Kabelanschlusseinrichtung für ein Leistungsmodul

Abstract

 Es wird eine Kabelanschlusseinrichtung (10) für ein Leistungsmodul (12) beschrieben, das ein Modulgehäuse (14) und in diesem mindestens ein Modulkontaktelement (20) und ein dem mindestens einen Modulkontaktelement (20) zugeordnetes Durchgangsloch (16) zum Durchstecken eines Kabelkontaktelementes (24) eines Anschlusskabels (28) aufweist. An der Außenseite (30) des Modulgehäuses (14) ist dem Durchgangsloch (16) zugeordnet ein Kabelfesthaltelement (32) vorgesehen. Zur Sicherung der Verbindung zwischen dem Modulkontaktelement (20) und dem zugehörigen Kabelkontaktelement (24) ist das Kabelkontaktelement (24) vom Kabelfesthalteelement (32) durch ein elektrisch isolierendes Abstandshalterelement (44) beabstandet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kabelanschlusseinrichtung für ein Leistungsmodul, das ein Modulgehäuse und in diesem mindestens ein Modulkontaktelement und ein dem mindestens einen Modulkontaktelement zugeordnetes Durchgangsloch zum Durchstecken eines Kabelkontaktelementes eines Anschlusskabels aufweist, wobei an der Außenseite des Modulgehäuses, dem Durchgangsloch zugeordnet, ein Kabelfesthaltelement vorgesehen ist.

[0002] In der Leistungselektronik werden Kabelanschlüsse üblicherweise im Inneren des Leistungsmoduls oder in einem eigenen, dafür vorgesehenen Anschlusskasten realisiert. Für die Montage im Inneren des Leistungsmoduls ist es erforderlich, dass das Modulgehäuse vom Anwender geöffnet wird. Das stellt unter dem Gesichtspunkt der Garantiegewährleistung Probleme dar. Ein separater Anschlusskasten bedingt einen eigenen, dafür vorgesehenen Einbauraum mit eigener Öffnung. Auch das stellt einen erheblichen Nachteil dar. Auch allgemein bekannte Leistungssteckkontakte benötigen infolge der notwendigen mechanischen Sicherung gegen ein Lösen des Anschlusskabels eine Zugänglichkeit zum Modulgehäuse. Eine mechanische Sicherung des jeweiligen Anschlusskabels ist erforderlich, um ein Loslösen des Kabelkontaktelementes vom Mödulkontaktelement zu verhindern. Insbesondere bei Anschlusskabeln, die nicht nur eine Kabelseele sondern außerdem auch eine von der Kabelseele elektrisch isolierte Abschirmung besitzen, ist ein Sicherungselement unverzichtbar. Hierbei ist beim Lösen des Kabelkontaktelementes von dem zugehörigen Modulkontaktelement ein Kurzschluss zwischen der Abschirmung und dem Kabelkontaktelement und somit ein Kurzschluss mit der Kabelseele oftmals infolge einer möglichen Verschiebung zwischen der Kabelseele und dem Außenmantel schwierig zu verhindern.

[0003] In Kenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kabelanschlusseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach ausgebildet ist und die keinen eigenen Einbauraum benötigt, wobei das Leistungsmodul von einem Kunden nicht geöffnet zu werden braucht, um eine sichere, zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem Kabelkontaktelement und dem Modulkontaktelement zu verwirklichen.

[0004] Diese Aufgabe wird bei einer Kabelanschlusseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kabelkontaktelement vom Kabelfesthaltelement durch ein elektrisch isolierendes Abstandshalterelement beabstandet ist.

[0005] Bei der erfindungsgemäßen Kabelanschlusseinrichtung dient also nicht das Kabelfesthalteelement primär zur Sicherung des an das Leistungsmodul angeschlossenen Anschlusskabels gegen ein ungewolltes Lösen seines Kabelkontaktelementes von dem zugehörigen Modulkontaktelement, sondern das elektrisch isolierende Abstandhalterelement. Das Kabelfesthalteelement dient primär dazu, eine Wasserdichtigkeit herzustellen.

[0006] Bei der erfindungsgemäßen Kabelanschlusseinrichtung wird das elektrisch isolierende Abstandshalterelement nach der mechanisch festen Verbindung des Anschlusskabels mit dem Kabelkontaktelement angebracht. Vorher wird an dem Anschlusskabel das Kabelfesthalteelement angeordnet. Nach dem Einstecken des Kabelkontaktelementes in das Modulgehäuse wird das elektrisch isolierende Abstandshalterelement zwischen dem Kabelkontaktelement und dem Kabelfesthalteelement eingeklemmt und das Kabelkontaktelement mit dem im Inneren des Leistungsmoduls vorgesehenen, zugehörigen Modulkontaktelement elektrisch verbunden. Abschließend wird das Kabelfesthalteelement am Modulgehäuse fixiert.

[0007] Erfindungsgemäß kann das Kabelkontaktelement mit einer Kabelseele des Anschlusskabels form- und kraftschlüssig fest verbunden sein. Diese form- und kraftschlüssige feste Verbindung kann durch einen so genannten Crimp-Vorgang verwirklicht sein, bei welchem das Kabelkontaktelement mit der Kabelseele des Anschlusskabels elektrisch verbunden wird.

[0008] Bei der erfindungsgemäßen Kabelanschlusseinrichtung kann das am Durchgangsloch des Montagegehäuses vorgesehene Kabelfesthalteelement von einer Kabeleinführung gebildet sein, die einen Crimp-Hülsenabschnitt und einen am Modulgehäuse befestigbaren Montageflansch aufweist. Dabei kann der Montageflansch in einem mittleren Bereich des Crimp-Hülsenabschnittes oder an einem Ende desselben vorgesehen sein. Der Montageflansch ist mit Befestigungslöchern ausgebildet, um den Montageflansch in der Nachbarschaft des zugehörigen Durchgangsloches am Modulgehäuse beispielsweise festschrauben zu können.

[0009] Eine andere Möglichkeit besteht erfindungsgemäß darin, dass das Kabelfesthalteelement ein Primärteil mit einem Außengewindeabschnitt aufweist, und dass das im Modulgehäuse ausgebildete Durchgangsloch mit einem dem Außengewindeabschnitt des Primärteils entsprechenden Innengewinde ausgebildet ist. Das Primärteil ist mit seinem Außengewindeabschnitt in das Innengewinde des Durchgangsloches einschraubbar. Zur Abdichtung des Primärteils in Bezug zum Modulgehäuse kann am Primärteil ein Dichtungsring vorgesehen sein.

[0010] Bevorzugt ist es, wenn das elektrisch isolierende Abstandshalterelement Außenabmessungen aufweist, die geringfügig kleiner sind als die lichten Querschnittsabmessungen des im Montagegehäuse ausgebildeten Durchgangsloches, weil es dann möglich ist, das mit dem Abstandshalterelement versehene Anschlusskabel durch das entsprechende Durchgangsloch im Modulgehäuse hindurch einzustecken und das Kabelkontaktelement mit dem zugehörigen, im Leistungsmodul vorgesehenen Modulkontaktelement sicher und zuverlässig zu verbinden. Anschließend wird das Kabelfesthalteelement am Modulgehäuse befestigt, so dass es dann nicht mehr möglich ist, das Anschlusskabel aus dem Modulgehäuse herauszuziehen.

[0011] Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn bei der erfindungsgemäßen Kabelanschlusseinrichtung das Abstandshalterelement von einer Hülse gebildet ist, die an ihrem Vorderabschnitt mit federnden Rastfingern ausgebildet ist, die an einem Widerlager des Kabelkontaktelementes anliegen, wobei die Hülse mit ihrem rückseitigen Ende am Kabelfesthalteelement anliegt. Das Widerlager des Kabelkontaktelementes kann von einer umlaufenden Rinne oder einer umlaufenden Schulter gebildet sein, die am Kabelkontaktelement ausgebildet ist. In der Rinne kann ein Federring angeordnet sein.

[0012] Das rückseitige Ende des hülsenartigen Abstandshalterelementes kann an der Innenstirnseite des Außengewindeabschnittes des Primärteiles des Kabelfesthalteelementes anliegen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das rückseitige Ende des hülsenartigen Abstandselementes Außenabmessungen besitzt, die an die Außenabmessungen der ringförmigen Innenstirnseite des Außengewindeabschnittes angepasst bzw. geringfügig kleiner als diese sind.

[0013] Erfindungsgemäß kann das Kabelfesthalteelement ein mit dem Primärteil verschraubbares Sekundärteil und eine Klemmhülse aufweisen, und für ein Anschlusskabel vorgesehen sein, das eine von der zentralen Kabelseele elektrisch isolierte Abschirmung und eine Außenisolierung aufweist. Bei einer solchen Ausbildung bildet die Abschirmung des Anschlusskabels eine geschlossene EMV-Abschirmung. Außerdem wird durch eine derartige Ausbildung eine Zugentlastung des Anschlusskabels erreicht.

[0014] Die erfindungsgemäße Kabelanschlusseinrichtung weist durch das elektrisch isolierende Abstandshalterelement zwischen dem Kabelkontaktelement und dem Kabelfesthalteelement die Vorteile auf, dass eine mechanische Sicherung der Steckverbindung zwischen dem Modulkontaktelement und dem zugehörigen Kabelkontaktelement bewirkt wird, dass Isolations-Kriechstrecken auch unter Schock- und Vibrationsbelastungen und bei Bewegungen am Anschlusskabel sichergestellt werden, und dass bei der Ausbildung des Abstandshalterelementes mit federnden Rastfingern die Montage auch nach einem Crimpprozess ermöglicht wird, mittels welchem die Kabelseele mit dem Kabelkontaktelement fest verbunden wird.

[0015] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung verdeutlichten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Kabelanschlusseinrichtung.

[0016] Es zeigen:

Figur 1

perspektivisch eine Ausbildung der Kabelanschlusseinrichtung in Kombination mit einem abschnittweise gezeichneten Modulgehäuse eines Leistungsmoduls,

Figur 2

eine perspektivische Ansicht einer Ausbildung eines Kabelfesthalteelementes sowie eines abgeschnitten gezeichneten Anschlusskabels, und

Figur 3

perspektivisch eine der Figur 2 prinzipiell ähnliche Ausbildung des Kabelfesthalteelementes in einer Längsschnittdarstellung.

[0017] Figur 1 zeigt eine Ausbildung der Kabelanschlusseinrichtung 10 für ein Leistungsmodul 12, von welchem das Modulgehäuse 14 abschnittweise gezeichnet ist. Das Modulgehäuse 14 ist mit Durchgangslöchern 16 ausgebildet. Die Durchgangslöcher 16 sind als Gewindelöcher, d.h. mit einem Innengewinde 18, ausgebildet.

[0018] Mit der Bezugsziffer 20 ist ein Modulkontaktelement bezeichnet, das als Kontaktstift ausgebildet ist, der mit einem abschnittweise gezeichneten Lastanschluss 22 des Leistungsmoduls 12 verschraubt und somit elektrisch leitend fest verbunden ist.

[0019] Das Modulkontaktelement 20 ist mit einem hülsenartigen Kabelkontaktelement 24 kontaktiert, d.h. elektrisch leitend verbunden, das mit einer zentralen Kabelseele 26 eines abschnittweise gezeichnete Anschlusskabels 28 mechanisch fest, elektrisch leitend verbunden ist. Bei dieser Verbindung kann es sich um eine Crimp-Verbindung handeln.

[0020] An der Außenseite 30 des Modulgehäuses 14 ist dem jeweiligen Durchgangsloch 16 zugeordnet ein Kabelfesthalteelement 32 vorgesehen. Das Kabelfesthalteelement 32 weist ein Primärteil 34 und ein Sekundärteil 36 und in seinem Inneren eine (nicht gezeichnete) Klemmhülse auf. Das Primärteil 34 weist einen Außengewindeabschnitt 38 auf, mit welchem das Primärteil 34 in das mit dem Innengewinde 18 ausgebildete Durchgangsloch 16 eingeschraubt ist. Zum Einschrauben des Primärteiles 34 ist dieses mit einem Sechskantbund 40 definierter Schlüsselweite ausgebildet. Dem Außengewindeabschnitt 38 liegt auf der in Bezug zum Sechskantbund 40 abgewandten Außenseite ein zweiter Außengewindeabschnitt 38 gegenüber, der zum Aufschrauben des Sekundärteiles 34 vorgesehen ist. Nach dem Aufschrauben des Sekundärteiles 36, wozu der Sechskantbund 42 des Sekundärteiles 36 dient, wird im Inneren des Kabelfesthalteelementes 32 eine von der Kabelseele 26 elektrisch isolierte (nicht gezeichnete) Abschirmung des Anschlusskabels 28 über das Kabelfesthalteelement 32, das aus Metall besteht, mit dem Modulgehäuse 14 elektrisch leitend verbunden.

[0021] Um ein ungewolltes Loslösen des Kabelkontaktelementes 24 von dem Modulkontaktelement 20 im zusammengebauten Zustand der Kabelanschlusseinrichtung 10 sicher zu verhindern, weist die Kabelanschlusseinrichtung 10 zwischen dem Kabelkontaktelement 24 und dem Kabelfesthalteelement 32 ein elektrisch isolierendes Abstandshalterelement 44 auf. Das Abstandshalterelement 44 besitzt Außenabmessungen, die geringfügig kleiner sind als die lichten Querschnittsabmessungen des jeweiligen im Montagegehäuse 14 ausgebildeten Durchgangsloches 16, so dass es problemlos möglich ist, das mit dem Abstandselement 44 versehene Anschlusskabel 28 in das jeweilige Durchgangsloch 16 einzustecken, um das hülsenartige Kabelkontaktelement 24 mit dem stiftartigen Modulkontaktelement 20 zu verbinden. Anschließend wird das Primärteil 34 des am Anschlusskabel 28 angeordneten Kabelfesthalteelementes 32 mit seinem Außengewindeabschnitt 38 in das Innengewinde 18 des Durchgangsloches 16 eingeschraubt, wobei ein am Primärteil 34 vorgesehenes Dichtungselement 46, das von einer Ringdichtung gebildet ist, eine Abdichtung des Modulgehäuses 14 bewirkt. Anschließend wird das Sekundärteil 36 mit dem Primärteil 34 in an sich bekannter Weise verschraubt, um eine Abzug-Sicherung zu bewirken.

[0022] Das elektrisch isolierende Abstandshalterelement 44 ist von einer Hülse 48 gebildet, die an ihrem Vorderabschnitt mit federnden Rastfingern 50 ausgebildet ist, die an einem von einer umlaufenden Schulter gebildeten Widerlager 52 anliegen. Mit ihrem rückseitigen Ende 54 liegt die Hülse 48 am Abstandshalterelement 44, d.h. an der ringförmigen Innenstirnseite 56 des Primärteiles 34 des Kabelfesthalteelementes 32 an. Das elektrisch isolierende Abstandshalterelement 44 verhindert folglich ein ungewolltes Verschieben des Kabelkontaktelementes 24 in Bezug zum Modulkontaktelement 20, d.h. ein ungewolltes Lösen dieser Kontaktverbindung.

[0023] Ist das Anschlusskabel 28 nicht nur mit einer zentralen Kabelseele 26 sondern außerdem auch mit einer Abschirmung versehen, die mit dem Kabelfesthalteelement 32 und somit mit dem Modulgehäuse 14 elektrisch leitend verbunden ist, so verhindert das elektrisch isolierende Abstandshalterelement 44 außerdem auch einen Kurzschluss zwischen der Abschirmung und dem Kabelkontaktelement 24, weil dieses an einer Verschiebung zur Abschirmung hin durch das elektrisch isolierte Abstandshalterelement 44 gehindert wird.

[0024] Das Widerlager 52 des Kabelkontaktelementes 24 für das elektrisch isolierende Abstandshalterelement 44 kann beispielsweise auch von einer umlaufenden Nut gebildet sein, in welche die federnden Rastfinger 50 hinein stehen. Noch eine andere Möglichkeit besteht beispielsweise darin, dass das Widerlager 52 von einem einseitig offenen Federring gebildet ist, der in die im Kabelkontaktelement 24 ausgebildete umlaufende Nut eingerastet ist.

[0025] Figur 2 verdeutlich perspektivisch einen Abschnitt eines Anschlusskabels 28 mit einer Kabelseele 26, einer Abschirmung 58, welche die Kabelseele 26 umschließt und von dieser elektrisch isoliert ist. Eine Außenisolation 60 umschließt die Abschirmung 58 des Anschlusskabels 28.

[0026] Das Anschlusskabel 28 erstreckt sich durch ein Kabelfesthalteelement 32, das einen Crimp-Hülsenabschnitt 62 und einen an einem Modulgehäuse 14 (siehe Figur 1) befestigbaren Montageflansch 64 aufweist. Bei der Ausbildung gemäß Figur 2 ist der Montageflansch 64 an einem Ende des Crimp-Hülsenabschnittes 62 vorgesehen. Demgegenüber verdeutlicht die Figur 3 eine Ausbildung des Kabelfesthalteelementes 32, bei welchem der Montageflansch 64 in einem mittleren Bereich des Crimp-Hülsenabschnittes 62 vorgesehen ist. Der Montageflansch 64 ist mit einer umlaufenden Rinne 66 ausgebildet, die für ein (nicht gezeichnetes) Dichtungselement vorgesehen ist, das zwischen dem Kabelfesthalteelement 32 und einem Modulgehäuse eine Abdichtung herstellt.

Bezugsziffernliste:

[0027] 

10

Kabelanschlusseinrichtung (für 12)

12

Leistungsmodul

14

Modulgehäuse (von 12)

16

Durchgangslöcher (in 14)

18

Innengewinde (von 16)

20

Modulkontaktelement (für 22)

22

Lastanschlusselement (von 12)

24

Kabelkontaktelement (von 28 an 26)

26

Kabelseele (von 28)

28

Anschlusskabel (für 12)

30

Außenseite (von 14)

32

Kabelfesthalteelement (an 28)

34

Primärteil (von 32)

36

Sekundärteil (von 32)

38

Außengewindeabschnitt (von 34 für 18)

40

Sechskantbund (von 34)

42

Sechskantbund (von 36)

44

elektrisch isolierendes Abstandshalterelement (zwischen 24 und 32)

46

Dichtungselement (an 34)

48

Hülse (von 44)

50

federnde Rastfinger (von 48)

52

Widerlager (an 48 für 50)

54

rückseitiges Ende (von 48)

56

ringförmige Innenstirnseite (von 34)

58

Abschirmung (von 28)

60

Außenisolation (von 28)'

62

Crimp-Hülsenabschnitt (von 32)

64

Montageflansch (an 62)

66

umlaufende Rinne (in 64 für 46)

Ansprüche

1. Kabelanschlusseinrichtung für ein Leistungsmodul (12), das ein Modulgehäuse (14) und in diesem mindestens ein Modulkontaktelement (20) und ein dem mindestens einen Modulkontaktelement (20) zugeordnetes Durchgangsloch (16) zum Durchstecken eines Kabelkontaktelementes (24) eines Anschlusskabels (28) aufweist, wobei an der Außenseite (30) des Modulgehäuses (14), dem Durchgangsloch (16) zugeordnet, ein Kabelfesthaltelement (32) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kabelkontaktelement (24) vom Kabelfesthalteelement (32) durch ein elektrisch isolierendes Abstandshalterelement (44) beabstandet ist.

2. Kabelanschlusseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kabelkontaktelement (24) mit einer Kabelseele (26) des Anschlusskabels (28) form- und kraftschlüssig fest verbunden ist.

3. Kabelanschlusseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das am Durchgangsloch (16) des Modulgehäuses (14) vorgesehene Kabelfesthalteelement (32) von einer Kabeleinführung gebildet ist, die einen Crimp-Hülsenabschnitt (62) und einen am Modulgehäuse (14) befestigbaren Montageflansch (64) aufeist.

4. Kabelanschlusseinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Montageflansch (64) in einem mittleren Bereich des Crimp-Hülsenabschnittes (62) vorgesehen ist.

5. Kabelanschlusseinrichtung nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet,
dass der Montageflansch (64) an einem Ende des Crimp-Hülsenabschnittes (62) vorgesehen ist.

6. Kabelanschlusseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kabelfesthalteelement (32) ein Primärteil (34) mit einem Außengewindeabschnitt (38) aufweist, und dass das im Modulgehäuse (14) ausgebildete Durchgangsloch (16) mit einem dem Außengewindeabschnitt (38) des Primärteils (34) entsprechenden Innengewinde (18) ausgebildet ist.

7. Kabelanschlusseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektrisch isolierende Abstandshalterelement (44) Außenabmessungen besitzt, die geringfügig kleiner sind als die lichten Querschnittsabmessungen des mindestens einen im Modulgehäuse (14) ausgebildeten Durchgangsloches (16).

8. Kabelanschlusseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektrisch isolierende Abstandshalterelement (44) von einer Hülse (48) gebildet ist, die an ihrem Vorderabschnitt mit federnden Rastfingern (50) ausgebildet ist, die an einem Widerlager (52) des Kabelkontaktelementes (24) anliegen, und die Hülse (48) mit ihrem rückseitigen Ende am Kabelfesthalteelement (32) anliegt.

9. Kabelanschlusseinrichtung nach Anspruch 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das rückseitige Ende des hülsenartigen Abstandshalterelementes (44) an der ringförmigen Innenstirnseite (56) des Außengewindeabschnittes (38) des Primärteiles (34) des Kabelfesthalteelementes (32) anliegt.

10. Kabelanschlusseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kabelfesthalteelement (32) ein mit dem Primärteil (34) verschraubbares Sekundärteil (36) und eine Klemmhülse aufweist, und für ein Anschlusskabel (28) vorgesehen ist, das eine von der Kabelseele (26) elektrisch isolierte Abschirmung (58) und eine Außenisolation (60) aufweist.

Zeichnung