WO2022101310A1

WO2022101310A1 - Elektronikeinheit für einen elektrischen kältemittelantrieb

Info

Publication number: WO2022101310A1
Application number: PCT/EP2021/081316
Authority: WO
Inventors: Christopher LIEPOLD; Holger Schmitt
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2020-11-13
Filing date: 2021-11-11
Publication date: 2022-05-19
Anticipated expiration: 2023-05-13
Also published as: DE102020214324A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektronikeinheit (20) für einen elektrischen Kältemittelantrieb (2), aufweisend ein Elektronikgehäuse (16) mit einer darin aufgenommenen Leiterplatte (30), wobei mindestens ein Kontaktelement (32, 32') zur Kontaktierung eines Anschlussendes (34, 48) auf der Leiterplatte (30) angeordnet ist, wobei das Kontaktelement (32, 32') eine an der Leiterplatte (30) angeordnete Montageplatte (54) und zwei Kontaktlaschen (56) aufweist, wobei das Anschlussendes (34, 48) zumindest abschnittsweise zwischen den Kontaktlaschen (56) angeordnet ist, und wobei das Kontaktelement (32, 32') eine Eigenfrequenz von mindestens 6 Kilohertz aufweist.

Description

Beschreibung

Elektronikeinheit für einen elektrischen Kältemittelantrieb

Die Erfindung betrifft eine Elektronikeinheit für einen elektrischen Kaltem ittelan- trieb, aufweisend ein Elektronikgehäuse mit einer darin aufgenommenen Leiterplatte mit mindestens einem Kontaktelement zur Kontaktierung eines Anschlussendes. Die Erfindung betrifft weiterhin einen elektrischen Kaltem ittelantrieb mit einer solchen Elektronikeinheit sowie ein Kontaktelement.

Bei Kraftfahrzeugen sind regelmäßig Klimaanlagen eingebaut, die mit Hilfe einer einen Kältemittelkreislauf bildenden Anlage den Fahrzeuginnenraum klimatisieren. Derartige Anlagen weisen grundsätzlich einen Kreislauf auf, in dem ein Kältemittel geführt ist. Das Kältemittel, beispielsweise R-134a (1 ,1 ,1 ,2-Tetrafluorethan) oder R-744 (Kohlenstoffdioxid), wird an einem Verdampfer erwärmt und mittels eines (Kältemittel-)Verdichters beziehungsweise Kompressors verdichtet, wobei das Kältemittel anschließend über einen Wärmetauscher die aufgenommene Wärme wieder abgibt, bevor es über eine Drossel erneut zum Verdampfer geführt wird.

In derartigen Anwendungen sind beispielsweise Scroll-Maschinen als Kompressoren beziehungsweise Verdichter für das Kältemittel grundsätzlich möglich. Derartige Scrollverdichter weisen typischerweise zwei relativ zueinander bewegbare Scroll-Teile auf, die im Betrieb nach Art einer Verdrängerpumpe arbeiten. Die beiden Scroll-Teile sind hierbei typischerweise als ein ineinander verschachteltes (schneckenförmiges) Spiralen- oder Scrollpaar ausgeführt. Mit anderen Worten greift eine der Spiralen zumindest teilweise in die andere Spirale ein. Die erste (Scroll-)Spirale ist hierbei in Bezug auf ein Verdichtergehäuse feststehend (stationärer Scroll, Statorscroll, engl.: fixed scroll), wobei die zweite (Scroll-)Spirale (beweglicher Scroll, Rotorscroll, engl.: movable/orbiting scroll) mittels eines Elektromotors innerhalb der ersten Spirale orbitierend angetrieben ist.

Ein insbesondere bürstenloser Elektromotor als elektrische (Drehstrom -)Maschine weist üblicherweise einen mit einer mehrphasigen Feld- oder Statorwicklung ver- i sehenen Stator auf, welcher koaxial zu einem Rotor mit einem oder mehreren Permanentmagneten angeordnet ist. Sowohl der Rotor als auch der Stator sind beispielsweise als Blechpakete aufgebaut, wobei Statorzähne in dazwischenliegenden Statornuten die Spulen der Statorwicklung tragen.

Bei einem bürstenlosen Elektromotor wird der zur Speisung der Statorwicklung vorgesehene Wechselstrom üblicherweise von einem Umrichter (Wechselrichter) erzeugt. Bei kleineren Elektromotoren ist dieser Umrichter zusammen mit einer zugeordneten Steuerelektronik häufig in einem Elektronikgehäuse, welches beispielsweise als Elektronikfach in ein Motorgehäuse integriert ist, aufgenommen. Bei einer solchen Elektronikeinheit erfolgt eine Verbindung oder Kontaktierung von elektronischen Komponenten zu außerhalb der Elektronikeinheit liegenden Komponenten regelmäßig über elektrisch leitfähige Verbindungs- oder Kontaktelemente.

Insbesondere werden hierbei beispielsweise Spulenenden einer Gleichtaktdrossel (engl.: common mode choke) oder einer Statorspule mit der Elektronik der Elektronikeinheit kontaktiert. Im Betrieb des Kältemittelantriebs treten in der Regel Schwingungen und Vibrationen von etwa 2 kHz (Kilohertz) mit 6 kHz Oberwellen auf, welche sich als Körperschall auf die Elektronikeinheit und insbesondere auf die Kontaktelemente ausbreiten. Die Kontaktelemente - und somit die damit hergestellte elektrisch leitende Verbindung mit den Spulenenden - sind somit im Betrieb hochfrequent belastet.

Die insbesondere als Löt- und/oder Schweißkontakte ausgeführten Kontaktelemente weisen zum Beispiel eine etwa stuhlförmige Geometrie auf. Häufig weisen derartige Kontaktelemente eine vergleichsweise niedrige (mechanische) Eigenfrequenz von etwa 1700 Hz (Hertz) auf, wodurch die elektrische Kontaktierung nachteiligerweise eine reduzierte Lebenserwartung aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Elektronikeinheit für einen Kältemittelantrieb anzugeben. Insbesondere soll eine besonders langlebige elektrische Kontaktierung zwischen einer Elektronik der Elektronikeinheit und einer externen elektrischen Komponente realisiert werden. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeigneten elektrischen Kaltem ittelantrieb sowie ein besonders geeignetes Kontaktelement anzugeben.

Hinsichtlich der Elektronikeinheit wird die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Kaltem ittelantriebs mit den Merkmalen des Anspruchs 11 sowie hinsichtlich des Kontaktelements mit den Merkmalen des Anspruchs 13 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Elektronikeinheit ist für einen elektrischen Kältemittelantrieb vorgesehen, sowie dafür geeignet und eingerichtet. Die Elektronikeinheit weist ein Elektronikgehäuse mit einer darin aufgenommenen Leiterplatte auf. Auf der Leiterplatte ist beispielsweise eine Steuer- und/oder Wechselrichterelektronik für einen Elektromotor des Kältemittelantriebs angeordnet.

Die Elektronikeinheit weist mindestens ein Kontakt- oder Kontaktierungselement (Kontaktstück) zur elektrisch leitfähigen Kontaktierung eines Anschlussendes auf. Das Kontaktelement ist hierbei auf der Leiterplatte angeordnet. Unter einem Anschlussende ist hierbei insbesondere ein Ende oder Endabschnitt einer Leitung oder eines Drahtes einer elektrischen Komponente zu verstehen. Die elektrische Komponente des Anschlussendes ist hierbei extern zu der Elektronikeinheit, also insbesondere außerhalb des Elektronikgehäuses, angeordnet, und ist lediglich abschnittsweise über das Anschlussende in die Elektronikeinheit hineingeführt. Vorzugsweise ist das Anschlussende ein Spulenende, also ein Ende eines Spulenoder Wicklungsdrahtes einer elektrischen Spule.

Bei einem Kältemittelantrieb mit etwa 48 V (Volt) Betriebsspannung ist das Spulenende beispielsweise einer Drosselspule, insbesondere einer Gleichtaktdrossel, eines Anschlusssteckverbinders oder Steckeradapters zugeordnet, welcher als Schnittstelle zwischen der Elektronikeinheit und einem Fahrzeugbordnetz angeordnet ist. Im Falle eines Hochvolt-Kältemittelantriebs mit einer Betriebsspannung von beispielsweise 470 V, ist das Spulenende vorzugsweise einer Statorspule, also einer Motor- oder Phasenwicklung, eines bürstenlosen Elektromotors des Kaltem ittelantriebs zugeordnet. Dies bedeutet, dass das Kontaktelement vorzugsweise als ein Gleichteil für die Spulenenden der Drosselspulen und für die Durchkontaktierung der Enden der Statorspulen bereitgestellt ist.

Das Kontaktelement weist erfindungsgemäß eine an der Leiterplatte angeordnete Montageplatte sowie zwei Kontaktlaschen auf. Die Kontaktlaschen sind beispielsweise parallel zueinander orientiert. Die Montageplatte bildet somit einen Fußbereich des Kontaktelements, an welchen die vorzugsweise parallelen Kontaktlaschen angeformt sind. Das zu kontaktierende Anschlussende ist zumindest abschnittsweise zwischen den Kontaktlaschen angeordnet. Mit anderen Worten ist das Anschlussende zumindest abschnittsweise von den Kontaktlaschen eingefasst, vorzugsweise liegen die Kontaktlaschen zumindest bereichsweise an dem Anschlussende an. Dadurch weist das Kontaktelement ein mechanisch robustes Design auf.

Die Eigenfrequenz des Kontaktelements beträgt mindestens 6 kHz. Dies bedeutet, dass das Kontaktelement eine Eigenfrequenz größer oder gleich 6 kHz aufweist. Dadurch ist das Kontaktelement hinsichtlich im Betrieb auftretender Schwingungen und Vibrationen des Kältemittelantriebs im Wesentlichen vibrationsfest ausgeführt. Somit ist auch bei hochfrequenten Belastungen des Kontaktelements eine zuverlässige elektrische Kontaktierung gewährleistet. Dadurch wird eine besonders zuverlässige und langlebige elektrische Kontaktierung über die Lebensdauer der Elektronikeinheit beziehungsweise des Kältem ittelantriebs realisiert. Dadurch ist eine besonders geeignete Elektronikeinheit gebildet.

In einer geeigneten Ausführungsform ist das Kontaktelement etwa U-förmig mit der an der Leiterplatte angeordneten Montageplatte als horizontalen U-Schenkel und zwei hierzu beidseitig angeordneten Kontaktlaschen als vertikale U-Schenkel ausgeführt. In einer ebenso geeigneten Ausführungsform weist das Kontaktelement beispielsweise im Querschnitt eine S-Form auf, wobei die Montageplatte den unteren horizontalen S-Schenkel und die Kontaktlaschen den oberen horizontalen S-Schenkel bilden, und wobei ein S-Schlag oder S-Bogen zwischen den S-Schen- keln vorgesehen ist. Der S-Schlag oder S-Bogen wirkt beispielsweise zur Zugentlastung des kontaktierten Anschlussendes.

In einer vorteilhaften Ausführung ist das Kontaktelement als ein Löt-Schweißkon- takt ausgeführt. Insbesondere wird hierbei zur elektrischen Kontaktierung eine stoffschlüssige Löt-Schweißverbindung zwischen den Kontaktlaschen und dem dazwischen eingefassten Anschlussende realisiert. Dadurch ist eine zuverlässige und stabile elektrische Kontaktierung realisiert. Insbesondere ist das Anschlussende somit an zumindest zwei Punkten, zur einen Kontaktlasche und zur anderen Kontaktlasche, mit dem Kontaktelement verbunden, wodurch die Robustheit und Eigenfrequenz der elektrischen Kontaktierung verbessert ist.

Unter einem „Stoffschluss“ oder einer „stoffschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass die miteinander verbundenen Teile an Ihren Kontaktflächen durch stoffliche Vereinigung oder Vernetzung (beispielsweise aufgrund von atomaren oder molekularen Bindungskräften) gegebenenfalls unter Wirkung eines Zusatzstoffs zusammengehalten werden.

In einer geeigneten Weiterbildung weist die beispielsweise rechteckförmige Montageplatte eine zentrale Durchführöffnung auf. Bei einer Hochvolt-Anwendung ist das Anschlussende beispielsweise ein Spulenende einer Statorspulen- oder Phasenwicklung, welches einer Statorstirnseite etwa senkrecht emporsteht. Das Spulenende ist hierbei insbesondere durch ein mit der Durchführöffnung mündendes Loch der Leiterplatte geführt, so dass das Spulenende vertikal oder senkrecht zur Leiterplatte oder Montageplatte, also im Wesentlichen parallel zu den Kontaktlaschen, orientiert ist. Die Durchführöffnung und das Leiterplattenloch sind hierbei beispielsweise als axial mündende Langlöcher ausgeführt, so dass ein Toleranzoder Spielausgleich des Spulenendes quer zur Vertikalrichtung ermöglicht ist.

Dadurch ist eine verbesserte Durchkontaktierung der Enden der Statorspulen realisiert. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Kontaktelement an einer Längsseite der Montageplatte mindestens eine Klemmkralle zur form- und/oder kraftschlüssigen Befestigung an der Leiterplatte auf. Dadurch ist eine besonders stabile und robuste Montage oder Befestigung des Kontaktelements realisiert.

Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.

Unter einem „Formschluss“ oder einer „formschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass der Zusammenhalt der miteinander verbundenen Teile zumindest in einer Richtung durch ein unmittelbares Ineinandergreifen von Konturen der Teile selbst oder durch ein mittelbares Ineinandergreifen über ein zusätzliches Verbindungsteil erfolgt. Das „Sperren“ einer gegenseitigen Bewegung in dieser Richtung erfolgt also formbedingt.

Unter einem „Kraftschluss“ oder einer „kraftschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass die miteinander verbundenen Teile aufgrund einer zwischen ihnen wirkenden Reibkraft gegen ein Abgleiten aneinander gehindert sind. Fehlt eine diese Reibkraft hervorrufende „Verbindungskraft“ (dies bedeutet diejenige Kraft, welche die Teile gegeneinanderdrückt, beispielsweise eine Schraubenkraft oder die Gewichtskraft selbst), kann die kraftschlüssige Verbindung nicht aufrechterhalten und somit gelöst werden.

In einer geeigneten Ausbildung ist die mindestens eine Klemmkralle aus der Ebene der Montageplatte aufgebogen. Insbesondere ist die Klemmkralle weg von den Kontaktlaschen, also gegengerichtet zu den Kontaktlaschen, gebogen. In einer vorteilhaften Weiterbildung greift die mindestens eine Klemmkralle in eine Befestigungsöffnung der Leiterplatte ein. Dadurch ist eine besonders stabile und sichere Befestigung des Kontaktelements realisiert. Geeigneterweise weist das Kontaktelement zwei Klemmkrallen auf, welche an gegenüberliegenden Seiten der Montageplatte angeordnet sind, und welche in jeweils eine Befestigungsöffnung eingreifen. Dadurch ist eine Stabilisierung hinsichtlich tangentialer Kräfte, also ein Verdrehschutz, für das Kontaktelement realisiert.

In einer besonders kompakten und materialsparenden Ausführung ist die mindestens eine Klemmkralle aus einer Kontaktlasche freigestellt. Mit anderen Worten weist die Kontaktlasche eine Aussparung oder Stanzöffnung am festendseitigen Bereich der Montageplatte auf, durch welchen die Klemmkralle freigestellt ist.

Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Kontaktlaschen jeweils mit einer Prägung versehen sind. Die Prägungen sind zu einer Kontaktierungsorientierung eines Schweißwerkzeugs, insbesondere einer Schweißzange, zur Kontaktierung der Kontaktlaschen mit dem jeweiligen Spulen-/An- schlussende vorgesehen, sowie dafür geeignet und eingerichtet. Die Prägungen sind hierbei von außen in die Kontaktlaschen eingebracht, so dass die dadurch bewirkte Wölbung oder Bombierung nach innen, also in Richtung des Anschlussendes beziehungsweise auf die jeweils andere Kontaktlasche hin gerichtet ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Prägung senkrecht oder quer zu der Ausrichtung des zu kontaktierenden Anschlussendes orientiert. Mit anderen Worten ist der Verlauf oder die Richtung der Prägung senkrecht oder quer zu dem Anschlussende angeordnet. Dies bedeutet, dass die Prägung bei einer Längsausrichtung des Anschlussendes zu den Kontaktlaschen, also wenn das Anschlussende parallel zu den Kontaktlaschen orientiert ist, quer, und bei einer Querausrichtung des Anschlussendes zu den Kontaktlaschen, also wenn das Anschlussende quer oder senkrecht zu den Kontaktlaschen orientiert ist, längs in die Kontaktlaschen eingebracht ist. Die Längsausrichtung ist somit etwa senkrecht zu Leiterplatte oder Montageplatte orientiert, wobei die Querausrichtung etwa parallel zur Leiterplatte oder Montageplatte angeordnet ist.

Das Kontaktelement ist vorzugsweise als Gleichteil für die Spulenenden der Drosselspulen und für die Durchkontaktierung der Enden der Statorspulen ausgebildet. Das Kontaktelement unterscheidet sich hierbei lediglich in der auf die Kontaktlaschen aufgebrachten Prägung, die bei Längsausrichtung der Spulenenden quer und bei Querausrichtung der Spulenenden längs orientiert ist. Dadurch ist eine besonders einfache und zuverlässige Kontaktierung ermöglicht.

In einer konstruktiv einfachen und kostengünstigen Ausführung ist das mindestens eine Kontaktelement als ein einstückiges, also einteiliges oder monolithisches, Stanzbiegeteil ausgeführt.

In einer bevorzugten Anwendung ist die vorstehend beschriebene Elektronikeinheit Teil eines erfindungsgemäßen elektrischen Kältemittelantriebs. Die im Hinblick auf die Elektronikeinheit angeführten Vorteile und Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf den Kältemittelantrieb übertragbar und umgekehrt.

Der Kältemittelantrieb ist beispielsweise als Verdichter oder Kompressor, insbesondere als ein Scrollverdichter, für ein Kältemittel einer Fahrzeugklimaanlage ausgeführt.

Der Kältemittelantrieb weist beispielsweise einen feststehenden Scroll und einen beweglichen, dies bedeutet im angetriebenen Zustand - also im Betrieb (Verdichterbetrieb) - orbitierenden (oszillierenden) Scroll auf. Der bewegliche Scroll ist nachfolgend auch als orbitierender Scroll bezeichnet. Der Kältemittelantrieb weist beispielsweise einen elektrischen oder elektromotorischen Antrieb auf, welcher über eine Motorwelle (Antriebswelle) den beweglichen Scroll antreibt.

Durch die Elektronikeinheit ist eine zuverlässige und langlebige Kontaktierung der elektrischen Komponenten des Kältemittelantriebs mit der Elektronikeinheit realisiert. Dadurch ist ein besonders geeigneter Kältemittelantrieb gegeben.

In einer denkbaren Ausgestaltung ist das mittels des mindestens einen Kontaktelements kontaktierte Anschlussende ein Spulenende einer Statorspule eines Elektromotors, oder ein Spulenende einer Drosselspule (Gleichtaktdrossel) eines Steckeradapters. Die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der Elektronikeinheit und/oder dem Kaltem ittelantrieb gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße Kontaktelement und umgekehrt.

Das, insbesondere einstückige und als Löt-Schweißkontakt ausgebildete, Kontaktelement ist beispielsweise etwa S- oder U-förmig mit einer Montageplatte und mit zwei hieran angeordneten, parallelen Kontaktlaschen. Das Kontaktelement weist beispielsweise eine Wölbung oder Prägung der Kontaktlaschen sowie eine Durchgangsöffnung im Bereich der Montageplatte auf. Das vorzugsweise als Gleichteil für die Spulenenden der Drosselspulen und für die Durchkontaktierung der Enden der Statorspulen bereitgestellte Kontaktelement unterscheidet sich je Anwendung lediglich in einer auf die Kontaktlaschen aufgebrachten Prägung, welche bei Längsausrichtung der Spulenenden quer und bei Querausrichtung der Spulenenden längs orientiert ist. Die Prägungen dienen der Kontaktierungsorientierung der Schweißzange zur Kontaktierung der Laschen mit dem jeweiligen Spulen-/An- schlussende. Das mechanisch robuste Kontaktelement weist eine Eigenfrequenz größer als 6 kHz auf, und ist somit hinsichtlich auftretender Schwingungen oder Vibrationen im Betrieb des Kältemittelantriebs vibrationsfest oder vibrationsbeständig.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in perspektivischen Darstellungen:

Fig. 1 einen elektrischen Kältemittelantrieb,

Fig. 2 eine Elektronikeinheit des Kältemittelantriebs in einer ersten Ausführungsform mit einem demontierten Steckeradapter,

Fig. 3 die Elektronikeinheit des Kältemittelantriebs in der ersten Ausführungsform,

Fig. 4 ausschnittsweise eine Elektronikeinheit des Kältemittelantriebs in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 5 ein Kontaktelement der Elektronikeinheit, Fig. 6 ausschnittsweise die Leiterplatte mit Blick auf eine dem Kontaktelement gegenüberliegende Plattenunterseite,

Fig. 7a bis 9b drei unterschiedliche Ausführungsformen des Kontaktelements, Fig. 10 ausschnittsweise eine Elektronikeinheit des Kaltem ittelantriebs in einer dritten Ausführungsform, und

Fig. 11 eine vierte Ausführungsform des Kontaktelements.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kaltem ittelantrieb 2, welcher beispielsweise als Kältemittelverdichter, insbesondere als Scrollverdichter, in einem nicht näher dargestellten Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs verbaut ist. Der Kältemittelantrieb 2 weist einen elektrischen (elektromotorischen) Antrieb 4 und ein mit diesem gekoppelten Verdichterkopf 6 auf. Zwischen dem Antrieb 4 und dem Verdichterkopf 6 ist ein Lagerschild (Center Plate) 8 als mechanische Schnittstelle vorgesehen, mittels welchem der Verdichterkopf 6 antriebstechnisch an den Antrieb 4 angebunden ist.

Das Lagerschild 8 bildet eine Zwischenwand zwischen einem Antriebsgehäuse 10 und einem Verdichterkopfgehäuse 12. Der Verdichterkopf 6 ist mittels umfangsseitig verteilten, sich in eine Axialrichtung A des Kältemittelantriebs 2 erstreckenden Flanschverbindungen 14 mit dem Antrieb 4 verbunden (gefügt, geschraubt), welche in den Figuren lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen sind.

Ein verdichterkopfseitiger Gehäuseteilbereich des Antriebsgehäuses 10 ist als ein Motorgehäuse zur Aufnahme eines nicht näher gezeigten Elektromotors ausgebildet und einerseits durch eine nicht gezeigte, integrierte Gehäusezwischenwand zu einem mit einem Gehäusedeckel versehenen Elektronikgehäuse 16 mit einer den Elektromotor ansteuernden Motorelektronik (Elektronik) 18 und andererseits durch die mechanische Schnittstelle 8 verschlossen. Das Elektronikgehäuse 16 ist somit als ein Elektronikfach des Antriebs 4 ausgebildet. Das Elektronikgehäuse 16 und die Elektronik 18 sind Teil einer Elektronikeinheit 20 des Kältemittelantriebs 2. Die Elektronikeinheit 20 weist einen Steckeradapter 22 zur elektrischen Kontaktierung der Elektronik 16 an ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs auf.

Der Kältemittelantrieb 2 weist einen (Kältemittel-)Einlass oder (Kältemittel-)Zu- lauf 24 und einen (Kältemittel-)Auslass 26 zum Anschluss an den Kältemittelkreislauf auf. Der Einlass 24 ist in einem dem Elektronikgehäuse 16 zugewandten Bereich des Motorgehäuses angeformt. Der Auslass 22 ist an einem Boden eines Verdichterkopfgehäuses 12 angeformt. Im angeschlossenen Zustand bildet der Einlass 24 die Niederdruck- oder Saugseite (Sauggasseite) und der Auslass 26 die Hochdruck- oder Pumpseite (Pumpenseite) des Kältemittelantriebs 2.

Der insbesondere bürstenlose Elektromotor weist einen drehfest mit einer Motorwelle gekoppelten Rotor auf, welcher rotierbar innerhalb eines Stators 27 (Fig. 4) angeordnet ist. Die Motorwelle ist mittels zwei Lagern drehbar oder rotierbar im Antriebsgehäuse 10 gelagert.

Der Verdichterkopf 6 weist beispielsweise einen im Verdichtergehäuse 12 angeordneten beweglichen Scroll (Scrollteil) auf. Dieser ist mittels eines Antirotationsmechanismus an die Motorwelle des Elektromotors gekoppelt. Der bewegliche Scroll ist im Betrieb des Scrollverdichters orbitierend angetrieben. Der Verdichterkopf 6 weist zudem einen starren, also gehäusefest im Verdichtergehäuse 12 befestigten, feststehenden Scroll (Scrollteil) auf. Die beiden Scrolls (Scrollteile) greifen mit deren Schnecken- oder spiralförmigen Spiralwänden (Scrollwänden, Scrollspiralen) ineinander, die von einer jeweiligen Basisplatte axial emporragen. Im Verdichterbetrieb ist die Motorwelle rotierend angetrieben, wobei die Rotationsbewegung der Motorwelle mittels des Antirotationsmechanismus in eine orbitierende Bewegung des Scrolls umgesetzt wird.

In den Figuren 2 und 3 ist eine erste Ausführungsform des Kältemittelantriebs 2 sowie der Elektronikeinheit 20 gezeigt. Der Kältemittelantrieb 2 weist hierbei eine 48 V (Volt) Betriebsspannung auf. Die Betriebsspannung wir über den Steckeradapter 22 zugeführt, welcher mittels vier Schrauben 28 an das Elektronikgehäuse 16 gefügt ist.

Die Elektronik 18 weist eine Leiterplatte 30 auf, auf welcher eine Anzahl von nicht näher bezeichneten elektrischen Komponenten angeordnet ist. Zur Versorgung der Komponenten der Elektronik 18 mit der Betriebsspannung sind vier Kontaktelemente 32 vorgesehen, welche paarweise jeweils ein Anschlussende 34 einer externen Komponente 36, also einer Komponente außerhalb des Elektronikgehäuses 16, elektrisch leitend kontaktieren. Die Komponente 36 ist in dieser Ausführung insbesondere eine Gleichtaktdrossel des Steckeradapters 22, welche einen kreisringförmigen Drosselkern 38 sowie zwei darum gewickelte Drosselspulen 40 aufweist, deren elektronikseitigen Spulenenden die Anschlussenden 34 bilden. Die Anschluss- oder Spulenenden 38 werden zur Montage durch eine oder mehrere Durchführöffnungen in der Wand des Elektronikgehäuses 16 geführt. Zur Abdichtung der Durchführöffnungen ist ein Dichtungsring 42 des Steckeradapters 22 vorgesehen.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 werden die Anschlussenden 38 hierbei durch eine Anschlussklemme 44 geführt und mit den Kontaktelementen 32 verbunden. Die Anschlussklemme 44 dient der Fixierung und Zugentlastung der Anschlussenden 38. Die aus Kunststoff hergestellte Anschlussklemme 44 ist im Wesentlichen als ein Ring mit zwei Augen als Durchgangsöffnung für die Anschlussenden 34 ausgeführt, wobei zwischen den Öffnungen ein Schraubenloch für eine axiale Klemmschraube 46 vorgesehen ist. Bei eingeführten Anschlussenden 34 wird mittels der Klemmschraube 46 der Lochquerschnitt der Augen oder Durchgangsöffnungen des Rings verringert, und somit die Anschlussenden 34 im Elektronikgehäuse 16 geklemmt. Die Anschlussklemme 44 ist zum Beispiel zweiteilig ausgeführt, wobei ein unterer Bereich auf bzw. mit der Leiterplatte 18 verbunden ist, und ein oberer Bereich zur Aufnahme der Anschlussenden 34 dient. Mit der Klemmschraube 46 wird der obere mit dem unteren Bereich verbunden. In der Ausführung der Fig. 3 ist keine Anschlussklemme 44 vorgesehen. Dies bedeutet, dass die Fixierung und Zugentlastung der Anschlussenden 34 lediglich anhand der Kontaktelemente 32 erfolgt.

Der Elektromotor beziehungsweise der Stator 27 des Kältemittelantriebs 2 ist in der Ausführung der Fig. 2 und Fig. 3 insbesondere sechsphasig ausgeführt, und weist somit sechs (Motor-)Phasen oder Phasenanschlüsse auf. Die Phasenwicklungen sind als (Stator-)Spulen auf den Stator aufgebracht, wobei die Phasenoder Spulenenden als Anschlussenden 48 axial oder senkrecht durch die integrierte Gehäusezwischenwand in das Elektronikgehäuse 16 und durch die Leiterplatte 39 geführt sind.

Die Fig. 4 zeigt ausschnittsweise eine zweite Ausführungsform des Kältemittelantriebs 2 und der Elektronikeinheit 20, ohne den Verdichterkopf 6 und ohne das Antriebsgehäuse 10 und Elektronikgehäuse 16. Der Kältemittelantrieb 2 weist in dieser Ausführung eine Betriebsspannung von 470 V auf, wobei der Stator 27 beziehungsweise der Elektromotor dreiphasig ausgeführt ist, so dass lediglich drei Anschlussenden 48 durch langlochartige Leiterplattenlöcher 50 geführt sind. Das beispielsweise in Fig. 6 dargestellte Leiterplattenloch 50 ist beidseitig von zwei Befestigungsöffnungen 52 flankiert. In der Darstellung der Fig. 4 sind zwei der drei Anschlussenden 48 mit einem Kontaktelement 32 kontaktiert.

Nachfolgend ist das Kontaktelement 32 anhand der Figuren 5 und 7a bis 9b näher erläutert.

Das, insbesondere als Löt-Schweißkontakt ausgebildete, Kontaktelement 32 ist etwa U-förmig mit einer an der Leiterplatte 30 angeordneten Montageplatte 54 als horizontalen U-Schenkel und zwei hieran beidseitig angeordneten Kontaktlaschen 56 als vertikale U-Schenkel. Das zu kontaktierende Anschluss- oder Spulenende 34, 48 ist im kontaktierten Zustand zwischen den Kontaktlaschen 56 eingefasst.

Die Kontaktlaschen 56 sind einstückig, also einteilig oder monolithisch, an die Längsseiten der etwa rechteckförmigen Montageplatte 54 angeformt, und aus der Ebene der Montageplatte 54 heraus gebogen. Die Kontaktlaschen 56 sind hierbei ausgehend von der Montageplatte 54 zunächst bogenförmig aufeinander zu gekrümmt und anschließend etwa senkrecht zur Montageplatte 54 gebogen, so dass die Freienden der Kontaktlaschen 56 entlang einer axialen Längsrichtung parallel zueinander gerichtet sind. Die Montageplatte 54 weist eine als Langloch ausgeführte zentrale Durchführöffnung 58 auf, wobei der Übergang von dem Bogen zu dem parallelen Verlauf der Kontaktlaschen 56 etwa oberhalb der Durchführöffnung 58 erfolgt.

Im Montagezustand ist die Durchführöffnung 58 bei einer Anwendung zur Kontaktierung der Anschlussenden 48 axial fluchtend zu dem jeweiligen Leiterplattenloch 50 angeordnet. Zur Fixierung und Befestigung des Kontaktelements 32 sind zwei an den Längsseiten angeformte Klemmkrallen 60 der Montageplatte 54 vorgesehen. Im Bogenbereich der Kontaktlaschen 56 ist jeweils eine Stanzöffnung 62 eingebracht, mittels welchen die Klemmkrallen 60 freigestellt sind. Die Klemmkrallen 60 sind etwa senkrecht aus der Ebene der Montageplatte 54 aufgebogen (Fig. 7b). Die Klemmkrallen 60 sind hierbei gegengerichtet zu den Kontaktlaschen 56 gebogen. Im Montagezustand (Fig. 5) greifen die Klemmkrallen 60 form- und/oder kraftschlüssig in jeweils eine Befestigungsöffnung 52 ein.

Das Kontaktelement 32 ist vorzugsweise als ein Gleichteil für die Kontaktierung der Anschlussenden 34, 48 bereitgestellt. Das Kontaktelement 32 unterscheidet sich je Anwendung lediglich in einer auf die Kontaktlaschen 56 aufgebrachten Prägung 64. Die Prägungen 64 dienen der Kontaktierungsorientierung eines Schweißwerkzeugs, insbesondere einer Schweißzange, zur Kontaktierung der Kontaktlaschen 56 mit dem jeweiligen Spulen-ZAnschlussende 34, 48.

Die Orientierung oder Ausrichtung der Prägung 64 ist hierbei abhängig von der Ausrichtung der zu kontaktierenden Anschlussenden 34, 48. Insbesondere ist die Prägung 64 hierbei vorzugsweise senkrecht oder quer zu der Ausrichtung der Anschlussenden 34, 48 orientiert. Die Prägung ist als eine rinnen- oder sickenartige Wölbung von außen in die Kontaktlaschen 56 eingebracht, so dass der resultierende Wölbungsbogen in das Innere der LI-Form, also zu der jeweils gegenüberliegenden Kontaktlasche 56, gerichtet ist.

Die Figuren 5 und 7a sowie 7b zeigen eine Prägung 64 für eine Längsausrichtung des zu kontaktierenden Anschlussendes 48. In dieser Ausführung ist die Prägung 64 quer zur (Laschen-)Längsrichtung der Kontaktlaschen 56, also als parallel zur Montageplatte 54 orientierte Prägung 64, ausgeführt.

Das Ausführungsbeispiel der Figuren 8a und 8b ist insbesondere zur Kontaktierung der Anschlussenden 34 vorgesehen. Die Anschlussenden 34 sind hierbei quer zu den Kontaktlaschen 56 orientiert. Die Prägungen 64 sind hierbei freiendseitig längs in die Kontaktlaschen 56 eingebracht, und verlaufen bis zu dem Beginn des Bogens der in die Montageplatte 54 einmündenden Biegung.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 9a und 9b weist keine Prägung 64 auf.

Das oder jedes Kontaktelement 32 ist als ein einstückiges, also einteiliges oder monolithisches, Stanzbiegeteil ausgeführt. Das Kontaktelement 32 ist aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere aus einem Metall hergestellt.

Durch die LI-Form weist das Kontaktelement 32 im kontaktierten Zustand mit den Anschlussenden 34, 48 eine Eigenfrequenz größer als 6 kHz auf, und ist somit hinsichtlich auftretender Schwingungen oder Vibrationen im Betrieb des Kältemittelantriebs 2 vibrationsfest oder vibrationsbeständig.

Die Fig. 10 zeigt ausschnittsweise eine dritte Ausführungsform des Kältemittelantriebs 2 beziehungsweise der Elektronikeinheit 20. Der Kältemittelantrieb 2 weist in dieser Ausführung eine Betriebsspannung von 470 V auf. Die Anschlussenden 34 des Steckeradapters 22 sind in dieser Ausführung über ein an der Leiterplatte 30 schraubbefestigtes Kunststoffteil 66 zu den Kontaktelementen 32' geführt und mit diesen kontaktiert. Die Fig. 10 zeigt weiterhin ein senkrecht zur Leiterplatte 30 ori- entiertes Anschlussende 48, welches ebenfalls mit einem Kontaktelement 32' kontaktiert ist. Eine Signalleitung 68 der Elektronik 18 ist an der Wand des Elektronikgehäuses 16 entlang geführt, und ist zur Zugentlastung um einen Dom 70 umgelenkt.

Das in Fig. 11 einzeln dargestellte Kontaktelement 32' weist in dieser Ausführungsform eine S-Form auf. Die Montageplatte 54 bildet hierbei den an der Leiterplatte 30 anliegenden (unteren) S-Schenkel, wobei die Kontaktlaschen 56 einen parallel zur Montageplatte 54 orientierten (oberen) S-schenkel des Kontaktelements 32' bilden.

Von der Montageplatte 54 erstreckt sich ein Abschnitt 72 als S-Schlag oder S-Bo- gen. Der Abschnitt 72 weist einen parallel zur Montageplatte 54 angeordneten Teilabschnitt 72a auf, welcher über einen C- oder U-förmig gebogenen Teilabschnitt 72b in die Montageplatte 54 übergeht. Der Teilabschnitt 72b ist derart gebogen, dass der Teilabschnitt 72a axial oberhalb der Montageplatte 54 angeordnet ist. Der Teilabschnitt 72a weist einen Schlitz 74 auf, welcher axial fluchtend zur Durchführöffnung 58 angeordnet ist, so dass das Anschlussende 48 axial von dem Leiterplattenloch 50 durch die Durchführöffnung 58 und den Schlitz 74 zu den Kontaktlaschen 56 führbar ist (vgl. Fig. 10). Der Schlitz 74 teilt den Teilabschnitt 72a in zwei Laschen oder Fahnen, welche etwa L-förmig oder senkrecht von dem Teilabschnitt 72a als Teilabschnitte 72c aufgebogen sind.

Die Kontaktlaschen 56 sind freiendseitig an den Teilabschnitten 72c angeformt und bogenförmig aufeinander zu gekrümmt und anschließend etwa parallel zur Montageplatte 54 gebogen, so dass die Freienden der Kontaktlaschen 56 quer oder senkrecht zu den Teilabschnitten 72c gerichtet sind.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11 sind die Kontaktaschen 56 mit einer sich entlang den Kontaktlaschen 56 erstreckenden Prägung 64 zur Kontaktierung der Anschlussenden 48 versehen. In der Fig. 10 weisen die Kontaktelemente 32' zur Kontaktierung der Anschlussenden 34 eine hierzu quer gerichtete Prägung 64 auf. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbei- spielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

2 Kältemittelantrieb

4 Antrieb

6 Verdichterkopf

8 Lagerschild

10 Antriebsgehäuse

12 Verdichterkopfgehäuse

14 Flanschverbindung

16 Elektronikgehäuse

18 Elektronik

20 Elektronikeinheit

22 Steckeradapter

24 Einlass

26 Auslass

27 Stator

28 Schraube

30 Leiterplatte

32, 32' Kontaktelement

34 Anschluss-ZSpulenende

36 Komponente

38 Drosselkern

40 Drosselspule

42 Dichtungsring

44 Anschlussklemme

46 Klemmschraube

48 Anschluss-ZSpulenende

50 Leiterplattenloch

52 Befestigungsöffnung

54 Montageplatte

56 Kontaktlasche

58 Durchführöffnung

60 Klemmkralle 62 Stanzöffnung

64 Prägung

66 Kunststoffteil

68 Signalleitung

70 Dom

72 Abschnitt

72a, 72b, 72c Teilabschnitt

74 Schlitz A Axialrichtung

Claims

Ansprüche Elektronikeinheit (20) für einen elektrischen Kältemittelantrieb (2), aufweisend ein Elektronikgehäuse (16) mit einer darin aufgenommenen Leiterplatte (30),

- wobei mindestens ein Kontaktelement (32) zur Kontaktierung eines Anschlussendes (34, 48) auf der Leiterplatte (30) angeordnet ist,

- wobei das Kontaktelement (32, 32‘) eine an der Leiterplatte (30) angeordnete Montageplatte (54) sowie zwei Kontaktlaschen (56) aufweist,

- wobei das Anschlussendes (34, 48) zumindest abschnittsweise zwischen den Kontaktlaschen (56) angeordnet ist, und

- wobei das Kontaktelement (32, 32‘) eine Eigenfrequenz von mindestens 6 Kilohertz aufweist. Elektronikeinheit (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (32, 32‘) als ein Löt-Schweißkontakt ausgeführt ist. Elektronikeinheit (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageplatte (54) eine zentrale Durchführöffnung (58) aufweist. Elektronikeinheit (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (32, 32‘) an einer Längsseite der Montageplatte (54) mindestens eine Klemmkralle (60) zur form- und/oder kraftschlüssigen Befestigung an der Leiterplatte (30) aufweist. Elektronikeinheit (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Klemmkralle (60) aus der Ebene der Montageplatte (54) aufgebogen ist. Elektronikeinheit (20) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Klemmkralle (60) in eine Befestigungsöffnung (52) der Leiterplatte (30) eingreift. Elektronikeinheit (20) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Klemmkralle (60) aus einer Kontaktasche (56) freigestellt ist. Elektronikeinheit (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktlaschen (56) jeweils mit einer Prägung (64) zur Kontaktierungsorientierung eines Schweißwerkzeugs versehen sind. Elektronikeinheit (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung (64) senkrecht oder quer zur Ausrichtung des Anschlussendes (34, 48) orientiert ist. Elektronikeinheit (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kontaktelement (32, 32‘) als ein einstückiges Stanzbiegeteil ausgeführt ist. Elektrischer Kältemittelantrieb (2) eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Elektronikeinheit (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10. Kältemittelantrieb (2) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das mittels des mindestens einen Kontaktelement (32, 32‘) kontaktierte Anschlussende (34, 48) ein Spulenende einer Statorspule eines Elektromotors, oder ein Spulenende einer Drosselspule (40) eines Steckeradapters (22) ist. Kontaktelement (32, 32‘) für eine Elektronikeinheit (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.