EP1717906B1 - Elektrisches Wickelgut bzw. Wechselrichter - Google Patents

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EP1717906B1 EP06001780A EP06001780A EP1717906B1 EP 1717906 B1 EP1717906 B1 EP 1717906B1 EP 06001780 A EP06001780 A EP 06001780A EP 06001780 A EP06001780 A EP 06001780A EP 1717906 B1 EP1717906 B1 EP 1717906B1
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winding
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web
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Frank Lampe
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SMA Solar Technology AG
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    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/11—End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
    • H01R11/28—End pieces consisting of a ferrule or sleeve

Definitions

  • the invention relates to an electrical winding material, for. B. the winding material of a choke or a transformer, wherein the winding material has at least one connecting member for connection to a circuit board, or an inverter with electrical winding material of the aforementioned type.
  • terminal blocks or connectors used for the connection of windings, so transformers or chokes with boards.
  • Such terminal blocks or connectors have individual receptacles for the corresponding cable. This means that the cable from the winding material, so for example, a coil of a transformer, must be performed to the board to then at the corresponding slip clamp, z. B. the terminal block to be attached.
  • the winding materials so for example the coil of a transformer
  • the board is on the other side of this partition plate of the housing.
  • Such a division between circuit board and coil or winding material is therefore made because the circuit board must be protected against contamination, whereas the coil are cooled by appropriate fan with ambient air must, what to expect a higher degree of contamination.
  • the circuit board or circuit board is to protect the functioning of such type of contamination, inasmuch as, as already stated, the circuit board is housed in a separate housing part of the coil.
  • An electrical winding material according to the preamble of claim 1 is made US 6,753,749 known.
  • the invention is therefore based on the object to ensure by a special design of the electrical winding material that a simple and secure way of contacting the board is ensured by the winding material.
  • the connecting member is formed as a contact dome, wherein the contact dome has at least one cable lug, wherein the circuit board has a web which is in electrical connection with the circuit board, wherein the web is electrically conductive with the contact shoe is connectable.
  • the webs are arranged according to the arrangement of the cable lugs in the contact dome on the circuit board, the contact dome and therefore the individual cable lugs can be brought only in a certain position in connection with the webs. This means that the arrangement of the webs in conjunction with the arrangement of the cable lugs in the contact dome, the connection of the contact dome or the individual cable lugs is predetermined with the corresponding webs on the board. In this respect, the risk of incorrect connection is not or only to a small extent.
  • the contact dome has a circumferential collar which bears against the partition plate and thus ensures a sealing of the transition region from one side of the housing to the other side of the housing.
  • the cable lug on its side facing the circuit board has a thread for receiving a screw for electrical connection to the web of the circuit board.
  • the web is formed in cross section in approximately U-shaped, which means that the horizontally extending part of the web spaced from the actual circuit board runs; in this horizontally extending part of the bridge is the opening for the screw. Since the web is designed to be flexible or resilient to some extent, this results in a slight biasing connection with the cable lug by the corresponding screw, with the result that the screw does not solve so easily automatically.
  • the legs of the U-shaped web are divided into individual leg feet, wherein the distance of the leg feet corresponds to each other the distance of the tracks on the circuit board.
  • the cable lug is mounted longitudinally movable in the contact dome; This is so to prevent thermal expansion, that the individual components are excessively stressed.
  • the contact shoes can give way accordingly upon thermal expansion.
  • the contact dome for receiving the contact shoe shows a passage, wherein the implementation in the region of the wall has superimposed stops, wherein the contact shoe has a collar, wherein the collar is mounted longitudinally movable in the implementation between the attacks.
  • the invention also relates to an inverter with electrical winding material according to one or more of the previously discussed features.
  • the inverter has a housing, wherein the housing has a partition plate, wherein the winding material is disposed on one side of the partition plate and the circuit board on the other side of the partition plate, wherein the Contact dome protrudes through the partition plate to be connected on the other side of the partition plate to the circuit board.
  • inverters have two separate housing halves or housing chambers, one chamber being used to accommodate the electronic components which must be protected from contamination, whereas the other chamber of the housing precisely accommodates only the components which are to be cooled , thus, for example, transformers.
  • transformers The fact that the fresh air is sucked in for cooling from the outside, always gets a certain amount of dirt in this housing part, which, however, is harmless, since such a transformer is fundamentally insensitive to dirt.
  • the winding material is stored in a cup, wherein the cup has a passage for the contact dome for connection through the partition plate with the printed circuit board.
  • the arrangement of the winding material in a corresponding cup or housing serves to simplify the assembly.
  • Fig. 1 1 designated housing has a partition plate 2 with two elongated oval openings 3 for the passage of Dodgedome 10, which protrude beyond the designated cup 5, which receives the windings 6.
  • the board designated 20 can be seen, wherein the board has a plurality of U-shaped webs 21, which show a bore 22 for the passage of the screw 23.
  • the contact domes 10 penetrate through the openings 3 in the partition plate 2 of the housing 1 and are connected on the other side by the webs 21 by means of screws 23 to the circuit board 20.
  • the contact dome 10 has the designated 11 implementation for the cable 12 with the cable lug 13.
  • the lug removably receives the cable 12 and has a square collar 14. This collar rests in the region of the implementation 11. In the area of the implementation 11 is beyond provided on each side of the square-shaped implementation of a stop, with two stops are arranged on opposite sides at the same height.
  • the individual stops 15, 16, which are formed as spring tongues, are spaced from each other, and that at a distance which is greater than the height of the collar 14, so that the collar 14 within this space, by the Stops 15 and 16 is formed, is longitudinally displaceable. Such longitudinal displacement serves to effect a length compensation for the case of heating of individual parts of the overall construction, in particular of the winding goods.
  • D. h. It is a floating storage of the cable lug.
  • the cable lug 13 also shows a threaded sleeve 17, which serves to receive the screw 23.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches Wickelgut, z. B. das Wickelgut einer Drossel oder eines Transformators, wobei das Wickelgut mindestens ein Verbindungsglied zur Verbindung mit einer Leiterplatte aufweist, bzw. einen Wechselrichter mit elektrischem Wickelgut der zuvor genannten Art.
  • Bisher werden für die Verbindung von Wickelgütern, also Transformatoren oder auch Drosseln mit Platinen, z. B. sogenannte Klemmblöcke oder Steckverbindungen eingesetzt. Derartige Klemmblöcke oder Steckverbindungen besitzen einzelne Aufnahmen für die entsprechenden Kabel. Das heißt, dass die Kabel von dem Wickelgut, also beispielsweise einer Spule eines Transformators, bis zur Platine geführt werden müssen, um dort dann an der entsprechenden Belegklemme, z. B. des Klemmblockes, befestigt zu werden.
  • Insbesondere bei Wechselrichtern ist es nun so, dass die Wickelgüter, also beispielsweise die Spule eines Transformators, auf der einen Seite eines durch eine Trennplatte getrennten Gehäuses angeordnet sind, wohingegen sich die Platine auf der anderen Seite dieser Trennplatte des Gehäuses befindet. Eine solche Aufteilung zwischen Leiterplatte und Spule bzw. Wickelgut wird deshalb vorgenommen, weil die Leiterplatte gegen Verschmutzung geschützt sein muss, hingegen die Spule durch entsprechende Lüfter mit Umgebungsluft gekühlt werden muss, was einen höheren Verschmutzungsgrad erwarten lässt. Die Leiterplatte oder Platine ist zur Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit gegen solche Art von Verschmutzung zu schützen, wobei insofern, wie bereits ausgeführt, die Leiterplatte in einem von der Spule getrennten Gehäuseteil untergebracht ist.
  • Um nunmehr die Spule mit der Leiterplatte zu verbinden, müssen nach dem Stand der Technik die Kabel einzeln durch die Trennplatte des Gehäuses durchgeführt und auch die Durchführungen abgedichtet werden. Dies ist mit erheblichem Aufwand verbunden, und insbesondere auch fehlerbehaftet, da immer die Gefahr besteht, dass die Kabel mit den Belegklemmen der Klemmblöcke falsch verbunden werden.
  • Aus dem Stand der Technik sind anstelle dieser bekannten Klemmblöcke allerdings auch Schraubverbindungen bekannt, bei denen die Belegklemmen Schrauben zur Fixierung der Kabel aufweisen.
  • Ein elektrisches Wickelgut gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus US 6 753 749 bekannt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Ausgestaltung des elektrischen Wickelgutes dafür zu sorgen, dass eine einfache und sichere Art der Kontaktierung der Platine durch das Wickelgut sichergestellt ist. Insbesondere soll sichergestellt sein, dass die einzelnen Kabel tatsächlich mit den dafür vorgesehenen Stellen auf der Platine verbunden werden, und dass insbesondere auch die Abdichtung der einzelnen Kabel im Bereich des Übergangs durch die Trennplatte entfällt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verbindungsglied als Kontaktdom ausgebildet ist, wobei der Kontaktdom mindestens einen Kabelschuh aufweist, wobei die Leiterplatte einen Steg aufweist, der in elektrischer Verbindung mit der Leiterplatte steht, wobei der Steg elektrisch leitend mit dem Kontaktschuh verbindbar ist. Dadurch, dass die Stege entsprechend der Anordnung der Kabelschuhe in dem Kontaktdom auf der Leiterplatte angeordnet sind, kann der Kontaktdom und mithin die einzelnen Kabelschuhe nur in einer bestimmten Stellung in Verbindung mit den Stegen gebracht werden. Das heißt, dass durch die Anordnung der Stege in Verbindung mit der Anordnung der Kabelschuhe in dem Kontaktdom die Verbindung des Kontaktdomes bzw. der einzelnen Kabelschuhe mit den entsprechenden Stegen auf der Platine vorgegeben ist. Insofern besteht die Gefahr des fehlerhaften Anschlusses nicht oder nur im geringen Maße.
  • Im Einzelnen ist auch eine Abdichtung der durch den Dom aufgenommenen Kabel bei deren Durchführung durch die Trennplatte nicht mehr erforderlich. In diesem Zusammenhang ist insbesondere vorgesehen, dass der Kontaktdom einen umlaufenden Bund aufweist, der an der Trennplatte anliegt und so für eine Abdichtung des Übergangsbereichs von der einen Seite des Gehäuses auf die andere Seite des Gehäuses sorgt.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kabelschuh auf seiner der Leiterplatte zugewandten Seite ein Gewinde zur Aufnahme einer Schraube zur elektrischen Verbindung mit dem Steg der Leiterplatte aufweist. Durch eine solche Schraubverbindung ist eine sichere Verbindung zwischen dem Kabelschuh des Kontaktdomes und den entsprechenden Stegen der Leiterplatte möglich. Darüber hinaus ist unmittelbar erkennbar, wenn sich die Verbindung gelöst hat, dass dann die Schraube lose ist, was mit bloßem Auge - wie bereits erläutert - erkennbar ist.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Steg im Querschnitt in etwa U-förmig ausgebildet, was bedeutet, dass der horizontal verlaufende Teil des Steges beabstandet zur eigentlichen Leiterplatte verläuft; in diesem horizontal verlaufenden Teil des Steges befindet sich die Öffnung für die Schraube. Da der Steg im gewissen Umfang biegsam oder federnd ausgebildet ist, erfolgt hierdurch eine leichte vorspannende Verbindung mit dem Kabelschuh durch die entsprechende Schraube mit der Folge, dass die Schraube sich nicht so ohne Weiteres selbstständig löst.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Schenkel des U-förmig ausgebildeten Steges in einzelne Schenkelfüße unterteilt, wobei der Abstand der Schenkelfüße zueinander dem Abstand der Leiterbahnen auf der Leiterplatte entspricht.
  • Nach einem vorteilhaften Merkmal ist vorgesehen, dass der Kabelschuh längsbeweglich in dem Kontaktdom gelagert ist; dies deshalb, um bei Wärmeausdehnung zu verhindern, dass die einzelnen Bauteile übermäßig stark beansprucht werden. Durch die quasi schwimmende Lagerung der Kabelschuhe in dem Kontaktdom wird erreicht, dass bei Wärmeausdehnung die Kontaktschuhe entsprechend nachgeben können. In diesem Zusammenhang zeigt der Kontaktdom zur Aufnahme des Kontaktschuhes eine Durchführung, wobei die Durchführung im Bereich der Wandung übereinander angeordnete Anschläge aufweist, wobei der Kontaktschuh einen Bund aufweist, wobei der Bund zwischen den Anschlägen längsbeweglich in der Durchführung gelagert ist.
  • Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Wechselrichter mit elektrischem Wickelgut gemäß einem oder mehrerer der zuvor abgehandelten Merkmale. Hierbei besitzt der Wechselrichter ein Gehäuse, wobei das Gehäuse eine Trennplatte aufweist, wobei das Wickelgut auf der einen Seite der Trennplatte und die Leiterplatte auf der anderen Seite der Trennplatte angeordnet ist, wobei der Kontaktdom durch die Trennplatte hindurchragt, um auf der anderen Seite der Trennplatte mit der Leiterplatte verbunden zu werden.
  • Wie bereits zu eingangs erläutert, weisen Wechselrichter zwei voneinander getrennte Gehäusehälften oder Gehäusekammern auf, wobei die eine Kammer der Aufnahme der elektronischen Bauteile dient, die vor Verschmutzung geschützt werden müssen, hingegen die andere Kammer des Gehäuses genau nur die Bauteile aufnimmt, die zu kühlen sind, mithin beispielsweise Transformatoren. Dadurch, dass die Frischluft zur Kühlung von außen angesaugt wird, gelangt immer eine gewisse Menge Schmutz mit in diesen Gehäuseteil, was allerdings unschädlich ist, da ein solcher Transformator vom Grundsatz her schmutzunempfindlich ist.
  • Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, dass das Wickelgut in einem Becher lagert, wobei der Becher einen Durchlass für den Kontaktdom zur Verbindung durch die Trennplatte hindurch mit der Leiterplatte aufweist.
  • Die Anordnung des Wickelgutes in einem entsprechenden Becher oder Gehäuse dient der Vereinfachung der Montage.
  • Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.
    • Fig. 1 zeigt das Gehäuse, den Wickelbecher und die Leiterplatte;
    • Fig. 2 zeigt den Kontaktdom im Schnitt mit dem Kabelschuh;
    • Fig. 3 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie III-III aus Fig. 2;
    • Fig. 4 zeigt den Steg in vergrößerter Darstellung.
  • Das in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Gehäuse besitzt eine Trennplatte 2 mit zwei länglich ovalen Öffnungen 3 zum Durchlass der Kontaktdome 10, die über den mit 5 bezeichneten Becher überstehen, der die Wicklungen 6 aufnimmt. Aus Fig. 1 ist darüber hinaus die mit 20 bezeichnete Platine erkennbar, wobei die Platine mehrere U-förmig ausgebildete Stege 21 zeigt, die eine Bohrung 22 zum Durchlass der Schraube 23 zeigen.
  • Wie bereits an anderer Stelle ausgeführt, durchragen die Kontaktdome 10 die Öffnungen 3 in der Trennplatte 2 des Gehäuses 1 und werden auf der anderen Seite durch die Stege 21 mit Hilfe der Schrauben 23 an der Leiterplatte 20 angeschlossen.
  • Die Ausbildung der Kontaktdome 10 ergibt sich aus den Figuren 2 und 3. Der Kontaktdom 10 besitzt die mit 11 bezeichnete Durchführung für das Kabel 12 mit dem Kabelschuh 13. Der Kabelschuh nimmt klemmbar das Kabel 12 auf und besitzt einen vierkantförmigen Bund 14. Dieser Bund ruht im Bereich der Durchführung 11. Im Bereich der Durchführung 11 ist darüber hinaus auf jeder Seite der vierkantförmigen Durchführung ein Anschlag vorgesehen, wobei jeweils zwei Anschläge auf einander gegenüberliegenden Seiten auf gleicher Höhe angeordnet sind. D. h., die einzelnen Anschläge 15, 16, die als Federzungen ausgebildet sind, sind beabstandet zueinander, und zwar in einem Abstand, der größer ist als die Höhe des Bundes 14, so dass der Bund 14 innerhalb dieses Raumes, der durch die Anschläge 15 und 16 gebildet wird, längs verschieblich ist. Eine solche Längsverschieblichkeit dient dazu, einen Längenausgleich zu bewirken für den Fall der Erwärmung einzelner Teile der Gesamtkonstruktion, insbesondere der Wickelgüter. D. h., es handelt sich hierbei um eine schwimmende Lagerung des Kabelschuhes.
  • Der Kabelschuh 13 zeigt darüber hinaus eine Gewindehülse 17, die der Aufnahme der Schraube 23 dient.
  • Aus Fig. 4 ergibt sich im Einzelnen die Ausbildung des Steges 21 dahingehend, dass der Steg 21 mehrere Schenkelfüße 21 a aufweist, wobei jeder einzelne der Schenkelfüße mit der entsprechenden Leiterbahn auf der Platine durch beispielsweise Löten verbunden ist.
  • Aus Fig. 2 ist darüber hinaus der umlaufende Rand 19 erkennbar, mit dem der Kontaktdom an der Trennplatte anliegt, und wodurch schlussendlich eine Abdichtung des Übergangs von dem einen Gehäuseteil, in welchem sich das Wickelgut befindet zum anderen Gehäuseteil, in welchem sich die Leiterplatte befindet, erfolgt.

Claims (9)

  1. Elektrisches Wickelgut, z. B. Wickelgut einer Drossel oder eines Transformators, wobei das Wickelgut mindestens ein Verbindungsglied zur Verbindung mit einer Leiterplatte aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verbindungsglied (10) als Kontaktdom ausgebildet ist, wobei der Kontaktdom (10) mindestens einen Kabelschuh (13) aufweist, wobei die Leiterplatte (20) einen Steg (21) aufweist, der in elektrischer Verbindung mit der Leiterplatte (20) steht, wobei der Steg (21) elektrisch leitend mit dem Kabelschuh (13) verbindbar ist.
  2. Elektrisches Wickelgut nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kontaktdom (10) einen umlaufenden Rand (19) aufweist.
  3. Elektrisches Wickelgut nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kabelschuh (13) auf seiner der Leiterplatte zugewandten Seite ein Gewinde zur Aufnahme einer Schraube (23) zur elektrischen Verbindung mit dem Steg (21) der Leiterplatte (20) aufweist.
  4. Elektrisches Wickelgut nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Steg (21) im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet ist.
  5. Elektrisches Wickelgut nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schenkel des U-förmig ausgebildeten Steges (21) in einzelne Schenkelfüße (21 a) unterteilt ist, wobei der Abstand der Schenkelfüße (21a) zueinander dem Abstand der Leiterbahnen auf der Leiterplatte (20) entspricht.
  6. Elektrisches Wickelgut nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kabelschuh (13) längsbeweglich in dem Kontaktdom (10) gelagert ist.
  7. Elektrisches Wickelgut nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kontaktdom (10) zur Aufnahme des Kabelschuhes (13) eine Durchführung (11) aufweist, wobei die Durchführung im Bereich der Wandung übereinander angeordnete Anschläge (15, 16) aufweist, wobei der Kabelschuh (13) einen Bund (14) aufweist, wobei der Bund (14) zwischen den Anschlägen längs beweglich in der Durchführung (11) gelagert ist.
  8. Wechselrichter mit elektrischem Wickelgut gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
    wobei der Wechselrichter ein Gehäuse (1) aufweist, wobei das Gehäuse (1) eine Trennplatte (2) aufweist, wobei das Wickelgut (6) auf der einen Seite der Trennplatte (2) und die Leiterplatte (20) auf der anderen Seite der Trennplatte (2) angeordnet ist, wobei der Kontaktdom (10) durch die Trennplatte (2) hindurchragt, um auf der anderen Seite der Trennplatte (2) mit Leiterplatte (20) verbunden zu werden.
  9. Wechselrichter mit elektrischem Wickelgut nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Wickelgut (6) in einem Becher (5) lagert.
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