WO2003101169A1 - Elektronisches gerät mit einem gehäuse - Google Patents

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electronic device
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Guenter Schelling
Gerhard Holzwarth
Martin Knapp
Christoph Wenger
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Robert Bosch Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28—Current transformers
    • H01F38/30—Constructions

Definitions

  • the invention relates to an electronic device with a housing according to the type of the independent claim.
  • Electronic devices with a housing are already known, these devices usually having a housing wall and an interior enclosed by the housing wall.
  • a ring coil can be arranged in the interior of such a housing and is used for measuring a current flow.
  • a current conductor is formed in the housing, the current conductor being enclosed by the ring coil.
  • the electronic device according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that a current-carrying element can be encompassed by a toroid with a core without a current conductor having to be provided inside the housing.
  • the manufacturing cost for the electronic device is therefore kept low.
  • the finished electronic device can subsequently be arranged relative to a current conductor.
  • the ring coil together with an electronic evaluation circuit, is designed in particular as a current sensor. Evaluation of the ring coil signal can be done particularly easily if an electronic circuit for evaluation is also provided within the housing. If the lead-through area is designed to receive a current-carrying bolt, the electronic device can be attached to this bolt in a particularly simple mechanical manner.
  • the electronic device is particularly suitable for use in a motor vehicle, since it is particularly simple and robust. A preferred application is the monitoring of the current flow from a battery of the motor vehicle.
  • Figure 2 shows a section along the line II-II of Figure 1
  • Figure 3 shows a cross section through the electronic device with a through
  • the electronic device has a two-part housing, consisting of a cover 1 and a base 2, which each form the housing wall.
  • the housing walls 1, 2 enclose an interior 3 in which a ring coil with core 4 and an electronic circuit 5 are arranged.
  • the housing cover 1 forms an upper side 20 of the housing 10, and the housing base 2 has an underside 30 of the housing 10.
  • the housing 10 has a lead-through area 6 which extends from the top 20 to the bottom 30.
  • the lead-through area 6 is an area which is kept free from the housing and which is enclosed by the housing 10 in the manner of a topographical ring structure.
  • the housing 10 with its housing walls 1, 2 thus encompasses the lead-through area 6. This becomes particularly clear when one considers a section along the plane II-II of FIG. 1, as shown in FIG. 2.
  • FIG. 2 shows a cross section along the plane 11-11 of FIG. 1.
  • the lead-through area 6 is completely enclosed in the sectional plane by the housing wall 2, the toroidal coil 4 and the interior 3.
  • the housing is thus designed as a topographical ring which completely surrounds the lead-through area 6.
  • the electronic device thus formed is particularly suitable for current measurement.
  • a current conductor is passed through the lead-through area 6, in such a way that a current flows only in one direction.
  • the toroidal coil 4 has a soft iron core on which is arranged as a closed ring around the passage area 6.
  • a measuring coil is then wound around this ring core, in which the actual measuring signal is generated.
  • a signal is induced in the ring coil 4, which signal can be detected by an electronic circuit which is arranged directly next to the ring coil 4.
  • the connecting wires required for this purpose between the ring coil 4 and the electronic circuit 5 are not shown in FIGS. 1 and 2 for reasons of simplification.
  • the electronic device created in this way enables a particularly simple current measurement by inserting a current conductor through the push-through area 6.
  • the electronic device can be completely finished and can be arranged in a subsequent step corresponding to the conductor.
  • FIG. 3 shows a particularly simple arrangement of such a current conductor in the lead-through area 6.
  • FIG. 3 shows a cross section through the housing 10 corresponding to FIG. 1.
  • the thread of the connecting bolt 50 interacts with a corresponding thread of a nut 51.
  • a connecting lug 52 is pressed between the housing cover 1 and the nut 51.
  • the current bolt 50 merges in one piece into a mass region 53.
  • the device shown in this way is suitable, for example, as a ground connection for a battery in a motor vehicle.
  • the mass area 53 is through the body of the Motor vehicle formed on which the power bolt 50 is correspondingly attached in one piece.
  • the electronic device is simply plugged with the lead-through area 6 over the current bolt 50 and then the current carrying tab 52 is screwed onto the nut 51.
  • the connecting strap 52 is connected to the ground pole of the battery by a corresponding cable.
  • any other conductor through which a current flows is also conceivable. If the state of charge of a battery in a motor vehicle is to be assessed, then an appropriate current conductor through which the entire current of the battery flows must be used. However, this can also be arranged on the plus side of the battery or in a fuse box of the motor vehicle. The power consumption of an individual component can also be observed by selecting an appropriate current conductor.

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

Es wird ein elektronisches Gerät mit einem Gehäuse (10) vorgeschlagen, wobei das Gehäuse (10) eine Gehäusewand (1, 2) umschlossenen Innenraum (3) aufweist. In dem Innenraum ist eine Ringspule 4 angeordnet. Das Gehäuse 10 weist weiterhin einen Durchführbereich 6 auf, der sich von einer Oberseite (20) zu einer Unterseite (30) des Gehäuses erstreckt. Bei einem Schnitt in einer Ebene II-II durch das Gehäuse (10) wird der Durchführbereich (6) vollständig von dem Innenraum (3), der Ringspule (4) und der Gehäusewand (2) umfasst.

Description

Elektronisches Gerät mit einem Gehäuse
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem elektronischen Gerät mit einem Gehäuse nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.
Es sind bereits elektronische Geräte mit einem Gehäuse bekannt, wobei diese Geräte üblicherweise eine Gehäusewand und einen von der Gehäusewand umschlossenen Innenraum aufweisen. Im Innenraum eines derartigen Gehäuses kann eine Ringspule eingeordnet werden, die zur Messung eines Stromflusses dient. Dazu wird in dem Gehäuse ein Stromleiter ausgebildet, wobei der Stromleiter von der Ringspule umschlossen wird.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße elektronische Gerät mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass ein stromführendes Element von einer Ringpule mit Kern umfasst werden kann, ohne dass dazu im Inneren des Gehäuses ein Stromleiter vorgesehen werden muss. Der Herstellungsaufwand für das elektronische Gerät wird daher gering gehalten. Weiterhin kann das fertige elektronische Gerät nachträglich relativ zu einem Stromleiter angeordnet werden.
Weitere Vorteile und Verbesserungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche. Die Ringspule, zusammen mit einer elektronischen Auswerteschaltung, ist insbesondere als Stromsensor ausgebildet. Die Auswertung des Signals der Ringspule kann besonders einfach erfolgen, wenn innerhalb des Gehäuses auch ein elektronischer Schaltkreis zur Auswertung vorgesehen ist. Wenn der Durchfuhrbereich zur Aufnahme eines stromführenden Bolzens ausgebildet ist, so kann eine besonders einfache mechanische Befestigung des elektronischen Geräts an diesen Bolzen erfolgen. Das elektronische Gerät ist insbesondere zur Anwendung in einem Kfz geeignet, da es besonders einfach und robust aufgebaut ist. Eine bevorzugte Anwendung ist dabei die Überwachung des Stromflusses aus einer Batterie des Kraftfahrzeugs.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
In der Figur 1 wird ein Querschnitt durch das erfindungsgemäße elektronische Gerät gezeigt,
Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II der Figur 1, und
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch das elektronische Gerät mit einem durch den
Durchführbereich geführten stromführenden Bolzen.
Beschreibung
In der Figur 1 wird ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes elektronisches Gerät gezeigt. Das elektronische Gerät weist ein zweiteiliges Gehäuse, bestehend aus einem Deckel 1 und einem Boden 2 auf, die jeweils die Gehäusewand bilden. Die Gehäusewände 1, 2 umschließen einen Innenraum 3, in dem eine Ringspule mit Kern 4 und ein elektronischer Schaltkreis 5 angeordnet sind. Der Gehäusedeckel 1 bildet eine Oberseite 20 des Gehäuses 10, und der Gehäuseboden 2 weist eine Unterseite 30 des Gehäuses 10 auf. Weiterhin weist das Gehäuse 10 einen Durchführbereich 6 auf, der sich von der Oberseite 20 bis zur Unterseite 30 erstreckt. Der Durchführbereich 6 ist ein vom Gehäuse freigehaltener Bereich, der von dem Gehäuse 10 in der Art einer topografischen Ringstruktur umfasst wird. Das Gehäuse 10 umfasst somit mit seinen Gehäusewänden 1, 2 den Durchführbereich 6. Besonders deutlich wird dies, wenn man einen Schnitt entlang der Ebene II-II der Figur 1, wie er in der Figur 2 dargestellt wird, betrachtet.
In der Figur 2 wird ein Querschnitt entlang der Ebene 11-11 der Figur 1 gezeigt. Mit den Bezugszeichen 2, 3, 4, 5 und 6 werden wieder die gleichen Gegenstände wie in der Figur 1 bezeichnet. Der Durchführbereich 6 wird in der Schnittebene vollständig von der Gehäusewand 2, der Ringspule 4 und dem Innenraum 3 umschlossen. Das Gehäuse ist somit als topografischer Ring ausgebildet, welches den Durchführbereich 6 vollständig umfasst.
Das so gebildete elektronische Gerät ist besonders für eine Strommessung geeignet. Dazu wird durch den Durchführbereich 6 hindurch ein Stromleiter geführt, derart, dass ein Stromfluss nur in eine Richtung erfolgt. Die Ringspule 4 weist einen Weicheisenkern auf der als geschlossener Ring um den Durchfuhrbereich 6 herum angeordnet ist. Um diesen Ringkern herum ist dann eine Meßspule gewunden, in der das eigentliche Meßsignal erzeugt wird. Bei einem Stromfluss durch den Durchführbereich 6 in eine Richtung hindurch wird so in der Ringspule 4 ein Signal induziert, welches von einer elektronischen Schaltung, die unmittelbar neben der Ringspule 4 angeordnet ist, nachgewiesen werden kann. Dafür benötigte Verbindungsdrähte zwischen der Ringspule 4 und der elektronischen Schaltung 5 sind in den Figuren 1 und 2 aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt.
Das so geschaffene elektronische Gerät ermöglicht eine besonders einfache Strommessung, indem durch den Durchsteckbereich 6 hindurch ein Stromleiter gesteckt wird. Das elektronische Gerät kann komplett fertiggestellt werden und kann in einem nachfolgenden Schritt entsprechend zu dem Stromleiter angeordnet werden.
In der Figur 3 wird eine besonders einfache Anordnung eines derartigen Stromleiters in dem Durchfuhrbereich 6 gezeigt. In der Figur 3 wird ein Querschnitt durch das Gehäuse 10 entsprechend der Figur 1 gezeigt. Mit den Bezugszeichen 1, 2, 3, 4, 5 und 6 werden wieder die gleichen Gegenstände bezeichnet, wie in der Figur 1. Durch den Durchfuhrbereich 6 hindurch ist hier ein stromführender Bolzen 50 gezeigt, der an seinem Oberteil ein Gewinde aufweist. Das Gewinde des Anschlussbolzens 50 wirkt mit einem entsprechenden Gewinde einer Mutter 51 zusammen. Durch Aufschrauben der Mutter 51 auf das Gewinde des Anschlussbolzens 50 wird eine Anschlusslasche 52 zwischen dem Gehäusedeckel 1 und der Mutter 51 angepresst. Der Strombolzen 50 geht einstückig in einen Massebereich 53 über.
Die so gezeigte Vorrichtung ist beispielsweise als Masseanschluss für eine Batterie in einem Kraftfahrzeug geeignet. Der Massebereich 53 wird durch die Karosserie des Kraftfahrzeugs gebildet, an der der Strombolzen 50 entsprechend einstückig angebracht ist. Das elektronische Gerät wird einfach mit dem Durchführungsbereich 6 über den Strombolzen 50 gesteckt und anschließend wird die Stromführungslasche 52 mit der Mutter 51 verschraubt. Die Anschlusslasche 52 ist durch ein entsprechendes Kabel mit dem Massepol der Batterie verbunden. Durch diese Vorrichtung kann einfach der gesamte Stromfluss durch die Batterie überwacht werden, und es kann entsprechend zurückgeschlossen werden, wie der Ladezustand der Batterie zum jeweiligen Zeitpunkt aussieht. Der Ladezustand der Batterie kann beispielsweise in den elektronischen Schaltkreisen 5 berechnet werden und anderen elektronischen Geräten des Kraftfahrzeugs über ein hier nicht dargestelltes Bussystem zur Verfügung gestellt werden. Es wird so ein Energiemanagement der Batterie des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Es sind aber noch andere Vorgehensweisen zur Befestigung des Gehäuses an einer Karosserie und des Massekabels an einem als Bolzen ausgebildeten Masseanschluß möglich. Eine Form der besonders sichereren Befestigung des Kabelschuhs des Massekabels ist ein Absatz am Ende des Bolzens, so dass der Kabelschuh noch eine Auflagefläche am Bolzen hat. Der Kabelschuh wird dann mit einem kleineren Gewinde am Ende des Bolzens befestigt. Es gibt dann weitere Möglichkeiten der Gerätebefestigung:
- wie dargestellt mit einer Schraube Gerät zusammen mit Kabelschuh,
- Gerät an separaten Gehäusebefestigungselementen, Kabelschuh an Bolzenende an kleinerem Gewinde und
Gerät mit großem Außengewinde am Bolzen und am Bolzenende mit kleinerem Gewinde der Kabelschuh.
Neben dem Massepol der Batterie ist aber auch jeder andere Stromleiter denkbar durch den ein Strom fließt. Wenn der Ladezustand einer Batterie in einem KFZ beurteilt werden soll, dann ist ein entsprechender Stromleiter durch den der gesamte Strom der Batterie fließt zu verwenden. Dieser kann aber auch auf der Plusseite der Batterie oder in einem Sicherungskasten des KFZ angeordnet sein. Durch die Auswahl eines entsprechenden Stromleiters kann auch der Stromverbrauch einer einzelnen Komponente beobachtet werden.

Claims

Ansprüche
1. Elektronisches Gerät mit einem Gehäuse ( 10), wobei das Gehäuse (10) eine Gehäusewand (1, 2) und einen von der Gehäusewand (1, 2) umschlossenen Innenraum (3) aufweist, wobei im Innenraum (3) eine Ringspule (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) einen Durchführbereich (6) aufweist, wobei der Durchführbereich (6) von einer Oberseite (20) bis zu einer Unterseite (30) des Gehäuses (10) reicht und dass bei einem Schnitt in einer Ebene II-II durch das Gehäuse (10) der Durchführbereich (6) vollständig vom Innenraum (3), der Ringspule (4) und der Gehäusewand (2) umfasst wird.
2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) in der Art einer topografischen Ringstruktur um den Durchführbereich (6) herum ausgebildet ist.
3. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringspule (4) als Stromsensor ausgebildet ist.
4. Elektronisches Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenraum (3) elektronische Schaltkreise (5) angeordnet sind, die zur Auswertung des Signals des Stromsensors (4) ausgebildet sind.
5. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchführbereich (6) zur Aufnahme eines stromführenden Bolzens (50) ausgebildet ist.
6. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiclinet, dass das Gehäuse (10) zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug ausgebildet ist.
7. Elektronisches Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Überwachung des Stromflusses einer Batterie des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.
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