EP4132814A1 - Vorrichtung zum verbinden von hochvoltleitern - Google Patents

Vorrichtung zum verbinden von hochvoltleitern

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Publication number
EP4132814A1
EP4132814A1 EP21715535.7A EP21715535A EP4132814A1 EP 4132814 A1 EP4132814 A1 EP 4132814A1 EP 21715535 A EP21715535 A EP 21715535A EP 4132814 A1 EP4132814 A1 EP 4132814A1
Authority
EP
European Patent Office
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voltage conductor
housing part
voltage
receiving
conductor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP21715535.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Janosch ACKERMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eugen Forschner GmbH
Original Assignee
Eugen Forschner GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eugen Forschner GmbH filed Critical Eugen Forschner GmbH
Publication of EP4132814A1 publication Critical patent/EP4132814A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/16—Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
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    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
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    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
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    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to a device for connecting high-voltage conductors comprising at least one first high-voltage conductor, at least one second high-voltage conductor, a device for receiving the first and second high-voltage conductor and at least one connecting device for electrically connecting the at least one first high-voltage conductor to the at least one second High-voltage conductor according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to create a device for connecting high-voltage conductors by means of which at least two high-voltage conductors can be connected in a process-safe manner in a cost-effective manner.
  • a preferred field of application of the invention is rich in automotive applications, in particular applications in electromobility.
  • the present invention it is possible to achieve a cost-effective, process-reliable connection of high-voltage conductors, which is also easy to handle.
  • the inventive device for connecting high-voltage conductors comprises at least one first high-voltage conductor, at least one second high-voltage conductor, a housing part as a device for receiving the first and second high-voltage conductor and at least one connecting device for electrically connecting the at least one first high-voltage conductor to the at least one second high-voltage conductor.
  • the housing part has a first receiving space for the first high-voltage conductor and a second receiving space for the second high-voltage conductor and is designed as an extruded profile.
  • An extruded profile can be produced very inexpensively by the meter, also represent complex structures of the receiving spaces and can be cut to any length for different devices.
  • the housing part having the receiving spaces is made of a highly thermally conductive plastic.
  • the highly thermally conductive plastic consists of a polymer material provided with thermally conductive boron nitride fillers, in particular PA6, PA66, PBT, PPS, PEEK, LPS or TPE.
  • thermally conductive boron nitride fillers in particular PA6, PA66, PBT, PPS, PEEK, LPS or TPE.
  • Such a material can be obtained from 3M®, for example.
  • the device for receiving the high-voltage conductor has at least one first receiving space for the first high-voltage conductor and at least one second receiving space for the second high-voltage conductor, which have a common open connection area through a recess, which is a directly contacting system of the first High-voltage conductor and the second high-voltage conductor together allows.
  • the receiving spaces are adapted to the contour of the high-voltage conductors, which are designed, for example, as busbars with a rectangular cross section and can be pushed into the receiving spaces in a simple manner from the outside.
  • the receiving spaces thus produce, on the one hand, a form-fitting mounting of the high-voltage conductors, at least in two dimensions, and, on the other hand, also form an abutment against a compressive force exerted by a spring of a connecting device.
  • At least one further receiving space for at least one connecting device is advantageously arranged in the common housing part of the device. This enables a particularly compact design and pre-assembly of the connec tion devices in this housing part before it is connected to neighboring housing parts.
  • An advantageous further development of the invention provides that cooling channels for guiding a particular liquid cooling medium are provided adjacent to the receiving spaces for the high-voltage conductors.
  • the device can be manufactured in a weight-saving manner, which is particularly useful for use in the automotive sector,
  • the plastic ensures excellent electrical insulation of the high-voltage conductors from the environment.
  • An advantageous addition to the invention provides that at least two cooling channels are connected by at least one connecting channel, which in at least at least one tightly adjoining at least one end face of the extruded profile, the terminating part is formed.
  • a terminating part with integrated connection channels ensures, on the one hand, a clean end-face closure of a housing part produced as an extruded profile and, on the other hand, enables a simple meandering connection and guidance of a cooling medium through the cooling channels.
  • a seal is preferably arranged between the terminating part and the front end of the extruded profile, in which the connection areas between the cooling channels and the connection channels are correspondingly cut out.
  • the terminating part can also be permanently glued tightly to the end face of the extruded profile.
  • the housing part forming the receiving spaces has fastening devices for connecting to at least one adjacent housing part. These can be designed as threaded bores made perpendicular to the extrusion direction of the housing part or, alternatively, as form-fitting receiving spaces for hexagon or square nuts that are directly formed in the extrusion process.
  • Fig. 1 is a laterally broken perspective view of the device according to the invention
  • Fig. 2 is a vertical partial section through the device in a central housing part of the subordinate device for receiving the high-voltage conductor and the connec tion devices;
  • FIG. 1 shows a device 10 for connecting high-voltage conductors.
  • a device 10 for connecting high-voltage conductors.
  • Such a device 10 is used, for example, in the field of electromobility. Electrical energy fed into the device 10 via high-voltage leads 25, which is supplied, for example, by a battery module, not shown, is inside the device 10 via a first high-voltage line 20, which has a horizontal section 21 and vertical sections 22, into a Conductive connection with at least one second high-voltage conductor 30 brought ge.
  • the device 10 has a total of three housing parts 12, 14 and 16, of which a first upper housing part 12 establishes the connection from the high-voltage supply lines 25 to the first high-voltage conductor 20.
  • a second, middle housing part 14 forms first receiving spaces 143 for the vertical sections 22 of the first high-voltage conductor 20, second receiving spaces 142 for the second high-voltage conductor 30 and further receiving spaces 147 for connection devices 40.
  • the second receiving spaces 142 for the second high-voltage conductor 30 are L-shaped in cross-section. Immediately adjoining the horizontal leg of the wall of the L-shaped cavity of the second receiving spaces 142 is a first receiving space 143 at the top, into which a vertical section 22 of a first high-voltage conductor 20 opens from above.
  • the vertical section 22 penetrates a recess 149 in an upper horizontal cover plate of the housing part 14 3). Through this recess 1425, the vertical section 22 of the first high-voltage conductor 20 and the second high-voltage conductor 30 come into direct contact with one another and are there pressed together by the pressure of a connecting device described below.
  • the housing part 14 Immediately adjacent to this contact area of the first high-voltage conductor 20, 22 and the second high-voltage conductor 30 or to the first receiving spaces 143, the housing part 14 has, in a horizontal position, a further receiving space 147 for the connecting device 40.
  • the connecting device 40 has a contact bolt 41 which is connected at its end facing the vertical section 22 of the first high-voltage conductor 20 to a cylindrical or cuboid-shaped pressure piece 43.
  • the pressure piece 43 penetrates an opening 146 between the receiving spaces 147 and 143, the shape of which is adapted to its cross section. The opening 146 thus also serves to guide the pressure piece 43.
  • the pressure piece 43 has a spherical cap-shaped or lens-shaped contour 44 on its end face facing the vertical section 22.
  • the pressure piece 43 is acted upon on its other end face by a first end egg ner designed as a compression spring spring 42 which surrounds the contact pin 41 and is supported with a second end on an abutment 148 delimiting the further receiving space 147.
  • a first end egg ner designed as a compression spring spring 42 which surrounds the contact pin 41 and is supported with a second end on an abutment 148 delimiting the further receiving space 147.
  • an adjusting device 45 which can be formed as an adjusting nut, for example, the preload of the spring 42 and / or the spring travel by which the pressure piece 43 can deflect against the pressure of the spring 42 can preferably be adjusted.
  • the pressure piece 43 with its rounded contour 44 is pressed against the vertical section 22, whereby the first high-voltage conductor 20 comes into a conductive connection with the second high-voltage conductor 30.
  • the contact pressure of the spring 42 is chosen so that even high currents of more than 100 A at high voltages of, for example, 400 V under all external conditions affecting a vehicle (vibrations, shocks, temperature fluctuations, moisture) reliably and largely without losses will wear.
  • the lower end of the vertical section 22 is preferably provided with a bevel 23 wedge-shaped. This bevel 23 enables the vertical section 22 to be pushed into the receiving space 143 from above when the first high-voltage conductor 30 is already installed and the pressure piece 43 loaded by the spring 42 with its rounded contour 44 is pushed to the side accordingly.
  • a plurality of cooling channels 144 are provided adjacent to the receiving spaces 142 and 143 for the high-voltage conductors 22 and 30, respectively.
  • a liquid coolant is pumped through the cooling channels 144, which is used to dissipate heat from the connection area of the high-voltage conductors 22 and 30, which inevitably occurs due to the transmission of high electrical powers.
  • the middle housing part 14 is made as an extruded profile 145, particularly preferably from a highly thermally conductive plastic. This choice of material achieves several advantages at the same time:
  • the device 10 can be manufactured in a weight-saving manner, which is particularly useful for use in the automotive sector,
  • the plastic ensures excellent electrical insulation of the high-voltage conductors20, 21, 22; 30 compared to the environment.
  • thermally conductive plastic in particular polymeric material provided with thermally conductive boron nitride fillers, in particular made of PA6, PA66, PBT, PPS, PEEK, LPS or TPE, such as can be obtained, for example, from 3M®.
  • cooling channels 144 can be connected to one another in a meandering shape by U-shaped connecting channels 151, the connecting channels 151 preferably being arranged in a terminating part 150 which tightly closes the central housing part 14 formed as an extruded profile 145 at least on one end face .
  • the seal is brought about either by a seal 155 cut out in the area of the cooling channels 144 or the connecting channels 151 or by a corresponding permanent adhesive bond at the same point.
  • the first housing part 12 and the middle housing part 14 are connected to one another by connecting screws 18 shown in FIG. 1 and fastening devices 141 provided in the middle housing part 14.
  • the fastening devices 141 can be formed by threads worked into the middle housing part 14. Alternatively, rectangular receiving channels for the form-fitting reception of hexagonal or square nuts with through bores arranged above it are possible, through which the connecting screws 18 are screwed into the relevant nuts.
  • the lower housing part 16 is connected to fastening devices 141A on the middle housing part 14 by connecting screws 18A.
  • a plurality of flux voltage conductors than the two flux voltage conductors 20, 30 shown in the exemplary embodiment can be connected by appropriate connecting devices 40. It is also possible, please include to connect two or more superimposed floch volt conductors 20, 30 by several connecting devices 40 arranged next to one another or one behind the other, with an even stronger connection of the floch volt conductors then being achieved by several pressing forces generated by springs 42.
  • a fastening device (thread or receptacle for nut)
  • adjusting device e.g. adjusting nut

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vorrichtung (10) zum Verbinden von Hochvoltleitern (20, 21, 22; 30) umfassend wenigstens einen ersten Hochvoltleiter (20, 21, 22), wenigstens einen zweiten Hochvoltleiter (30), eine Einrichtung (14) zur Aufnahme des ersten Hochvoltleiters (20, 21, 22) und zweiten Hochvoltleiters (30) und wenigstens eine Verbindungsvorrichtung (40) zum stromleitenden Verbinden des wenigstens einen ersten Hochvoltleiters (20, 21, 22) mit dem wenigstens einen zweiten Hochvoltleiter (30). Für eine einfache und kostengünstige Kontaktierung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gehäuseteil (14) einen ersten Aufnahmeraum (143) für den ersten Hochvoltleiter (20, 21, 22) und einen zweiten Aufnahmeraum (142) für den zweiten Hochvoltleiter (30) aufweist und als Strangpressprofil (145) insbesondere aus einem hoch wärmeleitfähigen Kunststoff ausgebildet ist.

Description

Vorrichtung zum Verbinden von Hochvoltleitern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von Hochvoltleitern umfas send wenigstens einen ersten Hochvoltleiter, wenigstens einen zweiten Hochvolt leiter, eine Einrichtung zur Aufnahme des ersten und zweiten Hochvoltleiters und wenigstens eine Verbindungsvorrichtung zum ström leitenden Verbinden des we nigstens einen ersten Hochvoltleiters mit dem wenigstens einen zweiten Hochvolt leiter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Elektrische Verbindungen für eine Übertragung hoher elektrischer Leistungen werden bisher meistens als Schraubverbindungen in speziell für jeden Anwen dungszweck neu geformten Gehäusen ausgeführt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verbinden von Hochvoltleitern zu schaffen, mittels der wenigstens zwei Hochvoltleiter kostengünstig prozesssi cher verbunden werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein bevorzugtes Einsatzgebiet der Erfindung sind Anwendungen im Automobilbe reich, insbesondere Anwendungen in der Elektromobilität. Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine kostengünstig herstellbare, prozesssichere Verbindung von Hochvoltleitern zu erreichen, die noch dazu ein fach zu handhaben ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verbinden von Hochvoltleitern umfasst wenigstens einen ersten Hochvoltleiter, wenigstens einen zweiten Hochvoltleiter, ein Gehäuseteil als Einrichtung zur Aufnahme des ersten und zweiten Hochvoltlei ters und wenigstens einer Verbindungsvorrichtung zum ström leitenden Verbinden des wenigstens einen ersten Hochvoltleiters mit dem wenigstens einen zweiten Hochvoltleiter. Erfindungsgemäß weist das Gehäuseteil einen ersten Aufnahme raum für den ersten Hochvoltleiter und einen zweiten Aufnahmeraum für den zweiten Hochvoltleiter auf und ist als Strangpressprofil ausgebildet.
Ein Strangpressprofil kann sehr kostengünstig als Meterware hergestellt werden, auch komplexe Strukturen der Aufnahmeräume darstellen und für unterschiedli che Vorrichtungen in beliebiger Länge abgeschnitten werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese hen, dass das die Aufnahmeräume aufweisende Gehäuseteil aus einem hoch wärmeleitfähigen Kunststoff hergestellt ist.
Hierfür hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass der hoch wärmeleitfähige Kunststoff aus einem mit wärmeleitfähigen Bornitridfüllstoffen versehenen poly meren Werkstoff, insbesondere aus PA6, PA66, PBT, PPS, PEEK, LPS oder TPE besteht. Ein derartiger Werkstoff kann beispielsweise bei der Firma 3M® bezogen werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Einrichtung zur Aufnahme der Hochvoltleiter wenigstens einen ersten Aufnahmeraum für den ers ten Hochvoltleiter und wenigstens einen zweiten Aufnahmeraum für den zweiten Hochvoltleiter auf, die durch eine Aussparung einen gemeinsamen offenen Ver bindungsbereich aufweisen, der eine unmittelbar berührende Anlage des ersten Hochvoltleiters und des zweiten Hochvoltleiter aneinander ermöglicht. Die Auf nahmeräume sind an die Kontur der Hochvoltleiter angepasst, die beispielsweise als im Querschnitt rechteckige Stromschienen ausgebildet und in einfacher Weise von außen in die Aufnahmeräume einschiebbar sind. Die Aufnahmeräume bewir ken somit zum einen eine formschlüssige Lagerung der Hochvoltleiter zumindest in zwei Dimensionen und bilden zum anderen auch ein Widerlager gegen eine von einer Feder einer Verbindungseinrichtung ausgeübte Druckkraft.
Vorteilhaft ist außer den Aufnahmeräumen für die ersten und zweiten Hochvoltlei ter zumindest ein weiterer Aufnahmeraum für wenigstens eine Verbindungsvor richtung in dem gemeinsamen Gehäuseteil der Vorrichtung angeordnet. Dies er möglicht eine besonders kompakte Bauweise und eine Vormontage der Verbin dungsvorrichtungen in diesem Gehäuseteil vor dessen Verbindung mit benach barten Gehäuseteilen.
Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung sieht vor, dass benachbart zu den Aufnahmeräumen für die Hochvoltleiter Kühlkanäle zur Führung eines insbe sondere flüssigen Kühlmediums vorgesehen sind.
Durch eine Ausbildung des Strangpressprofils aus einem hoch wärmeleitfähigen Kunststoff werden mehrere Vorteile gleichzeitig erreicht:
• der Wärmeübergang von den Hochvoltleitern zu den Kühlkanälen funktio niert ausgezeichnet,
• komplexe Konturen der Aufnahmeräume sind in einem Extrusionswerk zeug für Kunststoff einfach darstellbar,
• die Vorrichtung ist gewichtssparend herstellbar, was insbesondere für eine Verwendung im Automobilbereich nützlich ist,
• der Kunststoff sorgt für eine hervorragende elektrische Isolierung der Hochvoltleiter gegenüber der Umgebung.
Eine vorteilhafte Ergänzung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens zwei Kühl kanäle durch wenigstens einen Verbindungskanal verbunden sind, der in zumin- dest einem an wenigstens eine Stirnseite des Strangpressprofils dicht angrenzen den Abschlussteil ausgebildet ist. Durch ein derartiges Abschlussteil mit darin in tegrierten Verbindungskanälen ist zum einen ein sauberer stirnseitiger Abschluss eines als Strangpressprofil hergestellten Gehäuseteils gewährleistet und wird zum anderen eine einfache mäanderförmige Verbindung und Führung eines Kühlmedi ums durch die Kühlkanäle möglich.
Zwischen dem Abschlussteil und dem stirnseitigen Ende des Strangpressprofils ist bevorzugt eine Dichtung angeordnet, in der die Verbindungsbereiche zwischen den Kühlkanälen und den Verbindungskanälen entsprechend ausgespart sind. Anstelle einer Verbindung mittels einer Dichtung und einer Verschraubung kann das Abschlussteil auch dauerhaft mit der Stirnseite des Strangpressprofils dicht verklebt werden. Vorteilhaft weist das die Aufnahmeräume bildende Gehäuseteil Befestigungsvor richtungen zur Verbindung mit wenigstens einem benachbarten Gehäuseteil auf. Diese können als senkrecht zur Extrusionsrichtung des Gehäuseteils einge- brachte Gewindebohrungen oder alternativ dazu als unmittelbar im Extrusionsver fahren mit geformte formschlüssige Aufnahmeräume für Sechskant- oder Vier- kantmuttern ausgebildet sein.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine seitlich aufgebrochene perspektivische Ansicht der erfindungsge mäßen Vorrichtung; Fig. 2 einen vertikalen Teilschnitt durch die in einem mittleren Gehäuseteil an geordnete Einrichtung zur Aufnahme der Hochvoltleiter und der Verbin dungsvorrichtungen;
Fig. 3 eine vergrößerte Teildarstellung aus Figur 1 ; und Fig. 4 einen horizontalen Schnitt durch die Kühlkanäle des die Aufnahme räume bildenden Gehäuseteils und das stirnseitig am Gehäuseteil ange ordnete Abschlussteil mit den Verbindungskanälen. Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Verbinden von Hochvoltleitern. Eine derartige Vorrichtung 10 kommt beispielsweise im Bereich der Elektromobilität zum Einsatz. Über Hochvolt-Zuleitungen 25 in die Vorrichtung 10 eingespeiste elektrische Energie, die beispielsweise von einem nicht dargestellten Batteriemo dul geliefert wird, wird im Inneren der Vorrichtung 10 über eine erste Hochvoltlei tung 20, die einen horizontalen Abschnitt 21 und vertikale Abschnitte 22 aufweist, in eine leitende Verbindung mit wenigstens einem zweiten Hochvoltleiter 30 ge bracht.
Die Vorrichtung 10 weist insgesamt drei Gehäuseteile 12 ,14 und 16 auf, von de nen ein erstes oberes Gehäuseteil 12 die Verbindung von den Hochvolt-Zuleitun- gen 25 zum ersten Hochvoltleiter 20 herstellt.
Ein zweites, mittleres Gehäuseteil 14 bildet erste Aufnahmeräume 143 für die ver tikalen Abschnitte 22 des ersten Hochvoltleiters 20, zweite Aufnahmeräume 142 für die zweiten Hochvoltleiter 30 und weitere Aufnahmeräume 147 für Verbin dungsvorrichtungen 40.
Die zweiten Aufnahmeräume 142 für den zweiten Hochvoltleiter 30 sind im Quer schnitt L-förmig ausgebildet. Unmittelbar anschließend an den horizontalen Schenkel der Wandung des L-förmige Hohlraums der zweiten Aufnahmeräume 142 schließt sich nach oben ein erster Aufnahmeraum 143 an, in den von oben kommend ein vertikaler Abschnitt 22 eines ersten Hochvoltleiters 20 einmündet. Der vertikale Abschnitt 22 durchdringt dabei eine Aussparung 149 in einer oberen horizontalen Deckplatte des Gehäuseteils 14. Die zwischen dem ersten Aufnah meraum 143 und dem zweiten Aufnahmeraum 142 liegende Trennwand des Ge häuseteils 14 weist im Bereich des vertikalen Abschnitts 22 eine Aussparung 1425 auf (siehe Figur 3). Durch diese Aussparung 1425 gelangen der vertikale Abschnitt 22 des ersten Hochvoltleiters 20 und der zweite Hochvoltleiter 30 in un mittelbare Anlage aneinander und werden dort durch den Druck einer nachfol gend beschriebenen Verbindungsvorrichtung zusammengepresst. Unmittelbar benachbart zu diesem Anlagebereich des ersten Hochvoltleiters 20, 22 und des zweiten Hochvoltleiters 30 bzw. zu den ersten Aufnahmeräumen 143 weist das Gehäuseteil 14 in horizontaler Lage einen weiteren Aufnahmeraum 147 für die Verbindungsvorrichtung 40 auf. Die Verbindungsvorrichtung 40 weist einen Kontaktbolzen 41 auf, der an seinem dem vertikalen Abschnitt 22 des ersten Hochvoltleiters 20 zugewandten Ende mit einem zylindrischen oder Quader-förmi gen Druckstück 43 verbunden ist. Das Druckstück 43 durchdringt einen in seiner Form an dessen Querschnitt angepassten Durchbruch 146 zwischen den Aufnah meräumen 147 und 143. Der Durchbruch 146 dient somit auch zur Führung des Druckstücks 43.
Das Druckstück 43 weist an seiner dem vertikalen Abschnitt 22 zugewandten Stirnseite eine Kugelkappen-förmige oder linsenförmige Kontur 44 auf.
Das Druckstück 43 wird auf seiner anderen Stirnseite von einem ersten Ende ei ner als Druckfeder ausgebildeten Feder 42 beaufschlagt, die den Kontaktbolzen 41 umgibt und sich mit einem zweiten Ende an einem den weiteren Aufnahme raum 147 begrenzenden Widerlager 148 abstützt. Mittels einer Einstellvorrichtung 45, die beispielsweise als Einstellmutter gebildet sein kann, kann die Vorspan nung der Feder 42 und/oder der Federweg, um den das Druckstück 43 gegen den Druck der Feder 42 ausweichen kann, vorzugsweise angepasst werden.
Mittels der Feder 42 wird das Druckstück 43 mit seiner gerundeten Kontur 44 ge gen den vertikalen Abschnitt 22 gepresst, wodurch der erste Hochvoltleiter 20 in eine leitende Verbindung mit dem zweiten Hochvoltleiter 30 gerät. Die Anpress kraft der Feder 42 ist dabei so gewählt, dass auch hohe Ströme von mehr als 100 A bei hohen Spannungen von beispielsweise 400 V unter allen auf ein Fahrzeug einwirkenden äußeren Bedingungen (Schwingungen, Erschütterungen, Tempera turschwankungen, Feuchtigkeit) zuverlässig und weitestgehend verlustfrei über tragen werden. Das untere Ende des vertikalen Abschnitts 22 ist vorzugsweise mit einer keilförmi gen Abschrägung 23 versehen. Diese Abschrägung 23 ermöglicht, dass der verti kale Abschnitt 22 bei bereits montiertem ersten Hochvoltleiter 30 von oben her in den Aufnahmeraum 143 eingeschoben werden kann und dabei das von der Feder 42 belastete Druckstück 43 mit seiner gerundeten Kontur 44 entsprechend zur Seite geschoben wird.
Im mittleren Gehäuseteil 14 sind benachbart zu den Aufnahmeräumen 142 und 143 für die Hochvoltleiter 22 bzw. 30 mehrere Kühlkanäle 144 vorgesehen. Durch die Kühlkanäle 144 wird ein flüssiges Kühlmittel gepumpt, das zur Wärmeabfuhr der aufgrund der Übertragung hoher elektrischer Leistungen unvermeidbar entste henden Wärme aus dem Verbindungsbereich der Hochvoltleiter 22 bzw. 30 dient.
Das mittlere Gehäuseteil 14 ist als Strangpressprofil 145, insbesondere bevorzugt aus einem hoch wärmeleitfähigen Kunststoff hergestellt. Durch diese Materialaus wahl werden mehrere Vorteile gleichzeitig erreicht:
• der Wärmeübergang von den Hochvoltleitern 20, 21 , 22; 30 zu den Kühlka nälen 144 funktioniert ausgezeichnet,
• komplexe Konturen der Aufnahmeräume 142, 143, 147 sind in einem Extrusionswerkzeug für Kunststoff einfach darstellbar,
• die Vorrichtung 10 ist gewichtssparend herstellbar, was insbesondere für eine Verwendung im Automobilbereich nützlich ist,
• der Kunststoff sorgt für eine hervorragende elektrische Isolierung der Hochvoltleiter20, 21 , 22; 30 gegenüber der Umgebung.
Als hoch wärmeleitfähigen Kunststoff kommen insbesondere mit wärmeleitfähigen Bornitridfüllstoffen versehene polymere Werkstoff, insbesondere aus PA6, PA66, PBT, PPS, PEEK, LPS oder TPE in Betracht, wie sie beispielsweise von der Firma 3M® bezogen werden können.
Wie in Figur 2 dargestellt, können mehrere Hochvoltleiter 20, 21 , 22; 30 und meh rere Verbindungseinrichtungen 40 platzsparend durch eine gegenläufige nebenei nanderliegende Anordnung angeordnet werden. Wie in Figur 4 dargestellt, können mehrere Kühlkanäle 144 durch U-förmige Ver bindungskanäle 151 mäanderförmig miteinander verbunden werden, wobei die Verbindungskanäle 151 bevorzugt in einem Abschlussteil 150 angeordnet sind, das stirnseitig das als Strangpressprofil 145 ausgebildete mittlere Gehäuseteil 14 zumindest an einer Stirnseite dicht abschließt. Die Abdichtung wird dabei entwe der durch eine im Bereich der Kühlkanäle 144 bzw. der Verbindungskanäle 151 ausgesparte Dichtung 155 oder durch eine entsprechende dauerhafte Verklebung an gleicher Stelle bewirkt.
Das erste Gehäuseteil 12 und das mittlere Gehäuseteil 14 sind durch in Figur 1 gezeigte Verbindungsschrauben 18 und im mittleren Gehäuseteil 14 vorgesehene Befestigungsvorrichtungen 141 miteinander verbunden. Die Befestigungsvorrich tungen 141 können durch in das mittlere Gehäuseteil 14 eingearbeitete Gewinde gebildet sein. Alternativ dazu sind auch rechteckige Aufnahmekanäle zur form schlüssigen Aufnahme von für Sechskant- oder Vierkantmuttern mit darüber an geordneten Durchgangsbohrungen möglich, durch welche die Verbindungs schrauben 18 in die betreffenden Muttern eingeschraubt werden. In gleicher Weise ist das untere Gehäuseteil 16 durch Verbindungsschrauben 18A mit Befes tigungsvorrichtungen 141A am mittleren Gehäuseteil 14 verbunden.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 können auch mehrere Flochvoltleiter als die im Ausführungsbeispiel gezeigten zwei Flochvoltleiter 20, 30 durch ent sprechende Verbindungseinrichtungen 40 verbunden werden. Es ist ebenso mög lich, zwei oder mehrere übereinander liegende Flochvoltleiter 20, 30 durch meh rere nebeneinander oder hintereinander angeordnete Verbindungseinrichtungen 40 zu verbinden, wobei dann durch mehrere durch Federn 42 erzeugte Anpress kräfte eine noch stärkere Verbindung der Flochvoltleiter erzielt wird.
Durch das mögliche nachträgliche Einpressen oder Fierausziehen des vertikalen Abschnitts 22 kann die leitende Verbindung ohne Verwendung von Werkzeugen in einfacher Weise hergestellt oder wieder aufgelöst werden. Bezugszeichenliste
10 Vorrichtung
12 (erstes) Gehäuseteil
14 (zweites) Gehäuseteil
141, 141 A Befestigungsvorrichtung (Gewinde oder Aufnahme für Mutter)
142 (zweiter) Aufnahmeraum (für 30) 1425 Aussparung (zwischen 142 und 143)
143 (erster) Aufnahmeraum (für 20 bzw. 22)
144 Kühlkanal
145 Strangpressprofil
146 Durchbruch
147 (weiterer) Aufnahmeraum (für 40)
148 Widerlager
149 Durchbruch
150 Abschlussteil
151 Verbindungskanal (in 150) 155 Dichtung 16 (drittes) Gehäuseteil
18, 18A Verbindungsschraube 20 (erster) Hochvoltleiter 21 (horizontaler) Abschnitt (von 20) 22 (vertikaler) Abschnitt (von 20) 23 Abschrägung 25 Hochvolt-Zuleitung 30 (zweiter) Hochvoltleiter
40 Verbindungsvorrichtung
41 Kontaktbolzen
42 Feder
43 Druckstück
44 (kugelabschnittsförmige oder linsenförmige) Kontur (an 43)
45 Einstellvorrichtung (z.B. Einstellmutter)

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (10) zum Verbinden von Hochvoltleitern (20, 21 , 22; 30) umfas send wenigstens einen ersten Hochvoltleiter (20, 21 , 22), wenigstens einen zweiten Hochvoltleiter (30), einem Gehäuseteil (14) zur Aufnahme des ers ten Hochvoltleiters (20, 21 , 22), des zweiten Hochvoltleiters (30) und we nigstens einer Verbindungsvorrichtung (40) zum stromleitenden Verbinden des wenigstens einen ersten Hochvoltleiters(20, 21 , 22) mit dem wenigs tens einen zweiten Hochvoltleiter (30), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (14) einen ersten Aufnahmeraum (143) für den ersten
Hochvoltleiter (20, 21 , 22) und einen zweiten Aufnahmeraum (142) für den zweiten Hochvoltleiter (30) aufweist und als Strangpressprofil (145) ausge bildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ge häuseteil (14) aus einem hoch wärmeleitfähigen Kunststoff hergestellt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hoch wärmeleitfähige Kunststoff aus einem mit wärmeleitfähigen Bornitridfüllstof- fen versehenen polymeren Werkstoff, insbesondere aus PA6, PA66, PBT,
PPS, PEEK, LPS oder TPE besteht.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (14) einen durch eine Aussparung (1425) offenen Verbindungsbereich zwischen den Aufnahmeräumen (143,
142) aufweist, der eine unmittelbar berührende Anlage des ersten Hoch voltleiters (20, 21, 22) und des zweiten Hochvoltleiter (30) aneinander er möglicht.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (14) einen weiteren Aufnahmeraum (147) für eine Verbindungsvorrichtung (140) aufweist.
6. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu den Aufnahmeräumen (142, 143) für die Hochvoltleiter (20, 21 , 22; 30) Kühlkanäle (144) zur Führung eines flüs sige Kühlmediums vorgesehen sind.
7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass we nigstens zwei Kühlkanäle (144) durch wenigstens einen Verbindungskanal (151) verbunden sind, der in zumindest einem an wenigstens eine Stirn seite des Strangpressprofils (145) dicht angrenzenden Abschlussteil (150) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (14) Befestigungsvor richtungen (141) zur Verbindung mit wenigstens einem benachbarten Ge- häuseteil (12, 16) aufweist.
9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtungen (141) zur Aufnahme wenigstens eines Gewin des oder einer ein Gewinde aufweisenden Mutter ausgebildet sind.
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