denen der Einschub (1) mittels fest an seinen Seitenwänden (6 und 7) angeordneter Hohlprofile (9) verschiebbar geführt ist, in denen Zugstäbe (4-1) drehbar gelagert sind, die an ihrem einen, inneren Ende einen mit einem Kutterstück (4-3) des Tragraiimens (2) zusammenarbeitenden Gewindeabschnitt (4-2) aufweisen und an ihrem anderen, äußeren Ende an der Außenseite des Einschubes abgestützt sind.
7. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschub (1) gegenüber dem Tragrahmen (2) in einem Endabschnitt seines Einschubweges, der etwas größer ist als die größte Länge der Kontaktstifte (29) über federelastische Elemente (44·) gegen_den Tragrahmen abgestützt ist.
8. Baueinheit nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß die federelastischen Elemente (44) als einen inneren Endabschnitt (4-2) der Zugstangen (4-1) mit geringerem Querschnitt konzentrisch umschließende, mit ihrem einen Ende an einer falzförmigen Stirnfläche (4-5) des äußeren Abschnittes der Zugstangen (4-1) und mit ihrem inneren Ende an dem Tragrahmen abgestutzte Spiralfedern ausgebildet sind.
9. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschub (1) als quaderförmiger, flacher, in horizontalen Führungen (9, 9'» Ί0, 10*), die sich bis in unmittelbare ITachbarschaft seiner äußeren Frontplatte (8) erstrecken, geführter Kasten ausgebildet ist, der eine in zu diesen Führungen parallelen Führungen (12, 13) verschiebbare und abnehmbare Deckplatte (15) aufweist.

709809/02 A4