SE528460C2 - Kraftterminal för elektrisk anslutning av en elektrisk kabel till ett kretskort samt enhet innefattande ett hölje och ett kretskort - Google Patents

Description

528 460 här att uppnå en bra tätning genom höljet kombinerad mßå robusthet och enkel montering. Användningen av plana Platt°r kräver ofta lödfixturer vid produktionen för att hålla busskenorna upprätta och lödningsproblem kan uppstå om korten är något böjda. För att undvika mekaniska krafter utifrån som går hela vägen ner till lödförbanden på k0rten kan man Vilja införa vissa böjar i plattan men böjar är dyra, efterS0m de ofta görs manuellt.

Tätning av området mellan kraftterminalen och drivenhetens hölje är viktig för att förhindra läckage av vatten etc. in i drivenheten. Ett sätt att uppnå en bra tätning är att använda 0~ringar. 0-ringspackningar som ej är rullande måste dock ofta smörjas då de monteras in i höljet. Detta är en extra kostnad och också en extra risk att smörjmedlet, som ofta innehåller olja, placeras fel på ytan där kabelskon pressas till termi- nalen med risk för dålig elektrisk förbindelse.

Vidare kan packningar som ej är rullande ej komprimeras så mycket till följd av risken att de fastnar och de måste därför göras av hårdare gummi, vilket kräver noggrannare toleranser på terminal och hölje. Med en mjukare gummipackning minskar kraven på höljets och kortets toleranser och hållfasthet.

Då packningen är rullande finns inget krav på ett spår på den övre delen av kraftterminalen och utan detta spår kan terminalen formgjutas med ett mycket enklare gjutverktyg (inga backar). Släppvinkeln ovanpå terminalen och höljet måste ändå finnas där för gjutprocessen. spåret lämnar också en delnings- linje från gjutprocessen som måste avlägsnas för bibehållande av god tätning. 528 460 Samanfattnin av u finnin en _ _ . . . k en Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstad Omma kraftterminal som är enkel att montera, flexibel vid nya konstruktioner och som effektivt använder kretskortsareän- Ett annat ändamål är att åstadkoma en kraftterminal som ger effektiv kylning.

Ytterligare ett ändamål är att åstadkomma en kräftferminal S°m är billig och enkel att gjuta och ytbehfindlä- Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en kraftfierminal med låga krav på omgivningstoleranser kombinerat med bra vattenskydd.

Uppfinningen baseras på insikten att en vevformad kraftterminal med en huvudkropp och en excentrisk kropp utförd i ett stycke med denna, varvid ett utryme är anordnat Vid botten av kraftterminalen intill den excentriska kroppen, åstadkommer ett sätt att fästa terminalen på ett enkelt 0Ch effektivt sätt samtidigt som det också möjliggör montering av en strömmätningsanordning.

Enligt uppfinningen åstadkommas en kraftterminal, såsom definierad i bifogade patentkravet 1.

Vidare åstadkommes en enhet innefattande en kraftterminal enligt uppfinningen.

Sålunda åstadkommes en kraftterminal med en allmän vevform som ger ett utrymme där en komponent, såsom en strömmätnings- anordning, kan anordnas.

I en föredragen utföringsform innefattar ett organ för bibehållande av en lateral position ett stift för positionering i ett hål i kretskortet. 528 460 Ytterligare föredragna utföringsformer definieras av de underordnade patentkraven.

Kortfattad beskrivning av ritningar Uppfinningen kommer att beskrivas, såsom exempel och under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: figur 1 är en översiktsvy av ett arrangemang inkluderande ett batteri, en elektrisk motor och en drivenhet enligt uppfinningen för reglering av motorns drift; figur 2 är en detaljerad planvy av drivenheten visad i figur l; figur 3 är en tvärsnittsvy genom drivenheten som visar en kraftterminal enligt uppfinningen; figur 4 är en detaljerad vy av arean betecknad A-A i figur 3; figur 5 är en perspektivsprängvy av kraftterminalen visad i figur 3; figur 6 är en sidovy av kraftterminalen visad i figur 3; figur 7 visar en alternativ utföringsform av en kraftterminal enligt uppfinningen anpassad för höga strömar; figurerna 8 och 9 visar ytterligare alternativa utföringsformer av en kraftterminal enligt uppfinningen.

Detal'erad beskrivnin av u finnin en I det följande kommer en detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning att ges.

I figur 1 visas en översiktsvy av ett drivarrangemang. Detta arrangemang inkluderar en drivenhet 1 ansluten till ett 528 460 batteri 7 via två kablar ll anslutna till terminaler 8, 7a På drivenheten respektive batteriet. Drivenheten är inrättad för effektreglering av en elektrisk motor 2 och är ansluten till denna via tre kablar 11. Dessa kablar är, liksom batteri- kablarna, anslutna till en respektive kraftterminal 8 På drivenheten.

Kraftterminalerna framgår tydligare i planvyn i figur 2- Kablarna ll, av vilka en visas i figur 2, är fästa till kraft- terminalerna 8 medelst ett skruvarrangemang, såsom kommer att beskrivas i detalj nedan. Drivenheten l uppvisar även ett stiftkontaktdon la som används för anslutning av drivenheten till exempelvis en styrdator.

Det inre av drivenheten 1 för effektreglering av en elektrisk motor kommer nu att beskrivas i detalj under hänvisning till figurerna 3 och 4. Det inre omsluts av ett plasthölje 6. I höljet finns två inbördes parallella kretskort: ett styrkort 3 och ett kraftkort 4 monterat på en kylfläns 5, se figur 4.

Styrkortet 3 uppvisar ett antal lågeffektkomponenter, såsom ett hallelement 23. Kraftkortet 4 uppvisar ett antal kraft- komponenter, såsom krafttransistorer 4a, som distribuerar effekt som mottas från batteriet 7 till motorn 2 med hjälp av kraftterminalerna 8.

Varje kraftterminal 8, som är väsentligen vevformad och till- verkad av ett elektriskt ledande material, uppvisar en solid kropp 8a som sträcker sig vertikalt mellan höljet 6 och styr- kortet 3. I den övre änden av kroppen finns koaxiellt ett gängat hål 12 inrättat för mottagning av en skruv l2a som används för att fästa kabeln ll till den solida kroppen 8a hos kraftterminalen. I den nedre änden slutar den solida kroppen Ba i ett inriktningsstift 9 för positioneringsnoggrannhet i ett tätt slutande hål 10 i styrkortet 3. Inriktningsstiftet 9 528 460 förhindrar rotation av terminalen, särskilt då en kabel ll är ansluten till det gängade hålet 12 från enhetens utsida medelst en trepunktsinfästning, såsom kommer att beskrivas nedan.

Eftersom inriktningsstiftet 9 är anordnat på motsatt Sida Om det gängade hålet 12 ovanpå kroppen kan de båda enkelt maskas -då kraftterminalen ytbehandlas, varvid en fixtur som håller terminalen i ett elektrokemiskt bad även utför masknings- jobbet. Utan maskningen skulle inriktningsstiftets diameter ej vara stabil, eftersom tjockleken hos metallskikten som adderas under ytbehandlingen inte är densama över hela terminalen och den kan också variera från terminal till terminal.

En excentrisk del 8b sträcker sig från den solida kroppen 8a och är utförd i ett stycke därmed. Detta ger terminalen en väsentligen vevformad profil då den betraktas från sidan, se exempelvis figur 6. Ett genomgående hål 13 sträcker sig vertikalt genom den excentriska delen och är inrättad att motta en monteringsskruv l3a med ett skruvhuvud 16. Kraft- terminalens vevform gör den enkel att montera med endast en sådan monteringsskruv l3a som valfritt kan vara elektriskt isolerad från kroppen Sa och den excentriska delen 8b medelst -en plastisolator 14. Den excentriska delen 8b och plast- isolatorn 14 har en respektive konisk yta l5a, 15b under skruvhuvudet 16, se figur 5, för att möjliggöra användningen av en plan fjäderplattbricka 17 som böjer sig då skruven monteras och därför ger bra elektrisk förbindelse. Monterings- skruven l3a är fixerad i samma riktning som andra skruvar 18 som fäster korten till kylflänsen, se figur 3, och detta gör monteringsskruven snabb och enkel att montera.

Utan en konisk yta under skruvhuvudet skulle man behöva använda en dyrare (förböjd) bricka som ibland måste monteras i 528 460 rätt riktning för att vara effektiv och därigenom kan mßnteras felaktigt. Med en plan fjäderbricka blir det enkelt att modi- fiera kraften genom att helt enkelt stansa ut den från en tjockare eller tunnare platta med användande av sama stansningsverktyg.

En strömdistans 19 tillverkad av ett elektriskt och termiskt ledande material är anordnad mellan styrkortet 3 och kraft- kortet 4 och är lödd till kraftkortet. En sådan strömdistans beskrivs i den europeiska patentpublikationen EP 0711107 Bl och fungerar som en ledare mellan styrkortet och kraftkortet.

Det faktum att kraftterminalen och strömdistansen 19 befinner sig över varandra gör också värmeöverföringen ner till kylflänsen effektiv till följd av den resulterande låga termiska resistansen mellan terminalen 8 och kylflänsen 5.

Vevformen ger också rum för ett utryme 20 vid nederdelen av terminalen för en strömmätningsanordning 22 monterad med plastnitar 21, se figur 5. Strömätningsanordningen innefattar en järnkärna 22 vilken, tillsammans med ett hallelement 23, är inrättad att indirekt mäta strömmen genom terminalen genom mätning av det magnetfält som induceras i järnkärnan.

Med hänvisning till figurerna 4-6 finns vid överdelen av kroppen 8a en yta 24 utförd med släppvinkel som kan användas för en vattenskyddspackning 25, vilken inte lämnar någon kraft som strävar att lyfta höljet 6 efter montering utan helt enkelt trycker packningen ut mot en likaledes med en släpp- vinkel eller konisk utförd yta 26 på höljet, se figur 4.

Packningen rullas från en övre position 27 angiven med streckade linjer i figur 6 ned till en monterad position 28 då höljet monteras och denna rullning gör den enkel att montera med mycket låg friktion. Denna utformning öppnar också upp för användningen av en för ett speciellt syfte gjuten flerfläns- EÉG ÅÖÛ . - ' ll packning 29, se figur 7. Den med en släPPV1flke1 utförda e er _ o _ O koniska ytan har företrädesvis en vinkel på cirka 1 2 1 mer företrädesvis l,5°.

Eftersom de kablar som förbinder terminalerna från utsidan är relativt tjocka till följd av de höga strömmarna, såS0m Över 10 ampere, behöver de vara anslutna med stora skruvar, typiskt M6 eller större. I den nedre delen av terminalen är å andra sidan alltför stora skruvar oönskade, eftGrS°m de Skulle ta upp alltför mycket utrymme på korten. I en alternativ utföringsform visad i figur 7 är, i fallet av mycket höga strömar på vissa av terminalerna, en specifik terminal 8' försedd med fler än en excentrisk del Bb för en respektive monteringsskruv. På detta sätt blir inte den nedre delen av terminalen den begränsande faktorn för höga strömmar och man kan fortfarande använda samma typ av skruvar, brickor 0Ch isolatorer.

Det kan ibland vara till hjälp för PCB-layouten att motta sama signal på två olika platser på korten, särskilt på kraftkortet som vanligtvis är ett enkellagers PCB. Med en terminal med flera monteringsskruvar visad i figur 7 skulle inriktningsstiftet kunna utelämnas om kraven på lägesnog- grannhet så tillåter. Antirotationen tas nu hand om av de flera monteringsskruvar.

Då man konstruerar nya drivenheter gör flexibiliteten hos de vevformade kraftterminalerna det enklare att återanvända sama hölje för nya kretskort eller att använda samma kort med ett nytt hölje genom att rotera veven med antingen den övre eller den nedre delen fixerad.

Då man konstruerar nya kretskort (med ett återanvänt hölje) kan kraftterminalerna roteras med överdelen fixerad. Vidare kan strömmätningsjärnkärnan 22 roteras relativt kraft- 528 4-60 terminalen till nästan varje riktning och all denna flexi- bilitet underlättar kretskortslayouten.

I vissa konstruktioner finns bara ett kort som fungerar både som kraft- och styrkort. I detta fall omformas helt enkelt kylflänsen genom att man för in några distanser med gängade hål i mitten som ersätter strömdistansen på kraftk0rt6t Och använder kortare monteringsskruvar.

I de utföringsformer som beskrivits under hänvisning till figurerna 3-7 är ett inriktningsstift 9 anordnat för att bibehålla den laterala positionen för kraftterminalen i förhållande till kretskortet. I en alternativ utföringsform av en kraftterminal 8", visad i figur 8, är inriktningsstiftet utelämnat. I stället är en nedre yta 9' av huvudkroppen 8a inrättad att tillhandahålla friktion mellan huvudkroppen och kretskortet. Särskilt i mindre terminaler är denna friktion, tillsamans med monteringsskruven l3a, tillräcklig för att förhindra rotation av terminalen. Den nedre ytan 9' kan vara ojämn för att öka friktionen mellan ytan och kretskortet.

Alternativt kan ytan vara försedd med adhesiv eller lim för att öka denna friktion.

I figur 9 visas ännu en alternativ utföringsform av en terminal enligt uppfinningen. I denna utföringsform sträcker sig utrymmet intill den excentriska kroppen under huvudkroppen. Detta ger ytterligare utryme för komponenter monterade på kretskortet.

I de utföringsformer som visas i figurerna 8 och 9 kan den klämkraft som utövas med en skruv genom den excentriska kroppen vara tillräcklig för att skapa en friktion mellan terminalen och kretskortet som förhindrar vridning av terminalen i förhållande till kretskortet. 5128 450 10 Föredragna utföringsformer av en kraftterminal enligt UPP' _ . . ' l finningen och en drivenhet innefattande en sådan krafttermlna har beskrivits. Fackmannen inom teknikområdet inser att detta skulle kunna varieras inom ramen för bifogade patentkrav- Den uppfinningsenliga kraftterminalen har beskrivits som varande elektriskt förbunden med ett kretskort. Det inses att termen kretskort täcker andra medel för montering av kretsar och ledande elektricitet, såsom busskenor etc.

Rullande packningar 25, 29 har beskrivits som föredragna organ för vattenskydd. Det inses att sådana packningar kan användas också tillsammans med andra typer av terminaler än de ovan beskrivna.

I stället för kablar ll kan andra organ, såsom busskenor användas för anslutning av den uppfinningsenliga kraftterminalen.

En drivenhet för elektriska motorer har beskrivits som en typ av enhet vid vilken terminalen enligt uppfinningen kan användas. Det inses att terminalen också kan användas i andra enheter.

Claims (15)

528 460 11 Patentkrav

1. Kraftterminal för elektrisk anslutning av en elektrisk kabel till ett kretskort, vilken terminal innefattar: - en huvudkropp (8a) med en central longitudinell axel, - organ (12, 12a) för att fästa en kabel till huvudkroppen, k ä n n e t e c k n a d a v - en excentrisk kropp (Bb) utförd i ett stycke med huvudkroppen (Sa) och uppvisande ett genomgående hål (13) inrättat att motta en skruv, - varvid ett utrymme (20) är anordnat vid nederdelen av kraftterminalen intill den excentriska kroppen.

2. Kraftterminal enligt patentkravet 1, vid vilken utrymmet (20) anordnat vid nederdelen av kraftterminalen är inrättat att motta en strömmätningsanordning (22, 23).

3. Kraftterminal enligt patentkraven l eller 2, vid vilken utrymet (20) anordnat vid nedre delen av kraftterminalen är anordnat mellan huvudkroppen och den excentriska kroppen.

4. Kraftterminal enligt något av patentkraven 1-3, vid vilken ett organ (9) för att upprätthålla en lateral position hos kraftterminalen i förhållande till kretskortet innefattar ett stift på huvudkroppen för positionering i ett hål i kretskortet.

5. Kraftterminal enligt något av patentkraven 1-4, vid vilken ett organ (9') för upprätthållande av en lateral position för kraftterminalen i förhållande till kretskortet 528 460 12 innefattar en nedre yta av kraftterminalen som tillhandahåller friktion mellan kraftterminalen och kretskortet.

6. Kraftterminal enligt något av patentkraven 1-5, vid vilken en övre yta av den excentriska kroppen (8b) är kflnißk-

7. Kraftterminal enligt något av patentkräven 1-51 innefattande en elektrisk isolator (14) anordnad i det genomgående hålet (13).

8. Kraftterminal enligt något av patentkraven 1-7, vid vilken huvudkroppen (8a) har en ytteryta (24) utförd med en släppvinkel.

9. Kraftterminal enligt patentkravet 8, innefattande en packning (29) anordnad på huvudkroppens (8a) ytteryta.

10. Kraftterminal enligt något av patentkraven 1-9, inne- fattande en ytterligare excentrisk kropp (Sb) utförd i ett stycke med huvudkroppen (8a) och uppvisande ett genomgående hål (13) inrättat att motta en skruv.

11. ll. Enhet (1) innefattande ett hölje (6) och ett kretskort (3, 4), k ä n n e t e c k n a d a v en kraftterminal enligt något av patentkraven 1-10 anordnad i ett hål genom höljet och i mekanisk och elektrisk förbindelse med kretskortet.

12. Enhet enligt patentkravet 11, vid vilken en ström- mätningsanordning (22) är anordnad på kretskortet (3) i terminalens utryme (20).

13. Enhet enligt patentkravet 11 eller 12, vid vilken innerytan av hålet i höljet är utförd med en släppvinkel för samverkan med en packning (25; 29) anordnad på kraftterminalen (3)- 528 460 13

14. Enhet enligt patentkravet 13, vid vilken packningen (29) är försedd med flera flänsar.

15. Enhet enligt något av patentkraven ll-14, innefattande ett övre och ett nedre inbördes parallellt kretskort (3, 4), varvid kraftterminalen är mekaniskt och elektriskt förbunden med det övre kretskortet, varvid en kylfläns (5) är anordnad under det nedre kretskortet och en strömdistans (19) är anordnad mellan de övre och nedre kretskorten.