SE536777C2 - Elektrisk kopplingsanordning för en maskin - Google Patents

Description

20 25 30 35 536 777 skruvförbindning som i ett åtdraget tillstånd även svara for att det upprätthålls en tät förbíndning mellan den plattforrnade delen och kontaktstiftet i hålet.

US 7,494,362 visar en kopplingsanordning för överföring av högspänning mellan en elektrisk kabel. som är anordnad på utsidan av ett hölje hos en elektrisk inotorenhet och en elektrisk kabel som är anordnad på insidan av hölj et. Kontaktanordningen innefattar en kopplingsenhet som anordnas i en öppning i höljet. Kopplingsenheten består av ett flertal komponenter nämligen ett elektriskt ledande organ, en invändig hylsa och en utvändig hylsa. Kopplingsenheten är försedd med en O-ring som tätar i utrymmet mellan hålet och kopplingsenheten. Kopplingsenheten innefattar ett gängat parti med vilken kopplingsenheten skruvas fast i en koppformad hållare som är fast på insidan av höljet. En sådan kopplingsanordning har en relativt komplicerad konstruktion.

SAMMANFATTNING AV UÄJPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en elektrisk kopplingsanordning för en maskin vilken kopplingsanordning har en relativt enkel konstruktion med få ingående komponenter samtidigt som den tillhandahåller en god tätning och är enkel att montera.

Detta syfte uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets l kännetecknande del.

Mon-teringselementet är således tillverkat i ett stycke av ett första material. Detta material har med fördel en god beständighet mot olja och har med fördel även elektriskt isolerande egenskaper. Ett sådant material kan vara ett plastmaterial med de ovan angivna egenskaperna. Kopplingselementet är tillverkat i ett stycke av ett andra material som har goda elektriskt ledande egenskaper. Ett sådant material är lämpligen ett metallmaterial som med fördel kan vara mässing. Kopplingselementet och monteríngselenientet är utformade med samverkande ytor som definierar en förhestämd monteringsposition av kopplingselementet i monteringselementets genomgående hål. Med en sådan lösning kan kopplingselernentet och monteringselementet monteras i en avsedd fast monteringsposition i förhållande till varandra med hjälp av formlåsning. Därmed behövs inga separata komponenter utnyttjas för att fixera kopplingselementet och monteringselementet i den avsedda monteringspositionen i förhållande till varandra. I fall den elektriska maskinen är oljekyld är det även viktigt att förhindra att olja läcker ut via det genomgående hålet i 10 15 20 25 30 35 536 777 monteringselernentet. Det är därför låmpli gt att anordna ett tåtningsorgan mellan kopplingselementet och monteringselementet i det genomgående hålet. Eftersom kopplingselementet hålls i en fixerad monteringsposition i det genomgående hålet erhålls inga relativa rörelser mellan .kopplingselementet och monteringselementet vilket underlättar upprättandet av en tät förbindning med ett tätníngsorgan.

Kopplingsanordningen enligt uppfinningen innefattar få komponenter och dessa kan tillverkas till en låg kostnad. Med få ingående komponenter kan även en enkel montering av kopplingsanordningen erhållas.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar monteringselementet och kopplingselementet samverkande ytor som definierar en törbestämd vridposition av kopplingselementet inuti det genomgående hålet. Genom att förse monteringselementets genomgående hål och kopplingselernentets mellanliggande del med en rnotsvarande tvårsnittsforin som inte är cirkulåri åtminstone ett område erhåller kopplingselementet en fast vrídposition. i förhållande till monteringseleinentet.

En sådan tvärsnittsforrn kan med fördel vara halvcirkulår. Med en halvcirkulår form erhålls en plan yta hos kopplingselementet som är i kontakt med en plan yta som definierar det genomgående hålet. I detta fall erhålls två plana relativt stora ytor som säkerställer att kopplingselementet hålls kvar i en önskad vridposition.

Enligt en annan utföringsforni av uppfinningen innefattar monteringselementet och kopplingselementet samverkande ytor som definierar en törbestämd axiell monteringsposition för kopplingselementet inuti det genomgående hålet. Företrädesvis förses monteringselementet med ett genomgående hål som har ett område med en reducerad tvärsnittsfonn. Når kopplingselementet når detta område kan det inte skjutas in längre i hålet. Nämnda samverkande stoppytor erhålls med fördel i ett övergångsområde där monteringselementet och kopplingselementet tvärsnitt övergår från ett cirkulärt tvärsnitt till icke cirkulärt tvärsnitt.

Enligt en annan utföringsforrn av uppfinningen är tätningsorganet anpassat att appliceras i en urtagning som sträcker sig runt kopplingseleinentet. Ett sådant tätningsorgan är med fördel en O-ring. O-ringar är ringfonnade packningar som är gjorda av ett elastiskt material. Då kopplingselementet med 0~ringen skjuts in i det genomgående hålet trycks O-ringen samman så att den anligger med ett tryck mot kepplingselementet och de ytor som definierar det genomgående hål-et. En lämpligt sarnmantryckt O-ring tillhandahåller en mycket god tätning i det radiella utrymmet 10 '15 20 25 30 35 536 777 mellan kopplingselementet och de ytor som definierar det genomgående hålet. En ytterligare fördel med en O~ring är att nämnda tryckkraft motverkar en rörelse av kopplingselementet ut ur genomgående hålet. En sådan tryckkraft är många gånger tillräcklig för att hålla kvar kopplingselementet i den avsedda monteringspositionen i det genomgående hålet.

Enligt en annan utföringsfonn av uppfinningen innefattar kopplingselementets mellanliggande del ett område som har ett cirkulärt tvärsnitt och ett område som har ett icke cirkulärt tvärsnitt. l detta fall kan en O-ring anordnas i en urtagning i det område som har det cirkulära tvärsnittet. Den mellanliggande delens område som har det icke cirkulära tvärsnittet håller kvar kopplingselementet i en bestämd vridposition i förhållande till monteringselementet då kopplingselementet nått den bestämda monteringspositionen. En sådan mellanliggande del tillhandahåller således både en fast vridposition för kopplingselementet i förhållande till rnonteringselementet samtidigt som den möjliggör montering av en O-ring och en god tätning av det genomgående hålet.

Enligt en annan utföringsfonn av uppfinningen innefattar kopplingselernentets ändar anslutningsenheter i fonn av gängade hål. Det gängade hålet kan anordnas med en axiell sträckning och ha en öppning i en ändyta vid en ände av kopplingselementet som har ett cirkulärt tvärsnitt. Det gängade hålet kan anordnas med en radiell sträckning och ha en öppning i en plan yta vid en ände av kopplingselementet som har ett cirkulärt tvärsnitt. En elektrisk kabel som är försedd med en lämplig kabelsko kan därmed enkelt skruvas fast i ett sådant gängat hål vid kopplingselernentets ändar med en skruv. Det är dock möjligt att förse kopplingselementet med en väsentligen godtycklig lämplig typ av anslutningsenhet för elektriska kablar.

Enligt en annan utföringsfonn av uppfinningen innefattar monteringselementet åtminstone två genomgående häl för mottagning av ett respektive kopplingselement.

Företrädesvis innefattar monteringselernentet tre genomgående hål för mottagning av ett respektive kopplingselement för att möjliggöra överföring av elektrisk ström i tre faser. Endast ett monteringselement kan användas med ett antal genomgående hål som motsvarar antalet elektriska kablar som ska anslutas i kopplingsanordningen.

Enligt en annan utföringsfonn av uppfinningen innefattar kopplingsanordningen ett hus som innesluter kopplingselementets första ände och den första anslutningsenheten. 10 15 20 25 30 35 536 777 Därmed erhåller anslutningskornponenterna vid kopplingselernentets första ände ett gott skydd för smuts, fiikt och mekanisk deformation. Huset innefattar med fördel ett öppningsbart eller avtagbart lock. Locket kan vara fäst med skruvar eller liknande så att det lätt kan tas av vid, exempelvis, service av kopplingsanordningen.

Enligt en annan utfdringsforin av uppfinningen är huset och inonteringselementet tillverkade som en sammanhängande enhet. Huset och monteringselementet kan vara tillverkade av olika materia! och varefter de fästs ihop på lämpligt sätt. De kan exempelvis limmas samman. Kopplingselementen kan därefter skjutas in i de genomgående hålen till den bestämda monteringspositionen. Kopplingsanordningen kan sedan monteras som en enhet i väggelementets öppning. I detta fall erhålls en mycket enkel montering av kopplingsanordningen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom exempel, föredragna utföringsformer av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. l visar en elektrisk kopplingsanordning enligt en första utfdringsforin av uppfinningen, Fig. 2 visar ett vertikalt tvärsnitt genom kopplingsanordningen i Fig. 1 i ett monterat tillstånd, Fig. 3 visar ett liorisontellt tvärsnitt genom kopplingsanordningen i Fig. l i ett monterat tillstånd och Fig. 4 visar en alternativ utföringsfonn av kopplingsanordningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNWGEN Fig. l visar ett en del av ett väggelement l hos en elektrisk maskin. Den elektriska maskinen är oljekyld och väggelementet l definierar ett slutet invändigt utrymme som innehåller olja. En sådan elektrisk maskin kan vara anordnad i ett hybridfordon där den omväxlande arbetar som motor och generator. En elektrisk kopplingsanordning är anpassad att överföra elektrisk energi, via en öppning lai väggelementet l., mellan den elektriska maskinens lindningar som är belägna inuti det slutna utrymmet och utvändigt anordnade elektriska kablar som förbundna med ett hybrídenergilager. 10 i5 20 25 30 35 536 777 Hybridenergilagret kan innefatta ett hybridbatteri och tillhörande elektroniska komponenter. De elektriska kablarna som ansluts till kopplingsanordningen, den elektriska maskinens lindningar och hybridenergilagret är inte visade på ritningarna eftersom de inte utgör en del av kopplingsanordningen.

Den elektriska kopplingsanordningen innefattar ett monteringselement 2 som är anpassat att monteras i nämnda öppning la i väggelementet 1. Monteringselementet 2 har en motsvarande forrn som öppningen la så att den helt täcker öppningen i ett monterat tillstånd. Monteringselementet 2 är utformat i ett stycke av ett oljeresistent material med elektriskt isolerande egenskaper. Monteringselelnentet 2 är med fördel tillverkad av ett platsmaterial som har dessa egenskaper. Monteringselementet 2 har en forsta sida 2a som är anpassad att anordnas i en position utvändigt om väggelernentet l och en andra sida 2b som är anpassad att anordnas i en position invändigt om väggelementet l. Monteringselementet 2 innefattar tre genomgående häl 2c. De tre genomgående hålen Ze är anpassade att mottaga ett respektive kopplingselement 3 hos kopplingsanordningen.

Vart och ett av kopplinseiementen 3 är utformade i ett stycke av ett elektriskt ledande material som kan vara mässing. Kopplingselementen 3 innefattar en första ände 3a som har en cylindrisk form och ett cirkulärt tvärsnitt. Den första änden 3a innefattar en anslutningsenhet i form av ett gängat axiellt hål 3b som har en öppning i en ändyta hos den första änden Sa. En icke visad utvändigt anordnad elektrisk kabel som är försedd med en lämpligt formad ltabelsko kan fästas mot ändytan med hjälp av en skruv eller dyiikt. Vart och ett av kabelelementen 3 innefattar en andra ände 3c som har en halv cylinderfonn och därmed ett halvt eirkulärt tvärsnitt. Den andra änden 3c innefattar en anslutningsenhet i form av ett gängat radiellt häl 3d som har en öppning i en plan yta Se; _ En icke visad invändigt anordnad elektrisk kabel som är försedd med en lämpligt formad kabelsko kan fästas mot den plana ytan 3e2 med hjälp av en skruv eller dylikt.

Var och en av kabelelementen 3 innefattar en mellanliggande del 3e som är anpassat att anordnas inuti nionteringselementets genomgående hål 2c då kabelelementet 3 är i ett monterat tillstånd. Kopplingselementets mellanliggande del 3e har ett oinräde med ett cirkuiärt tvärsnitt och ett område med ett halvcirkuiärt tvärsnitt. Den mellanliggande delen 3e har en ringforrnad forsänkning 3f i det cirkulära området vilket utgör ett säte för ett tätningsorgan i form av en O-ring 5. Området med halvcirkulärt tvärsnitt innefattar en del av den plana ytan Seg, 10 '15 20 25 30 35 536 777 Den elektriska kopplingsanordningen. innefattar även ett hus 4 som har ett invändigt utrymme som är anpassat att innesluta den första änden 3a och den första anslutningsenheten 3b hos kopplingselementet 3 och anslutande elektriska kabeländar.

Huset 4 innefattar tre hål 4a för att leda in de elektriska kablarna som ska anslutas till kopplingsanordningen i huset 4. Hålen 4a är försedda med kabelförskruvníngar för tätning och elektrisk skärmanslutning. Huset 4 är försett med en kontaktyta 4h som är anpassad att komma i kontakt med väggelementet l i ett monterat tillstånd. Huset är försett med hål 4c för skruvar eller dylikt för montering av huset 4 på väggelementet 1.

Den elektriska kopplingsanordningen innefattar således ett monteringselernent 2, tre koppíingselernent 3 ett hus 4 och tre O-ringar 5.

Pig. 2 visar en tvärsnittsvyi ett vertikalt plan genom kopplingsanordningen då den är i ett monterat tillstånd och Fig. 3 visar ett snitt genom kopplingsanordningen i ett horisontellt plan. Det framgår här att monteringselementets 2 genomgående hål 2G har en cirkulär tvärsnittsforrn vid en öppning i den första sidan 2a. Det genomgående hålet Zc har en fortsatt cirkulär tvärsníttsforin fram till en stoppyta 201. Därefter har det genomgående hålet en halvt cirkulär tvärsnittsfonn fram till en öppning på den andra sidan Eb. Kopplingselernenten 3 har en cirkulär tvårsnittsforxn vid den första änden 3a och en halvt cirkulär tvärsnittsfonn vid den andra änden 3G. Den mellanliggande delen 3e har en övergång mellan den cirkulära tvärsnittsforrnen och den halvt cirkulära tvärsnittsforrnen. Övergången definieras av en stoppyta 361.

Den elektriska kopplingsanordningen kan monteras på följande sätt.

Monteringselenientet 2 fästs i öppningen la hos väggelementet 1. Våggelementet 1 innefattar i detta fall en invändig stoppyta lb för monteringselernentet 2 då det när en önskad monteringsposition i öppningen la. Eventuellt kan stoppytan lb förses med ett tätningsorgan för att säkerställa en tät anslutning mellan monteringselernentet 2 och väggelementet l. De andra ändarna 3G hos de respektive kopplingselementen 3 förs därefter ini ett genomgående hål 2c hos monteringselernentet 2 via öppningar-na på den första sidan 2a. När lcopplingselernentets andra ände 3c når hålets 2c halvcirkulåra område måste det hållas i en bestämd vridposition för att det ska kunna föras vidare genom hålet 2c. Kopplingselernentet 3 måste här hållas i en vridposition så att kopplingselernentets plana yta 3e2 blir parallell med en motsvarande plan yta 2c2 som definierar hålet 20 där det har en halvcirkulär tvärsnittsfonn. Kopplingselementets första ände 30 kan därefter föras vidare genom hålet 20 och ut på den andra sidan Zb av monteringselementet 2. Rörelsen stoppas upp när kopplíngselernentets stoppyta Se; när 10 15 20 25 30 536 777 det genomgående hålets stoppyta 201. Kopplingselementet 3 har då nått en avsedd monteringsposítion i det genomgående hålet Zc. I denna position skjuter kopplingselementets andra ände 3c in en lämplig sträcka i det slutna utrymmet som definieras av väggelementet 1 samtidigt som kopplingselernentets första ände har en önskad position utvändigt om väggelementet l. Kopplingselementets plana yta 3e; och den plana ytan 2e; som definierar hålet 2c är i kontakt med varandra. Ytoma 202, Beg förhindrar därmed att kopplingselementet 3 vrids. Imonteríngsposítien kan kopplingselementet 3 således varken vridas eller skjutas in ytterligare i det genomgående hålet 20. O-ringen 5 anligger även med en tryckkraft mot kopplingselernentet 3 och rnonteringselementets omgivande 2 ytor. O-ringen 5 tillhandahåller därmed en god tätning så att olja inte kan läcka ut genom det genomgående hålet Ze. O-ringens 5 tryckkraft resulterar i att det erfordras en viss kraft för att dra tillbaka kopplingselernentet 3 från den bestämda inonteringspositionen. O- ringen 5 utnyttjas således även för att kvarhålla kepplingselementet 3 i den bestämda monteringspositionen.

Slutligen fäst huset 4 mot väggelernentet 1 medelst skruvar 6 som anordnas i hälen 4c.

Huset har ett öppningsbart lock 4d som med fördel är på huset 4 medelst icke visade skruvar eller med en lämplig snäppanordning. Då locket är påsatt tillhandahåller huset 4 en tät inneslutning av lcopplingselernentens första ände 3a och anslutande kabeländar. Kopplingsanordningens anslutning med de utvändiga elektriska kablarna kan därmed skyddas från smuts, fukt och mekanisk påverkan.

Fig. 4 visar en alternativ utföringsforin av kopplingsanordningen. l detta fall utgör monteringselementet 2 och huset 4 en i förväg sammansatt enhet. Huset 4 innefattar i detta fall en invändig vägg 4e. Kopplingselementen 3 har därefter monterats i monteringselementet 2. I detta fall kan kopplingsanordningen monteras i ett stycke i en öppning la i ett väggeletnent 1 hos en elektrisk maskin och fästas med hjälp av skruvar som anordnas i hålen 4G. .

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den utföringsforrn som beskrivs på ritningen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar.

Claims (7)

1G 15 20 25 3G 536 777 Païentšafav

1. _ Eiektrisšc koppšíxugsaaïordning får en ïïïaskín, vanfid :na-skâaïen innefattar ett v'ägge1eme1~.t(š) som avdešar ett inre utrymme ifzes maskinen från en onzgivnixag, vanfíd keppïingsanoflrdningen innefattar ett mente1fix1 gseienaeni (2) som är anpassad att monteras i en öppning (i a) 3105 väggekatnentet (1), âtnzšnstozïe» eït koppïíngseienaení (3) vilket šrmefattar ett första ände (ša) med en första. enskttningsenhet (Sh) F61' en elektrisk Icabeï som är anorcknecïputväncíigt om. väggeíenmentet (I ), en andra ände (Se) med en anåra ansíuttïíengs enhet (3d) för en elektrisk .kahei som anfirdneæå inuti Liet inre (uirynizmet och en meílanïiggande dei (Ée) som är anpassat att appšicerzzs i ett genomgående hål (Ze) hes nzonvteringsešementet (2) och ett tätníngsorgan (S) som är anpassat att upprätta en tät fórbinflíning mešïan koppiingsešeznentet (3) och monterings-ešementet (3) i det genomgående håïet (Ze), varvid menteringselementet (2) är tiišverkat i etï stycke av ett första material, vaxvid koppiingseíementet (3) tiíïx-'erkade i. ett stycke av ett andra. material och varvid koppïíxxgseïeanewzatet (3) och mexxteríngselernentet (2) 'utfennade :ned samverkande ytor (lm, Écz, 3e-., 3e2) som defñnierar en íörbestâimd monteringspesítion av lcoppíšlïgseienxentet (3) i deï genomgående håiet (Ze), kännetecknad av aït koppïingseiexzxexïtets (3) meiïawlíiggarlde dei (3 e) har ett omifåcíe n-xed ett cirkulärt tvärsnitt som innefattar en *urtagning (St) som sträcker sig runt kojppiíngselemenetet (få) för mottagning; av tätnšngsorganct (S) ech ett ornråde med eat icke cirkulär: tvärsnitt, Xfazvíd ett övergàngsenarâde .meïían det cirkulära ïvärsnittet ech det icke cirkuíära ivärsniïiet hos kopplíngselementetš nxellanšiggaxade dei (Se) inneífattar en stoppyta (361) sem samverkar med en stopp-yta (Zcg) hos naenïeríngseíenxentet (2) vilka defšnierar en -Fórbestëinm axiell :norzterixïgsposiïion för kopplingseïexnentet (3) inuti det genomgående (håleï (Ze).

2. Eíektrisk koppíingsanordning' enlig: krav I, šgšiggeggçluggggygy air: kopplingselenzentets :nelíanííggaxïde dels icke cijrkuiära) tvärsnitt innefattar ytan' (3e1) som szuinverkar :ned ytor (202) hes nlonetexíngseiementet (2) evííka åeefiníerar en fórbestämd vridposition av Eiepplšilgseiexafseníetï (3) inuti det genomgåencše hålet (Ze).

3. Eïekifisk ikoppïingsanuzfaíníng eníigt krav 1 eïíez' 2, “kännevtecknaglggy att. tätningsorgaïxet är en Û-xfirxg (5). 10 15 2G* 536 777

4. , Elektrisk koppšíngsarxorcíning enšígt något av föregående krav, kännetecšggggnd av att koppíír1gseïcinßx1tets ändar (3 a, '3 c) har a.nsïutxxin.gseïzhcteri farm av giingade hål (3 b, Sdf).

5. ššiektrísk køpphfngsanordníng enligt .något av föregående krarv, gänneteckgíçí _2351 aït naonterixïgsfizíementct (2) innefaitar âtminskme två genomgående häl (Ze) för mottagning av ett respektive Icapplingsešcmezzt (3).

6. Elektrisk koppïingsanorcixxíng enligt 'något av föregående krav, känneteçlggd av att keppííngsanordningen irmefatifar ett hus (4) som innesíuter koppíingseieznentets fiàrsta ände (Sa) och. Lien första ansíutïïaíngserxhetex: (3b).

7. Eïeknásk koppïíngsanordnixxg enligt krav 6, kännetccknad ay att huset (4) och monteringseiefincntet (2) ïišlverkade som en sanxrnaxahängande enhet. 10