ES2954533T3 - Carcasa apantallada eléctricamente - Google Patents

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Abstract

Carcasa blindada eléctricamente con un cuerpo de carcasa que encierra un volumen de alojamiento para al menos un componente eléctrico y al menos dos pasacables dispuestos en el cuerpo de carcasa y que atraviesan el cuerpo de carcasa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Carcasa apantallada eléctricamente
El objeto se refiere a una carcasa apantallada eléctricamente, así como a un sistema con una carcasa de este tipo.
En particular en aplicaciones de automoción tiene una importancia cada vez mayor la compatibilidad electromagnética de componentes. Esto se debe, por una parte, a la introducción de una red de a bordo de 48 V y, por otra parte, a la electrificación cada vez mayor de la cadena de transmisión. En el caso de ambas aplicaciones existen, debido a las tensiones elevadas, así como debido a potencias de transmisión elevadas, cada vez mayores requisitos en lo que se refiere a la característica de transmisión de los cables y componentes que conducen la potencia transmitida.
Los cables apantallados son en sí bien conocidos. Están formados por un conductor interior, el cual está recubierto por un aislamiento interior. Sobre el aislamiento interior se encuentra un conductor de apantallamiento, en particular en forma de un trenzado conductor, de una lámina o una combinación de ellos. Sobre el conductor de apantallamiento hay dispuesto un aislamiento exterior. Siempre y cuando el cable no esté dañado, su característica de emisión electromagnética no es objetable. Resulta problemático, sin embargo, cuando los cables han de ponerse en contacto entre sí y con otros componentes eléctricos. En este caso, el conductor de apantallamiento queda casi inevitablemente dañado y abierto, de modo que el conductor interior que conduce la potencia no está apantallado. En particular en la zona de puntos de entrega entre cables individuales, como también de la conexión del cable con otros componentes eléctricos, por ejemplo, en la zona de distribuidores eléctricos, fusibles y similares, ha de garantizarse, no obstante, un apantallamiento suficiente.
Para garantizar un apantallamiento de este tipo se conocen ya carcasas, las cuales están revestidas de un revestimiento metálico. El conductor de apantallamiento, de los cables introducidos en la carcasa, se pone en contacto con el revestimiento metálico de la carcasa, de modo que el potencial eléctrico del conductor de apantallamiento cortocircuite con el revestimiento metálico de la carcasa.
El grosor de capa del revestimiento metálico es por regla general de unos pocos micrómetros. La sección transversal de conductor efectiva es por lo tanto al menos una magnitud inferior que las secciones transversales de conductor habituales normalmente. Las altas pérdidas óhmicas asociadas en el conductor de apantallamiento en la zona de la carcasa conducen a efectos parcialmente no deseados.
El objeto se ha basado por lo tanto en el objetivo de poner a disposición una carcasa apantallada eléctricamente, así como un sistema con una carcasa de este tipo, que no tiene un efecto negativo en la compatibilidad electromagnética de la red de a bordo.
Este objetivo se resuelve a través de un conjunto constructivo según la reivindicación 1, así como un sistema según la reivindicación 7.
La carcasa de acuerdo con el objeto tiene un cuerpo de carcasa. Este cuerpo de carcasa está formado por paredes exteriores de carcasa, las cuales rodean un volumen de alojamiento en particular por completo. Dentro del volumen de alojamiento, denominado también el interior de la carcasa, puede haber dispuesto al menos un componente eléctrico. Este componente eléctrico puede ser un borne de conexión, un riel de distribución, un fusible, un interruptor, un componente electrónico o similar, como también una combinación, así como una pluralidad de los componentes mencionados. El componente eléctrico sirve para el contacto de la conducción de uno o varios cables introducidos en la carcasa. Estos cables son cables apantallados con la estructura mencionada más arriba. Dentro de la carcasa puede establecerse contacto con el conductor interior de los cables. El conductor interior del cable está descubierto, de modo que la carcasa tiene que asumir la función de apantallamiento del conductor de apantallamiento del cable apantallado.
Para poder introducir el al menos un cable en el cuerpo de carcasa, está previsto en el cuerpo de carcasa un paso para cable. Preferentemente para poder conectar entre sí al menos dos cables dentro del cuerpo de carcasa, el cuerpo de carcasa tiene dos pasos para cable, a través de los cuales puede guiarse respectivamente un cable. Un paso para cable puede estar equipado con un manguito de cable y/o descarga de tracción.
El cuerpo de base está formado a partir de un material plástico. A este respecto el cuerpo de base puede fabricarse en un proceso de moldeo por inyección o un proceso de impresión en 3D. Para garantizar un apantallamiento metálico, el cuerpo de carcasa tiene en al menos una de sus superficies envolventes un revestimiento metálico. De este modo el cuerpo de carcasa puede conducir por su revestimiento metálico el potencial eléctrico del conductor de apantallamiento del cable introducido en la carcasa o de los conductores de apantallamiento de los cables introducidos en la carcasa, cuando el revestimiento está en contacto con el conductor de apantallamiento.
Para reducir las pérdidas óhmicas a lo largo de revestimiento metálico se propone que haya guiada una conducción de derivación al menos entre los pasos para cable dentro del volumen de alojamiento. La conducción de derivación sirve para la conducción eléctrica del potencial del revestimiento metálico y, por lo tanto, del conductor de apantallamiento del cable, el cual se ha introducido en la carcasa.
Por este motivo la conducción de derivación está cortocircuitada eléctricamente con el revestimiento metálico. La conducción de derivación puede estar formada como conductor de un cable de derivación. A través del cortocircuito con el revestimiento metálico la conducción de derivación establece un cortocircuito entre los pasos para cable. La sección transversal de conductor de la conducción de derivación puede ser a este respecto mayor a razón de magnitudes que la sección transversal de conductor efectiva del revestimiento metálico. La conducción de derivación puede presentar una sección transversal de conducción de entre 1,5 cm2 y 25 cm2. De este modo se minimizan las pérdidas óhmicas del conductor de apantallamiento entre los dos pasos para cable, de modo que es posible un apantallamiento efectivo entre dos cables también a través de la carcasa. El conductor de derivación, además de ello, puede estar en contacto con el revestimiento no solo entre los pasos para cable, sino también en uno o varios puntos distribuidos por la carcasa.
De acuerdo con un ejemplo de realización se propone que, en la zona de los correspondientes pasos para cable, en particular en las superficies envolventes interiores de los pasos para cable, hay formada una zona de contacto eléctrica para un conductor de apantallamiento de un cable que puede ser introducido en el paso para cable. La zona de contacto permite producir el revestimiento metálico con el conductor de apantallamiento del cable introducido en el paso para cable. La zona de contacto puede estar formada también parcialmente por el revestimiento metálico mismo. El revestimiento metálico puede estar formado en particular también a lo largo de la superficie envolvente interior del paso para cable. Debido a ello resulta, por ejemplo, debido a una compresión del cable introducido por el paso para cable en el paso para cable un contacto directo entre el conductor de apantallamiento y el revestimiento metálico y de este modo un cortocircuito, de forma que el revestimiento metálico queda sobre el potencial eléctrico del conductor de apantallamiento.
De acuerdo con la invención, la conducción de derivación está conectada eléctricamente de forma directa con la zona de contacto. La zona de contacto sirve, por una parte, para cortocircuitar el conductor de apantallamiento del cable introducido con el revestimiento metálico y, por otra parte, para cortocircuitar el revestimiento metálico con la conducción de derivación. La zona de contacto puede alojar la conducción de derivación en particular a través de apriete. También es posible que la conducción de derivación esté conectada con la zona de contacto en unión de materiales. La zona de contacto puede extenderse, partiendo del paso para cable en forma de una lengüeta de conexión, de una orejeta de conexión o similar, hacia el interior de la carcasa. En particular allí puede estar formada la zona de contacto para el contacto con la conducción de derivación, por ejemplo, a través de apriete o mediante unión de materiales.
De acuerdo con un ejemplo de realización se propone que la conducción de derivación esté rodeada en el interior del volumen de aislamiento por un aislador. La conducción de derivación puede estar formada como núcleo de cable de un cable de derivación. El cable de derivación puede estar formado a partir de la conducción de derivación y el recubrimiento, el cual está formado como aislador. Para evitar que los componentes eléctricos entren en contacto en el interior del volumen de alojamiento con el potencial del conductor de apantallamiento, el revestimiento metálico, como también con el conductor de derivación, está previsto el aislador.
De acuerdo con un ejemplo de realización se propone que la superficie envolvente interior de un correspondiente paso para cable esté revestida metálicamente. A través de este revestimiento metálico del paso para cable puede establecerse un contacto indirecto entre un conductor de apantallamiento de un cable introducido y el revestimiento metálico. El revestimiento metálico está formado en particular de forma continua por la superficie envolvente interior y/o exterior de la carcasa hasta la superficie envolvente interior del paso para cable.
De acuerdo con un ejemplo de realización se propone que el cuerpo de carcasa esté revestido por su superficie envolvente interior y/o su superficie envolvente exterior de un revestimiento metálico. En caso de estar revestido la superficie envolvente interior del cuerpo de carcasa, entonces la pared de carcasa del cuerpo de carcasa, que está formada preferentemente a partir de un material plástico, sirve al mismo tiempo como soporte mecánico y aislador. La carcasa aísla de este modo el revestimiento eléctrico a lo largo de la superficie envolvente interior con respecto al entorno. También es posible un revestimiento en la superficie envolvente exterior.
De acuerdo con un ejemplo de realización se propone que el revestimiento metálico esté aplicado de forma electroquímica. En particular el revestimiento metálico puede aplicarse mediante química húmeda. El cuerpo de carcasa puede estar formado a partir de un material plástico y revestirse en un proceso de inmersión de química húmeda del revestimiento metálico. El revestimiento metálico puede producirse también en forma de un revestimiento por pulverización, un pintado o similar.
Se entiende que sobre el revestimiento metálico en la superficie envolvente interior y/o exterior puede haber aplicado también un aislador adicional. El revestimiento metálico puede estar aplicado de esta forma a modo de sándwich entre la pared de carcasa y una capa de aislador interior y/o exterior.
De acuerdo con un ejemplo de realización se propone que el cuerpo de carcasa esté formado por un cuerpo de base y un cuerpo de cierre. Un cuerpo de carcasa puede estar formado con forma de cubeta y el cuerpo de cierre puede estar formado con forma de tapa. Cuerpo de base y cuerpo de cierre pueden ser conectables entre sí en unión positiva, de modo que estos formen un cuerpo de carcasa cerrado. El paso para cable está preferentemente en el cuerpo de base, puede estar previsto también, no obstante, en el cuerpo de cierre.
De acuerdo con un ejemplo de realización se propone que el cuerpo de carcasa se produzca mediante un proceso de impresión en 3D. A este respecto puede aplicarse directamente durante la impresión el revestimiento metálico sobre al menos una de las superficies envolventes del cuerpo de carcasa.
Otro aspecto es un sistema según la reivindicación 7.
En particular una zona de contacto en la zona del paso para cable se pone en contacto directo con el conductor de apantallamiento. Esto puede producirse, por ejemplo, a través de la descarga de tracción a prever ya de por sí. También puede producirse una fijación cualquiera, en particular aprisionamiento, atornillado o similar. A continuación, se explica con más detalle el objeto mediante un dibujo que muestra ejemplos de realización. En el dibujo muestran:
Fig. 1 un cable eléctrico apantallado;
Fig. 2 una vista de una carcasa objetivo;
Fig. 3 una vista en sección de un sistema objetivo;
Figs. 4a, b vistas en sección de pasos para cable.
La Fig. 1 muestra un cable eléctrico 2. El cable 2 mostrado en la Fig. 1 es un cable de un solo núcleo. Se entiende que en este caso pueden utilizarse también cables de varios núcleos y que pueden combinarse con todos los ejemplos de realización y reivindicaciones generales y específicos aquí descritos. En el caso de cables con varios núcleos, cada uno de los hilos individuales pueden estar apantallados del modo que se describe a continuación o los hilos pueden estar provistos de un único apantallamiento.
El cable 2 mostrado comprende un hilo 4. El hilo 4 puede estar formado como cable trenzado o como cable de material macizo. El hilo 4 está revestido de un aislamiento 6 interior. Alrededor del aislamiento 6 hay dispuesto un conductor de apantallamiento 8. El conductor de apantallamiento 8 puede estar formado como trenzado conductor y/o como lámina. El conductor de apantallamiento 8 está revestido de un aislamiento 10 exterior. El aislamiento 6 interior, como también el aislamiento 10 exterior pueden estar formados a partir de un material plástico no conductor.
El cable 2 puede estar aislado por una zona central 12. El cable 2 puede estar aislado por una zona frontal 14. El cable 2 puede estar dispuesto con la zona 12 o la zona 14 en un paso para cable de una carcasa, tal como será descrito a continuación, de modo que el conductor de apantallamiento 8 está cortocircuitado con un revestimiento metálico de la carcasa.
La Fig. 2 muestra una vista esquemática de una carcasa 20. La carcasa 20 tiene un cuerpo de carcasa formado a partir de un cuerpo de base 22 y un cuerpo de cierre 24. Dentro del cuerpo de base 22 está previsto un volumen de alojamiento 26. En al menos una de preferentemente paredes de carcasa diferentes entre sí del cuerpo de base 22 y/o del cuerpo de cierre 24 pueden estar previstos pasos para cable 28. Los pasos para cable 28 atraviesan la pared de la carcasa 20. En los pasos para cable 28 puede haber dispuesto un cable 2 con una zona 12 o una zona 14.
Dentro del volumen de alojamiento 26 puede haber dispuesto un componente eléctrico, por ejemplo, un riel parcial, un fusible, un componente electrónico o similar, tal como será descrito en relación con la Fig. 3.
Con la ayuda del cuerpo de cierre 24 puede cerrarse el volumen de alojamiento 26 en el cuerpo de base 22. Para ello el cuerpo de cierre 24 puede bloquearse al menos en unión positiva con respecto al cuerpo de base 22.
La Fig. 3 muestra una vista superior esquemática de un sistema con una carcasa 22 y dos cables 2 que se hacen entrar en la carcasa. Puede verse que los cables 2 están dispuestos con sus zonas 12 en los pasos para cable 28. Los pasos para cable 28 tienen superficies envolventes interiores, las cuales están en contacto con el conductor de apantallamiento 8 en las zonas 12. Puede verse en la Fig. 3 que el cuerpo de base 22 está formado a partir de una pared exterior 22a y un revestimiento interior metálico 22b. El revestimiento metálico 22b está previsto en la superficie envolvente interior de la pared 22a. En particular el revestimiento 22b es de superficie completa en las paredes laterales y la base del cuerpo de base 22. El revestimiento 22b puede estar previsto además de ello también en la pared interior del cuerpo de cierre 24 y estar cortocircuitado con el revestimiento metálico 22b del cuerpo de base. De este modo, el revestimiento metálico 22b forma en el estado cerrado de la carcasa 20 un apantallamiento circundante completo para los cables 2, así como un componente eléctrico 30 en el interior de la carcasa 20.
Los cables 2 están introducidos en el interior de la carcasa y eléctricamente cortocircuitados en la zona de los pasos para cable 28 están los conductores de apantallamiento 8 con el revestimiento metálico 22b. En el volumen de alojamiento 26 los cables 2 están en contacto con sus hilos 4 con el componente eléctrico 30. Los hilos 4 no están ni aislados ni apantallados, de modo que es necesario un apantallamiento adicional, el cual es puesto a disposición por el revestimiento metálico 22b.
El componente eléctrico 30 puede ser, por ejemplo, un equipo de conmutación o un riel colector, a través de los cuales pueden cortocircuitarse o conmutarse los hilos 4 entre sí.
En la Fig. 3 puede verse además una conducción de derivación 32. La conducción de derivación 32 se extiende entre al menos dos pasos para cable 28. La conducción de derivación 32 está cortocircuitada eléctricamente con el revestimiento 22 metálico y de este modo también con los conductores de apantallamiento 8. Este cortocircuito puede producirse en la zona de los pasos para cable 28. A través de la conducción de derivación 32 se conduce una corriente de los conductores de apantallamiento 8 por el interior 26 de la carcasa 20. La sección transversal de conducción de la conducción de derivación 32 es a este respecto notablemente mayor que una sección transversal de conducción efectiva de un revestimiento metálico 22b. De este modo se reduce notablemente una pérdida óhmica a lo largo de la carcasa 20 para el conductor de apantallamiento 8 a través de la conducción de derivación 32 con respecto a una carcasa 20 sin conducción de derivación 32.
Un contacto tanto del conductor de apantallamiento 8, como también de la conducción de derivación 32 se muestra en las Figs. 4a, 4b.
La Fig. 4a muestra esquemáticamente una sección transversal a través de un paso para cable 28. Puede verse que el paso para cable 28 está revestido por la zona de su superficie envolvente interior del revestimiento metálico 22b. El revestimiento metálico 22b se extiende partiendo de la superficie envolvente interior del paso para cable 28 hacia el interior de la carcasa 20 y está en contacto con la superficie envolvente interior de la pared 22a.
Opcionalmente puede extenderse una orejeta de conexión 40, partiendo del revestimiento metálico 22b, en particular por la zona del paso para cable 28 hacia el interior de la carcasa 20.
En el estado montado, tal como puede verse en la Fig. 4b, el cable 2 está dispuesto en su zona 12 con el conductor de apantallamiento 8 en el revestimiento metálico 22b en la superficie envolvente interior del paso para cable 28. Esto es en particular un alojamiento con aprisionamiento. La fijación exacta del cable 2 en el paso para cable 28 puede producirse de modo convencional, por ejemplo, con una descarga de tracción adicional y un manguito de cable. Es esencial que el conductor de apantallamiento 8 esté en contacto eléctrico con el revestimiento 22b, de modo que el revestimiento 22b conduzca al menos parcialmente la corriente del conductor de apantallamiento 8 a través de la carcasa 20.
Para la ampliación de la sección transversal de conductor efectiva se pone en contacto eléctrico también la conducción de derivación 32 con el conductor de apantallamiento 8. Para ello puede estar fijada, por ejemplo, a través de un perno de conexión 40a la conducción de derivación 32 a una orejeta de conexión 40. Por ambos lados del paso para cable 28, sin embargo, al menos por un lado exterior del paso para cable 28, el cable 2 puede presentar el aislamiento exterior 10.
Debido a la disposición de acuerdo con el objeto, de la conducción de derivación, puede ampliarse notablemente la sección transversal de conducción efectiva del conductor de apantallamiento de carcasas revestidas, de modo que se mejora notablemente la efectividad del apantallamiento en relación con soluciones hasta el momento.
Lista de referencias
2 Cable
4 Hilo
6 Aislamiento interior
8 Conductor de apantallamiento
10 Aislamiento exterior
12, 14 Zonas no aisladas
20 Carcasa
22 Cuerpo de base
22a Pared
22b Revestimiento
24 Cuerpo de cierre
26 Dispositivo de alojamiento
28 Paso para cable
30 Componente eléctrico
32 Conducción de derivación
40 Orejeta de conexión
40a Perno de conexión

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Conjunto constructivo con una carcasa apantallada eléctricamente (20) con
- un cuerpo de carcasa (22, 24) que rodea un volumen de alojamiento para al menos un componente eléctrico, y - al menos dos pasos para cable (28) dispuestos en el cuerpo de carcasa (22, 24), que atraviesan el cuerpo de carcasa, donde
- el cuerpo de carcasa (22, 24) está formado a partir de un material plástico y está revestido al menos por una de sus superficies envolventes de un revestimiento metálico (22b), y en la zona del respectivo paso para cable (28) hay formada una zona de contacto eléctrico (40) para un conductor de apantallamiento de un cable que se puede introducir en la zona de introducción para cable, y caracterizado por
- que una conducción de derivación (32) está guiada por el interior de la carcasa (20),
- que la conducción de derivación (32) está guiada entre los pasos para cable (28) dentro del volumen de alojamiento y
- que la conducción de derivación (32) está conectada directamente con la zona de contacto (40) y de este modo cortocircuitada eléctricamente con el revestimiento metálico (22b).
2. Conjunto constructivo según la reivindicación 1,
caracterizado por
- que la conducción de derivación (32) está rodeada en el interior del volumen de alojamiento por un aislador.
3. Conjunto constructivo según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado por
- que la superficie envolvente interior de un respectivo paso para cable (28) está revestida metálicamente.
4. Conjunto constructivo según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado por
- que el cuerpo de carcasa (22, 24) está revestido por su superficie envolvente interior y/o por su superficie envolvente exterior de un revestimiento metálico (22b).
5. Conjunto constructivo según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado por
- que el revestimiento metálico (22b) está aplicado de forma electroquímica.
6. Conjunto constructivo según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado por
- que el cuerpo de carcasa (22, 24) está formado por un cuerpo de base (22) y un cuerpo de cierre (24) y que el cuerpo de cierre (24) puede unirse al menos en unión positiva con el cuerpo de base (22).
7. Sistema con un conjunto constructivo según una de las reivindicaciones anteriores, un componente eléctrico en el interior de la carcasa, así como al menos un cable eléctrico (2), el cual está guiado a través del paso para cable (28) hacia el interior de la carcasa (20) y que está conectado con el componente eléctrico, caracterizado por
- que el cable (2) está en la zona de al menos uno de los pasos para cable (28) libre de un aislamiento exterior y que un conductor de apantallamiento (8) que se encuentra en esta zona, del cable (2), está en contacto eléctrico en al menos uno de los pasos para cable (28) tanto con el revestimiento metálico (22b) de la carcasa, como también con la conducción de derivación (32).
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