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Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung zum Kontaktieren von mindestens zwei Stromkreisen einer elektrischen Maschine nach dem unabhängigen Anspruch 1.
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Bei elektrischen Maschinen, bspw. Elektromotoren, Generatoren oder Startergeneratoren, werden zum elektrischen Kontaktieren von elektrischen Stromkreisen Anschlusselemente, wie z. B. Kabelschuhe, verwendet. Die Anschlusselemente werden dabei jeweils mittels eines Verbindungselementes, wie z. B. einer Schraube oder einer Montagestütze, am elektrischen Stromkreis befestigt. Nachteilig ist dabei, dass jedes Anschlusselement eine eigene Montagestütze benötigt. Außerdem ist es nachteilig, dass mehrere Montagestützen viel Bauraum erfordern.
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Deswegen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mindestens einen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteil zumindest zum Teil zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlussvorrichtung zum Kontaktieren von mindestens zwei Stromkreisen einer elektrischen Maschine bereitzustellen, welche einfach und kostengünstig ausgebildet ist, und welche wenig Bauraum erfordert.
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Die voranstehende Aufgabe wird durch eine Anschlussvorrichtung zum Kontaktieren von mindestens zwei Stromkreisen einer elektrischen Maschine gelöst, welche mit einem ersten Stromkreis, einem ersten Anschlusselement zum Aufnehmen mindestens einer ersten elektrischen Leitung, einem Verbindungselement zum Befestigen des ersten Anschlusselementes am ersten Stromkreis und zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Anschlusselement und dem ersten Stromkreis, einem zweiten Stromkreis, einem zweiten Anschlusselement zum Aufnehmen mindestens einer zweiten elektrischen Leitung, wobei das Verbindungselement zum Befestigen des zweiten Anschlusselementes am zweiten Stromkreis ausgebildet ist, und einem Abstandselement zum galvanischen Trennen zwischen dem ersten Anschlusselement und dem zweiten Anschlusselement und zum galvanischen Trennen zwischen dem Verbindungselement und dem zweiten Stromkreis ausgebildet ist.
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Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, mittels eines einzigen Verbindungselementes mehrere, bspw. zwei, Anschlusselemente zum Kontaktieren von, bspw. zwei, elektrischen Stromkreisen einer elektrischen Maschine zu befestigen. Somit können vorteilhafterweise Bauraum und Bauteile gespart werden. Dabei kann das erfindungsgemäße Verbindungselement außerdem leitend ausgeführt sein, um einen elektrischen Kontakt zwischen mindestens einem, bspw. ersten, Anschlusselement von den mehreren Anschlusselementen und dem entsprechenden, bspw. ersten, Stromkreis herzustellen. Folglich kann das Verbindungselement einfach mit dem entsprechenden, bspw. ersten, Stromkreis befestigt werden, bspw. durch Einstecken, Einschrauben oder dergleichen.
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Im Rahmen der Erfindung ist dabei denkbar, dass der erste Stromkreis ein erstes Gehäuseteil der elektrischen Maschine und der zweite Stromkreis ein zweites Gehäuseteil der elektrischen Maschine, insbesondere eine Bürstenplatte, sein kann. Das erste Gehäuseteil kann dabei bspw. ein Maschinengehäuse und das zweite Gehäuseteil eine Bürstenplatte oder eine Stromschiene zu Kommutatorbürsten bzw. Bürstenlitzen sein. Vorteilhafterweise können dadurch der erste Stromkreis und der zweite Stromkreis jeweils durch einen leitenden Körper der elektrischen Maschine realisiert werden, die leicht und mit Hilfe von einfachen Anschlusselementen, wie z. B. Kabelschuhe, kontaktiert werden können. Hierbei ist es denkbar, dass der erste Stromkreis einen Plus-Kontakt und der zweite Stromkreis einen Minus-Kontakt darstellen können.
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Ferner ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass das erste Gehäuseteil eine erste Bohrung und das zweite Gehäuseteil eine korrespondierende zweite Bohrung aufweisen kann, durch welche das Verbindungselement durchgeführt werden kann. Dabei ist es denkbar, dass die zweite Bohrung über der ersten Bohrung liegen kann. Somit kann die Befestigung des ersten Anschlusselementes am ersten Stromkreis und die Befestigung des zweiten Anschlusselementes am zweiten Stromkreis in nur einem Schritt erfolgen, indem das Verbindungselement zuerst durch die zweite Bohrung im zweiten Gehäuseteil und danach durch die erste Bohrung im ersten Gehäuseteil durchgeführt wird. Im befestigten Zustand erstreckt sich das Verbindungselement durch beide Bohrungen. Zudem ist es denkbar, dass das Verbindungselement form- und/oder kraftschlüssig in der ersten Bohrung gehalten werden kann. Der Vorteil liegt dabei darin, dass das Verbindungselement somit mit wenig Aufwand zuverlässig am ersten Gehäuseteil befestigt werden kann. Folglich kann durch das erfindungsgemäße Verbindungselement auch eine zuverlässige Befestigung zwischen dem ersten Anschlusselement und dem ersten Stromkreis sowie zwischen dem zweiten Anschlusselement und dem zweiten Stromkreis gewährleistet werden. Außerdem ist es vorteilhaft, dass somit das Verbindungselement verliersicher und/oder verdrehsicher am ersten Gehäuseteil befestigt werden kann. Weiterhin ist es denkbar, dass die erste Bohrung als eine Sackbohrung ausgebildet sein kann. Somit kann das Verbindungselement alleine durch Einstecken und/oder Einschrauben in die Sackbohrung die Funktionen der Befestigung und des elektrischen Kontaktierens gemäß der Erfindung ausführen. Ferner ist es denkbar, dass in der Bohrung Fixiermittel und/oder Arretiermittel und/oder Reibungsmittel vorgesehen sein können, bspw. in Form von einem Gewinde oder in Form von herausfahrenden Stiften oder in Form von herausragenden Sägezähnen, um einen verbesserten Form- und/oder Kraftschluss mit dem Verbindungselement herzustellen.
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Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass das Verbindungselement in Form eines Bolzens oder in Form einer Schraube oder in Form einer Montagestütze ausgebildet sein kann. Vorteilhafterweise kann ein solches Verbindungselement einfach hergestellt und leicht montiert werden. Hierbei ist es möglich, dass das Verbindungselement Gegenmittel aufweisen kann, die mit den korrespondierenden Fixiermitteln und/oder Arretiermitteln und/oder Reibungsmitteln in der ersten Bohrung zusammenwirken können. Für ein Gewinde in der Bohrung kann bspw. ein Gegengewinde am Verbindungselement vorgesehen sein. Somit kann eine verbesserte form- und/oder kraftschlüssige Befestigung des Verbindungselementes am ersten Stromkreis und folglich zwischen dem ersten Anschlusselement und dem ersten Stromkreis sowie zwischen dem zweiten Anschlusselement und dem zweiten Stromkreis gewährleistet werden.
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Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass das Abstandselement form- und/oder kraftschlüssig am Verbindungselement gehalten werden kann. Dadurch kann eine weitere Maßnahme getroffen werden, um die Befestigung des Verbindungselementes am ersten Stromkreis zu verbessern. Dabei ist es denkbar, dass das Abstandselement Fixiermittel aufweisen kann, welche mit Gegenmitteln am Verbindungselement zusammenwirken können. Bspw. kann am Abstandselement als Fixiermittel, bspw. in einer Aufnahmeöffnung für das Verbindungselement, ein Gewinde vorgesehen sein, welches mit einem Gegengewinde am Verbindungselement zusammenwirken kann.
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Erfindungsgemäß kann das Abstandselement einen zylinderförmigen Grundkörper und ein Kragenelement aufweisen, welches sich radial zum Verbindungselement erstrecken kann. Dabei kann der Grundkörper eine Art Hülse mit einer Aufnahmeöffnung für das Verbindungselement bilden. Das Kragenelement kann sich zum zylinderförmigen Grundkörper radial erstrecken und diesen umfangseitig umschließen. In einem Querschnitt durch die Erstreckungsachse des Verbindungselementes kann somit das Abstandselement links und rechts eine L-Form aufweisen. Der Vorteil liegt dabei darin, dass mit einer derartigen Form das Abstandselement als Distanzstück nicht nur zwischen dem ersten Anschlusselement und dem zweiten Anschlusselement, sondern auch zwischen dem Verbindungselement und dem zweiten Stromkreis dienen kann.
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Weiterhin ist es erfindungsgemäß denkbar, dass das Kragenelement eine erste Auflagefläche für das erste Anschlusselement und eine zweite Auflagefläche für das zweite Anschlusselement aufweisen kann. Somit kann sowohl das erste Anschlusselement als auch das zweite Anschlusselement am Kragenelement zur Auflage kommen, um die Positionierung sowie die Befestigung sowohl des ersten Anschlusselementes als auch des zweiten Anschlusselementes zu erleichtern.
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Auch kann die Erfindung vorsehen, dass das Kragenelement umfangsseitig eine Kontur aufweisen kann, die als Montagehilfe dienen kann. Dabei kann ein Einsatz eines Werkzeuges erleichtert werden, um das Abstandselement am Verbindungselement zu befestigen. Vorteilhafterweise kann das Werkzeug ein einfacher Schraubenschlüssel sein, wobei die Kontur der Aufnahme des Schraubenschlüssels dienen kann, um das Abstandselement am Verbindungselement aufzuschrauben.
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Vorteilhafterweise kann im Sinne der Erfindung das erste Anschlusselement, das zweite Anschlusselement und das Verbindungselement aus einem leitenden Material, insbesondere einem Metall, ausgebildet sein. Mithin kann auf eine einfache Weise die Herstellung von elektrischen Verbindungen zwischen dem ersten Anschlusselement und dem Verbindungselement sowie zwischen dem zweiten Anschlusselement und dem zweiten Stromkreis und gleichzeitig zwischen dem Verbindungselement und dem ersten Stromkreis ermöglicht werden. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Abstandselement aus einem nicht leitenden Material, insbesondere einem Kunststoff oder einer Keramik, ausgebildet sein. Somit kann das Abstandselement auf eine einfache Weise eine galvanische Trennung zwischen dem ersten Anschlusselement und dem zweiten Anschlusselement und eine galvanische Trennung zwischen dem Verbindungselement und dem zweiten Stromkreis ermöglichen.
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Des Weiteren kann die Erfindung vorsehen, dass das erste Anschlusselement als ein erster Kabelschuh und das zweite Anschlusselement als ein zweiter Kabelschuh ausgebildet sein können. Solche Anschlusselemente sind einfach in der Montage und kostengünstig in der Herstellung. Kabelschuhe eignen sich vorteilhafterweise zur Aufnahme von Kabeln, die im Sinne der Erfindung als elektrische Leitungen dienen können.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur einen beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
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1 eine herkömmliche Anschlussvorrichtung, und
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2 eine erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung.
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Dabei werden die gleichen Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, sodass auf die einzelnen Bezugszeichen in der Regel nur einmal Bezug genommen wird.
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Die 1 zeigt eine Anschlussvorrichtung, die aus dem Stand der Technik bekannt ist und die für einen ersten Stromkreis 10, bspw. einen Plus-Kontakt einer elektrischen Maschine, ein erstes Anschlusselement 11 und für einen zweiten Stromkreis 20, bspw. einen Minus-Kontakt einer elektrischen Maschine, ein zweites Anschlusselement 21 aufweist. Üblicherweise werden solche Anschlusselemente 11, 21 separat an dem jeweiligen Stromkreis 10, 20 befestigt. Eine solche Anschlussvorrichtung erfordert viel Bauraum und ist kompliziert aufgebaut.
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Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung 1, die die oben genannten Nachteile überwindet. Die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung 1 dient zum Kontaktieren von mindestens zwei Stromkreisen 10, 20 einer elektrischen Maschine, wobei es ebenfalls denkbar ist, dass die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung 1 zum Kontaktieren von mehr als zwei Stromkreisen 10, 20 ausgebildet sein kann. Die Anschlussvorrichtung 1 ist hierbei mit einem ersten Stromkreis 10, einem ersten Anschlusselement 11 zum Aufnehmen mindestens einer ersten elektrischen Leitung, einem Verbindungselement 12 zum Befestigen des ersten Anschlusselementes 11 am ersten Stromkreis 10 und außerdem erfindungsgemäß zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Anschlusselement 11 und dem ersten Stromkreis 10 ausgebildet. Weiterhin ist die Anschlussvorrichtung 1 mit einem zweiten Stromkreis 20 und einem zweiten Anschlusselement 21 zum Aufnehmen mindestens einer zweiten elektrischen Leitung ausgeführt. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass dasselbe Verbindungselement 12 zudem zum Befestigen des zweiten Anschlusselementes 21 am zweiten Stromkreis 20 ausgebildet ist, jedoch nicht zum elektrischen Kontaktieren des zweiten Anschlusselementes 21 mit dem zweiten Stromkreis 20. Das Verbindungselement 12 dient also zum Befestigen von beiden Anschlusselementen 11, 21 an dem jeweiligen Stromkreis 10, 20.
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Der Kontakt zwischen dem ersten Anschlusselement 11 und dem ersten Stromkreis 10 wird erfindungsgemäß über das leitend ausgeführte Verbindungselement 12 hergestellt. Der Kontakt zwischen dem zweiten Anschlusselement 21 und dem zweiten Stromkreis 20 wird allerdings nur durch ein Anliegen des zweiten Anschlusselementes 21 am zweiten Stromkreis 20 hergestellt.
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Zudem ist die Anschlussvorrichtung 1 mit einem Abstandselement 30 ausgeführt, das zum galvanischen Trennen zwischen dem ersten Anschlusselement 11 und dem zweiten Anschlusselement 21 und zum galvanischen Trennen zwischen dem Verbindungselement 12 und dem zweiten Stromkreis 20 ausgeführt ist.
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Der erste Stromkreis 10 ist dabei durch ein erstes Gehäuseteil 10 der elektrischen Maschine und der zweite Stromkreis 20 durch ein zweites Gehäuseteil 20 der elektrischen Maschine, bspw. eine Bürstenplatte, gebildet. Die Bürstenplatte kann dabei elektrisch leitend ausgeführt sein und zum Stromabgriff von Bürstenlitzen eines Kommutators der elektrischen Maschine ausgebildet sein. Das erste Gehäuseteil 10 kann dabei einen Plus-Kontakt und das zweite Gehäuseteil 20 einen Minus-Kontakt bilden, oder umgekehrt.
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Das erste Anschlusselement 11, das zweite Anschlusselement 21 und das Verbindungselement 12 können erfindungsgemäß aus Metall ausgebildet sein, um elektrische Kontaktierung zu ermöglichen, wobei das Abstandselement 30 aus einem Kunststoff oder einer Keramik ausgebildet sein kann, um die galvanische Trennung einerseits zwischen dem ersten Anschlusselement 11 und dem zweiten Anschlusselement 21 und andererseits zwischen dem Verbindungselement 12 und dem zweiten Stromkreis 20 herzustellen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind das erste Anschlusselement 11 als ein erster Kabelschuh 11 und das zweite Anschlusselement 21 als ein zweiter Kabelschuh 21 ausgebildet. Die Kabelschuhe 11, 21 sind einfache und günstige Bauteile, die vor einer ersten Seite eine Öffnung für ein Verbindungselement 12 aufweisen und von einer anderen Seite eine elektrische Leitung, bspw. ein Kabel aufnehmen bzw. einspannen können.
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Im ersten Gehäuseteil 10 ist eine erste Bohrung vorgesehen, in welche das Verbindungselement 12 eingeschraubt werden kann. Die erste Bohrung kann dabei ein Gewinde aufweisen, welches mit einem Gegengewinde am Verbindungselement 12 zusammenwirken kann. Fluchtend zu der ersten Bohrung im ersten Gehäuseteil 10 ist eine zweite Bohrung im zweiten Gehäuseteil 20 vorgesehen. Beide Bohrungen liegen mit anderen Worten derart fluchtend übereinander, dass das Verbindungselement 12 durch beide Bohrungen durchgeführt werden kann.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Verbindungselement 12 in Form eines Bolzens ausgebildet, welches mit einem korrespondierenden Gegengewinde zu einem Gewinde in der ersten Bohrung im ersten Gehäuseteil 10 ausgebildet ist. Somit kann das Verbindungselement 12 zuverlässig, kraft- und/oder formschlüssig direkt am ersten Stromkreis 10 befestigt werden. Um eine Verdrehsicherheit zu gewährleisten und ein Herausdrehen des Verbindungselementes 12 zu verhindern, ist eine Befestigungsmutter 13, ebenfalls mit einem Gewinde vorgesehen, die mit dem korrespondierenden Gegengewinde am Verbindungselement 12 form- und/oder kraftschlüssig zusammenwirken kann.
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Zusätzlich für eine verbesserte Verdrehsicherheit kann auch das Abstandselement 30 innenseitig in einer Aufnahmeöffnung für das Verbindungselement 12 ein Gewinde aufweisen, um am Verbindungselement 12 aufgeschraubt zu werden. Somit kann das Abstandselement 30 als eine Kontermutter für die Befestigungsmutter 13 dienen.
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Das Abstandselement 30 ist hülsenartig ausgebildet und weist einen zylinderförmigen Grundkörper 31 und ein radial dazu abstehendes Kragenelement 32 auf. Das Kragenelement 32 erfüllt dabei zweierlei Aufgaben. Zum einen bildet das Kragenelement 32 eine erste Auflagefläche 32a für das erste Anschlusselement 11 und eine zweite Auflagefläche 32b für das zweite Anschlusselement 21. Zum anderen dient das Kragenelement 32 zum galvanischen Trennen, d. h. das Kragenelement 32 dient als ein Distanzstück, zwischen dem ersten Anschlusselement 11 und dem zweiten Anschlusselement 21. Die galvanische Trennung zwischen dem Verbindungselement 12 und dem zweiten Stromkreis 20 übernimmt der Grundkörper 31. Zudem ist es denkbar, dass am Kragenelement 32, ähnlich wie an der Befestigungsmutter 13, außenseitig eine Kontur vorgesehen sein kann, die zur stabilen Aufnahme eines Montagewerkzeuges, wie bspw. eines Schraubenschlüssels dienen kann.
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Die voranstehende Beschreibung der 2 beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Bspw. kann das Abstandselement 30 am Kragenelement 32 mindestens eine Nut für mindestens ein weiteres Anschlusselement aufweisen, sodass das Abstandselement 30 das weitere Anschlusselement galvanisch vom Verbindungselement 12 trennen kann, und sodass dasselbe Verbindungselement 12 zum Befestigen das weiteren Anschlusselementes an einem weiteren Stromkreis dienen kann. Weiterhin ist es denkbar, dass das erste Anschlusselement 11 und das zweite Anschlusselement 21 jeweils eine Lasche mit eine Öffnung aufweisen können, durch welche das Verbindungselement 12 durchgeführt wird, wobei die Laschen als Unterlegscheiben und/oder Sicherungsringe ausgebildet sein können, um die Befestigung axial zu sichern und die Verdrehsicherheit für das Verbindungselement 12 und das Abstandselement 30 zu erhöhen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anschlussvorrichtung
- 10
- erster Stromkreis / erstes Gehäuseteil
- 11
- erstes Anschlusselement / erster Kabelschuh
- 12
- Verbindungselement
- 13
- Befestigungsmutter
- 20
- zweiter Stromkreis / zweites Gehäuseteil
- 21
- zweites Anschlusselement / zweiter Kabelschuh
- 30
- Abstandselement
- 31
- Grundkörper
- 32
- Kragenelement
- 32a
- erste Auflagefläche
- 32b
- zweite Auflagefläche