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Title:
PLUG ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/056383
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a plug assembly (20) for establishing electrical contact between an auxiliary unit (2) of a motor vehicle and a vehicle on-board electrical system, said plug assembly comprising at least two high-voltage contact elements (34) and three low-voltage contact elements (40a, 40b) as well as a contact carrier (22) supporting the high-voltage and low-voltage contact elements, wherein the low-voltage contact elements (40a, 40b) are connected to a ground potential via at least one interference suppression element (48a, 48b, 48c).

Inventors:
DOMSCHEIT ANDRÉ (DE)
PENNEWITZ LUCAS (DE)
WISNER MARKO (DE)
ZEHNER STEFANIE (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/073780
Publication Date:
March 21, 2024
Filing Date:
August 30, 2023
Export Citation:
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Assignee:
BROSE FAHRZEUGTEILE SE & CO KG WUERZBURG (DE)
FEP FAHRZEUGELEKTRIK PIRNA GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
H02K5/22; H01R3/00; H02K11/02; H02K11/40
Domestic Patent References:
WO2021228294A12021-11-18
WO2021228294A12021-11-18
Foreign References:
DE102019111691A12020-07-16
DE112018002100T52020-02-20
DE112019003870T52021-04-22
US20200382041A12020-12-03
DE102019111691A12020-07-16
Attorney, Agent or Firm:
FDST PATENTANWÄLTE (DE)
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Claims:
Ansprüche Steckerbaugruppe (20) zur elektrischen Kontaktierung eines Nebenaggregats (2) eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrzeugbordnetz, aufweisend mindestens zwei Hochvoltkontaktelemente (34) und drei Niedervoltkontaktelemente (40a, 40b) sowie eine diese tragenden Kontaktträger (22), wobei die Niedervoltkontaktelemente (40a, 40b) über mindestens ein Entstörelement (48a, 48b, 48c) mit einem Massepotential verbunden sind. Steckerbaugruppe (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvoltkontaktelemente (34) von einem elektrisch leitenden Abschirmelement (46) eingefasst sind, welches im steckverbundenen Zustand mit einem Massepotential kontaktiert ist. Steckerbaugruppe (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Niedervoltkontaktelemente (40a, 40b) über drei Entstörelemente (48a, 48b, 48c) mit dem Abschirmelement (46) oder dem Massepotential verbunden sind. Steckerbaugruppe (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Entstörelement (48a, 48b, 48c) als ein Kondensator ausgeführt ist. Steckerbaugruppe (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Entstörelement (48a, 48b, 48c) in einem Trägerelement (56) angeordnet ist, welcher mit einer Aufnahme (58) des Kontaktträgers (22) gefügt ist. Steckerbaugruppe (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Entstörelement (48a, 48b, 48c) mechanisch in dem Kunststoffträger (56) fixiert ist. Steckerbaugruppe (20) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffträger (56) eine Ringwand (60) aufweist, welcher das Abschirmelement (46) umfangsseitig einfasst, und welcher auf einen emporstehenden Ringkragen (62) des Kontaktträgers (22) aufgesetzt ist. Steckerbaugruppe (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Niedervoltkontakte (40a, 40b) und das mindestens eine Entstörelement (48a, 48b, 48c) über ein Stanzgitter (50) elektrisch mit dem Abschirmelement (46) kontaktiert sind. Steckerbaugruppe (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzgitter (50) einen Ringabschnitt (52) aufweist, welcher das Abschirmelement (46) umfangsseitig einfasst, wobei der Ringabschnitt (52) radial nach innen ragende und axial abgebogene Kontaktlaschen (54) aufweist, welche mit dem Außenumfang des Abschirmelements (46) kontaktiert sind. Steckerbaugruppe (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Niedervoltkontaktelemente (40a, 40b) als Schwertstifte ausgeführt sind. Nebenaggregat (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Kältemittelverdichter, aufweisend eine Steckerbaugruppe (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Description:
Beschreibung

Steckerbaugruppe

Die Erfindung betrifft eine Steckerbaugruppe zur elektrischen Kontaktierung eines Nebenaggregats eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrzeugbordnetz, aufweisend mindestens zwei Hochvoltkontaktelemente und drei Niedervoltkontaktelemente sowie eine diese tragenden Kontaktträger. Die Erfindung betrifft weiterhin ein elektrisches Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs mit einer solchen Steckerbaugruppe.

Im Automobil- und Kraftfahrzeugbereich werden die Komponenten des Kraftfahrzeugs beispielsweise in Hauptaggregate und Nebenaggregate unterschieden. Unter einem Hauptaggregat ist hierbei insbesondere eine Komponente zu verstehen, welche eine Fortbewegung oder einen Antrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht, wobei unter einem Nebenaggregat insbesondere solche (Hilfs- und Zusatz-)Kompo- nenten verstanden werden, welche nicht direkt an der Fortbewegung oder dem Antrieb des Kraftfahrzeugs beteiligt sind. Unter einem Nebenaggregat wird beispielsweise ein (Kaltem ittel-)Verdichter, eine Öl- oder Fluidpumpe, ein Verstellantrieb oder dergleichen verstanden.

In Kraftfahrzeugen werden regelmäßig Klimaanlagen eingebaut, die den Fahrzeuginnenraum mit Hilfe eines Systems klimatisieren, das einen Kältemittelkreislauf bildet. Solche Anlagen verfügen grundsätzlich über einen Kreislauf, in dem ein Kältemittel geführt wird. Das Kältemittel, beispielsweise R-134a (1 , 1 , 1 ,2-Tetrafluo- rethan) oder R-744 (Kohlendioxid), wird an einem Verdampfer erwärmt und mittels eines Nebenaggregats in Form eines (Kältemittel-)Verdichters komprimiert, wobei das Kältemittel dann die aufgenommene Wärme über einen Wärmetauscher abgibt, bevor es über eine Drossel wieder dem Verdampfer zugeführt wird. In solchen Anwendungen sind Scrollmaschinen als Verdichter für das Kältemittel prinzipiell möglich. Solche Scrollverdichter haben typischerweise zwei relativ zueinander bewegliche Scrollteile, die im Betrieb nach Art einer Verdrängerpumpe arbeiten. Die beiden Scrollteile sind typischerweise als ein verschachteltes (schraubenförmiges) Paar von Spiralen oder Scrolls ausgeführt. Das heißt, dass eine der Spiralen zumindest teilweise in die andere Spirale eingreift. Die erste (Spiral-)Spi- rale ist in Bezug auf ein Verdichtergehäuse feststehend (stationäre Spirale, fixed scroll), während die zweite (Spiral-)Spirale (bewegliche Spirale, orbitierende Spirale) innerhalb der ersten Spirale mittels eines Elektromotors orbital angetrieben wird.

Der Elektromotor ist mit einer (Motor-)Elektronik zur Regelung und/oder Steuerung verbunden. Der Elektromotor ist in der Regel bürstenlos ausgeführt, wobei die Erregung der einzelnen elektrischen Spulen über eine Brückenschaltung einer Leiterplatte der Motorelektronik erfolgt. Zum Schutz vor Umwelteinflüssen (Schmutz, Feuchtigkeit) ist die Motorelektronik meist in einem Elektronikraum oder in einem Elektronikgehäuse untergebracht. Das Elektronikgehäuse weist z.B. einen Gehäuseanschlussbereich in Form einer elektrischen Schnittstelle zur elektrischen Kontaktierung der Elektronik auf.

Die elektrische Schnittstelle ist vorzugsweise lösbar ausgeführt, wobei die Schnittstelle in der Regel als eine Steckverbindung beziehungsweise als eine Steckerbaugruppe ausgebildet ist, welche am Elektronikgehäuse befestigt oder befestigbar ist. Die elektrische Schnittstelle weist beispielsweise einen Hochspannungsanschluss zur Stromversorgung des Elektromotors und/oder einen Niederspannungsanschluss zur Versorgung der Elektronik mit Steuersignalen auf. Unter Hochspannung wird hier und im Folgenden insbesondere ein Spannungsbereich größer als 60 V (Volt), z.B. 470 V, und unter Niederspannung insbesondere ein Spannungsbereich kleiner als 60 V, z.B. 48 v oder 12 V, verstanden.

Die Hoch- und Niederspannungsanschlüsse der Schnittstelle sind in der Regel als separate und räumlich getrennte Stecker oder Klemmen ausgeführt. Zwischen den Anschlüssen ist hierbei häufig eine elektrische Verbindung als elektrische Verriegelung, auch als Interlockverbindung bezeichnet, vorgesehen, welche bei einer getrennten Ausführung der Anschlüsse bei der Montage kontaktiert werden muss. Derartige getrennte Anschlüsse weisen daher einen erhöhten Montage- und Abdichtungsaufwand auf.

Zur Reduzierung dieses Aufwands ist beispielsweise aus der DE 10 2019 111 691 A1 ein Kombistecker ais Steckerbaugruppe bekannt, welcher sowohl einen Hochvoltanschluss als auch einen Niedervoltanschluss aufweist. Die (Steck-) Kontaktelemente für die Hochvolt- und Niedervoltkontaktierung sowie die Interlockverbin- dung sind hierbei in einem gemeinsamen Kunststoffträger integriert, welcher an dem Elektronik- oder Verdichtergehäuse befestigt wird.

Bei einem solchen Kombistecker können aufgrund der räumlich nahen Anordnung der Anschlüsse elektromagnetische Wellen der Hochvoltanschlüsse in die Niedervoltanschlüsse - und somit in die Elektronik oder das Steuergerät des Elektromotors - eingekoppelt werden, und somit die EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) des Nebenaggregats negativ beeinflussen.

Zur Verbesserung der EMV sind beispielsweise Entstörelemente (Kondensatoren, Spulen, ...) auf der Elektronik beziehungsweise in dem Steuergerät integriert. Zusätzlich oder alternativ können Steckerbaugruppen beispielsweise eine elektrische Abschirmung zur Verbesserung der EMV aufweisen, so dass andere Baugruppen oder Elektroniken, wie beispielsweise das Steuergerät, möglichst frei von Störeinflüssen gehalten werden. Beispielsweise wird hierbei ein hülsen- oder zylinderförmiges Schirmkontaktelement verwendet, wie es in der WO 2021/228294 A1 beschrieben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Steckerbaugruppe zur elektrischen Kontaktierung eines Nebenaggregats eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrzeugbordnetz anzugeben. Insbesondere soll eine Steckerbaugruppe mit einer verbesserten EMV, insbesondere hinsichtlich eines Niedervoltanschlusses, realisiert werden. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Nebenaggregat mit einer solchen Steckerbaugruppe anzugeben.

Die Aufgabe wird hinsichtlich der Steckerbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Nebenaggregats mit den Merkmalen des Anspruchs 11 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Steckerbaugruppe ist zur elektrischen Kontaktierung eines Nebenaggregats eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrzeugbordnetz vorgesehen sowie dafür geeignet und eingerichtet. Die Steckerbaugruppe bildet im steckver- bundenen Zustand hierbei insbesondere die elektrische Schnittstelle zwischen den elektrischen Komponenten des Nebenaggregats und einem an das Fahrzeugbordnetz angeschlossenen Bordnetzkabel. Die Steckerbaugruppe weist hierbei einen Hochvoltanschluss mit zwei Hochvoltkontaktelementen und einen Niedervoltanschluss mit einer Anzahl von Niedervoltkontaktelementen, insbesondere drei Niedervoltkontaktelementen, auf.

Der Hochvoltanschluss ist hierbei insbesondere als ein Leistungsanschluss oder ein Leistungsstecker zur Stromversorgung eines Elektromotors des Nebenaggregats vorgesehen sowie dafür geeignet und eingerichtet. Die zwei Hochvoltkontaktelemente sind beispielsweise als Gleichspannungskontakte für Hochvolt-Plus (HV+) und Hochvolt-Minus (HV-) des Fahrzeugbordnetzes ausgeführt.

Der Niedervoltanschluss ist insbesondere als ein Signalanschluss oder ein Signalstecker zur Stromversorgung und zur Übertragung von Steuersignalen an eine Elektronik oder Steuereinheit des Nebenaggregats vorgesehen sowie dafür geeignet und eingerichtet. Zwei der Niedervoltkontaktelemente sind hierbei beispielsweise als Versorgungsschnittstellen mit einer Bordnetzversorgung oder einer Fahrzeugbatterie (KL30, KL31 ) kontaktiert oder kontaktierbar, wobei der dritte Niedervoltkontakt als Signalschnittstelle insbesondere an eine Kommunikations- oder Busleitung (COM) kontaktiert oder kontaktierbar ist. Der Hochvoltanschluss und der Niedervoltanschluss sind hierbei von einem gemeinsamen Kontaktträger (Anschlussträger) als Steckergehäuse getragen. Mit anderen Worten sind die Hochvolt- und Niedervoltkontaktelemente in den Kontaktträger integriert. Die Steckerbaugruppe ist also als ein Kombistecker, insbesondere als ein kombinierter Signal- und Leistungsstecker, ausgeführt.

Der insbesondere als Spritzgussteil ausgeführte Kontaktträger ist vorzugsweise mechanisch an einem Gehäuse des Nebenaggregats befestigbar, beispielsweise mittels Schraubverbindungen. Der Kontaktträger weist hierbei beispielsweise eine randseitige Dichtung auf, mittels welcher die Anschlüsse im Montagezustand gegenüber dem Gehäuse fluiddicht abgedichtet werden.

Vorzugsweise ist eine als elektrische Verriegelung ausgebildete Interlockverbin- dung zwischen den Anschlüssen vorgesehen, und auf dem Kontaktträger angeordnet.

Erfindungsgemäß sind die nachfolgend auch als NV-Kontakte bezeichneten Niedervoltkontaktelemente über mindestens ein Entstörelement mit einem Massepotential verbunden. Mit anderen Worten sind die NV-Kontakte mit dem Massepotential elektrisch kontaktiert, wobei zwischen den NV-Kontakten und dem Abschirmelementen mindestens ein Entstörelement verschaltet ist.

Unter einem Entstörelement ist hier und im Folgenden insbesondere ein elektronisches Bauteil oder eine elektronische Komponente zu verstehen, welches im Betrieb aufgrund seiner elektrischen Eigenschaften und/oder seiner Verschaltung die EMV verbessert. Insbesondere werden in den NV-Kontakten induzierte Spannungsspitzen mittels des Entstörelements reduziert und über das als Schnittstelle wirkende Abschirmelement an das Gehäusepotential abgeführt.

Die erfindungsgemäße Steckerbaugruppe weist somit mindestens ein integriertes Entstörelement zur Verbesserung der EMV auf. Durch die zusätzliche Entstörung und Robustheit hinsichtlich EMV ist eine besonders geeignete Steckerbaugruppe realisiert. Insbesondere ist somit eine bauraum kompakte Steckerbaugruppe realisiert, welche mit einem besonders geringen Montage-, Abdichtungs- und Kontaktierungsaufwand montierbar ist.

Die Hochvoltkontaktelemente, nachfolgend auch als HV-Kontakte bezeichnet, sind in einer vorteilhaften Weiterbildung von einem beispielsweise zylindrischen, rohrförmigen, oder manschettenförmigen Abschirmelement eingefasst oder umgeben. Das beispielsweise als (Ab-)Schirmblech ausgeführte Abschirmelement ist im steckverbundenen oder steckkontaktierten Zustand mit einem Massepotential kontaktiert. Insbesondere ist das Abschirmelement hierbei mit einem Gehäusepotential des (Nebenaggregat-)Gehäuses als Massepotential elektrisch leitend gekoppelt, wobei das mindestens eine Entstörelement zur Kontaktierung an das Massepotential insbesondere an das Abschirmelement gekoppelt ist. Beispielsweise kann hierbei ein Abschirmelement gemäß der WO 2021/228294 A1 verwendet werden.

Vorzugsweise weist die Steckerbaugruppe eine Anzahl von Entstörelementen, also mehrere Entstörelemente, insbesondere mindestens zwei Entstörelemente, auf, welche zwischen den NV-Kontakten und dem Messepotential beziehungsweise dem Abschirmelement verschaltet sind. In einer vorteilhaften Ausführung sind die NV-Kontakte über drei Entstörelemente mit dem Abschirmelement beziehungsweise Massepotential verbunden. Vorzugsweise ist also eine der Anzahl der NV-Kontakte entsprechende Anzahl von Entstörelementen vorgesehen, wobei beispielsweise jedem NV-Kontakt ein Entstörelement zugeordnet ist.

Als Entstörelemente werden beispielsweise (Entstör-)Spulen, Dioden, Varistoren oder andere elektronische Bauteile verwendet. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Entstörelemente insbesondere als (Entstör-)Kondensatoren oder Kapazitäten ausgeführt. Mit anderen Worten sind die einzelnen NV-Kontakte des Fahrzeugbordnetz beziehungsweise der Bordnetzversorgung über Kondensatoren mit dem Gehäusepotential kontaktiert. Der NV-Kontakt einer Signalschnittstelle wird beispielsweise über einen Kondensator mit dem Massepotential kontaktiert. Zusätzlich zu den Kondensatoren können auch weitere Entstörelemente integriert werden. Dadurch ist eine besonders zuverlässige Entstörung der NV-Kontakte gewährleistet.

In einer denkbaren Weiterbildung sind die Entstörelemente in einem Trägerelement (Komponententräger) angeordnet, welcher mit eine Aufnahme des Kontaktträgers gefügt oder montiert ist. Beispielsweise ist das Trägerelement form- und/oder kraftschlüssig in die Aufnahme eingesetzt oder eingesteckt. Mit anderen Worten ist eine Entstörbaugruppe vorgesehen, welche im Zuge der Steckerbaugruppenherstellung mit dem Trägerelement gefügt wird. Dadurch ist ein höherer Vorfertigungsgrad realisiert, wodurch die Herstellung der Steckerbaugruppe vereinfacht wird, und die Steckerbaugruppe besonders kostengünstig herstellbar ist. Das Trägerelement kann beispielsweise als ein Kunststoffträger ausgeführt sein, und ist beispielsweise mittels Warmverstemmen an dem Kontaktträger befestigt oder befestigbar.

Die Entstörelemente können hierbei in das Trägerelement beziehungsweise in den Kunststoffträger eingebettet oder integriert sein. Beispielsweise sind die Entstörelemente im Trägerelement über Kleber, Verguss, Umspritzung oder Klemmen fixiert. In einer bevorzugten Ausbildung sind die Entstörelemente insbesondere mechanisch in dem Trägerelement fixiert. Dadurch ist eine besonders aufwandsreduzierte Herstellung der Entstörbaugruppe gewährleistet, welche zudem einen einfachen Zugang zu den Entstörelementen für Reparatur- und Wartungszwecke ermöglicht.

In einer möglichen Ausführung weist das Trägerelement eine einstückig, also einteilig oder monolithisch, angeformte Ringwand auf, welche das Abschirmelement umfangsseitig einfasst. Mit anderen Worten sitzt das Abschirmelement in der zentralen Ringöffnung der Ringwand ein. Die Ringwand ist hierbei auf einen axial emporstehenden Ringkragen des Kontaktträgers koaxial aufgesetzt oder aufgesteckt. Das Trägerelement sitzt somit einerseits in der Aufnahme des Kontaktträgers ein und ist andererseits mittels der Ringwand an dem Ringkragen des Kontaktträgers gehalten. Somit ist eine verdreh- und verkippsichere Zweipunktbefestigung oder - halterung des Trägerelements am Kontaktträger realisiert. Dadurch ist eine besonders stabile Steckerbaugruppe gewährleistet.

Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die NV- Kontakte und die Entstörelemente über ein Stanzgitter elektrisch mit dem Abschirmelement kontaktiert sind. Das insbesondere als Stanzbiegeteil ausgeführte Stanzgitter kann hierbei beispielsweise zumindest abschnittsweise mit dem Trägerelement umspritzt sein. Vorzugsweise ist das Stanzgitter zumindest mechanisch mit dem Trägerelement gefügt. Die Enden des Stanzgitters sind einerseits mit den NV-Kontakten und andererseits mit dem Gehäusepotential elektrisch verbunden. Dadurch ist eine einfache und aufwandreduzierte Verschaltung der NV- Kontakte mit dem Abschirmelement beziehungsweise mit dem Gehäusepotential realisiert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Stanzgitter einen Ringabschnitt auf, welche(r) das Abschirmelement umfangsseitig einfasst. Unter einem Ringabschnitt wird hierbei jede Leiterbahnanordnung verstanden, welche das Abschirmelement umfangsseitig (vollständig) um laufend einfasst. Der Ringabschnitt ist hierbei vorzugsweise als eine im Wesentlichen ringförmige Leiterbahn ausgeführt. Der Ringabschnitt kann jedoch auch (mehr-)eckig ausgebildet sein.

Der Ringabschnitt ist hierbei zweckmäßigerweise im Bereich der Ringwand des Kunststoffträgers angeordnet. Insbesondere ist der Ringabschnitt an einer Stirnseite der Ringwand angeordnet. Der Ringabschnitt weist radial nach innen ragende und axial abgebogene oder abgewinkelte Kontaktlaschen auf, welche mit dem Außenumfang des Abschirmelements kontaktiert sind.

Die elektrische Kontaktierung der NV-Kontakte mit dem Stanzgitter kann beispielsweise über Schweißung oder Lötung, oder mittels Klemmkontakten, Schneidklemm kontakten oder Press-Fit-Pins realisiert werden. Entsprechend ist die elektrische Kontaktierung des Abschirmelements oder der Masse mit dem Stanzgitter beziehungsweise Kontaktlaschen ebenfalls über Schweißung oder Lötung, oder mittels Klemmkontakten, Schneidklemmkontakten oder Press-Fit-Pins realisierbar. In einer alternativen Ausführung wird anstelle eines Kunststoffträgers und eines Stanzgitters eine Leiterplatte (Platine, engl.: Printed Circuit Board, PCB) als Schaltungsträger für die Entstörelemente eingesetzt. Mit anderen Worten erfolgt die Verschaltung der Entstörelemente mit den NV-Kontakten und dem Abschirmelement oder der Masse über eine Leiterplatte. Die Leiterplatte kann hierbei als Setzteil einfach im Zuge der Steckerbaugruppenmontage montiert werden. Die Entstörelemente sind hierbei beispielsweise als SMD-Bauteile (Surface Mounted Device) ausgeführt. Hierbei ist es beispielsweise denkbar, dass die Interlockverbindung mit auf der Leiterplatte integriert ist.

In einer denkbaren Ausbildung sind die NV-Kontakte als Schwertstifte (Stiftkontakte, Messerkontakte) ausgeführt. Dadurch ist eine besonders vorteilhafte Ausführung der NV-Kontakte realisiert. Alternativ ist beispielsweise auch eine Kabellösung denkbar.

Das erfindungsgemäße Nebenaggregat weist eine vorstehend beschriebene Steckerbaugruppe auf. Dadurch ist eine zuverlässige und EMV-verbesserte Kontaktierung an ein Fahrzeugbordnetz realisiert, wodurch in der Folge der Betrieb des Nebenaggregats verbessert wird.

Beispielsweise ist das Nebenaggregat eine Pumpe, insbesondere ein Wasseroder Ölpumpe, wie eine Schmiermittelpumpe. In einer Alternative hierzu ist das Nebenaggregat ein Verstellantrieb, wie eine Lenkunterstützung also eine sog. Servolenkung, ein Fensterheber oder eine elektrische Sitzverstellung. Das Nebenaggregat ist im Montagezustand über die Steckerbaugruppe mit einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs (Fahrzeugbordnetz) elektrisch kontaktiert und wird mittels dessen bestromt. Das Fahrzeugbordnetz weist hierbei sowohl ein Niedervoltbordnetz mit einer elektrischen Spannung von beispielsweise 12 V, 24 V oder 48 V, als auch ein Hochvoltnetz mit einer elektrischen Spannung von beispielsweise 60 V, 288 V, 450 V, 650 V,830 V oder 1000 V auf. Beispielsweise ist das Nebenaggregat im Einbauzustand weiterhin signaltechnisch mit einem BUS-System gekoppelt, insbesondere einem LIN- oder CAN-Bus. Besonders bevorzugt weist das Nebenaggregat eine elektrische Maschine auf, die beispielsweise ein Generator oder ein Elektromotor ist. Der Elektromotor ist beispielsweise ein bürstenbehafteter Kommutatormotor. Besonders bevorzugt jedoch ist der Elektromotor bürstenlos ausgestaltet und geeigneterweise ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Der Elektromotor ist zum Beispiel ein Asynchronmotor oder ein Synchronmotor.

Besonders bevorzugt ist das Nebenaggregat ein elektrischer Kaltem ittelantrieb, der insbesondere ein elektromotorischer Kältemittelverdichter ist. Der elektromotorische Kältemittelverdichter ist geeigneterweise ein Bestandteil eines Kältemittelkreislaufs des Kraftfahrzeugs, mittels dessen bei Betrieb beispielsweise eine Temperierung des Innenraums des Kraftfahrzeugs und/oder eine Abkühlung eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs erfolgt. Insbesondere umfasst der elektromotorische Kältemittelverdichter einen Verdichterkopf, beispielsweise einen Scrollverdichter. Besonders bevorzugt wird mittels des elektromotorischen Kältemittelverdichters ein Kältemittel verdichtet, zum Beispiel ein chemisches Kältemittel, wie R134a oder R1234yf. Alternativ wird als Kältemittel CO2 herangezogen.

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

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen elektrischen Kältemittelverdichter als Nebenaggregat,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung ausschnittsweise ein Elektronikfach des Kältemittelverdichters mit einer dran befestigten Steckerbaugruppe,

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung die Steckerbaugruppe mit Blick auf eine dem Elektronikfach zugewandten Innenseite,

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Steckerbaugruppe, Fig. 5 in Draufsicht die Steckerbaugruppe mit Blick auf eine Unterseite, Fig. 6 in einem Schaltdiagramm eine Verschaltung von Niedervoltkontakten mit einem Abschirmelement, und Fig. 7 in Draufsicht die Steckerbaugruppe in einer zweiten Ausführungsform mit Blick auf eine Unterseite.

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

Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Nebenaggregat 2, welches beispielsweise als Kältemittelverdichter in einem nicht näher dargestellten Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs verbaut ist. Das beispielsweise modular aufgebaute Nebenaggregat 2, welches nachfolgend auch als Kältemittelverdichter 2 bezeichnet ist, weist einen elektrischen (elektromotorischen) Antrieb (Antriebsmodul) 4 und ein mit diesem gekoppelten Verdichterkopf (Verdichtermodul) 6 auf.

Zwischen dem Antrieb 4 und dem Verdichterkopf 6 ist ein nicht näher dargestelltes Lagerschild als mechanische Schnittstelle vorgesehen, mittels welchem der Verdichterkopf 6 antriebstechnisch an den Antrieb 4 angebunden ist.

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

Ein verdichterseitiger Gehäuseteilbereich des Antriebsgehäuses 10 ist als ein Motorgehäuse zur Aufnahme eines Elektromotors ausgebildet und einerseits durch eine nicht gezeigte, integrierte Gehäusezwischenwand zu einem mit einem Deckel 14 versehenen Elektronikfach 16 und andererseits durch das Lagerschild verschlossen. In dem Elektronikfach 16 ist eine nicht näher gezeigte Elektronik, insbesondere eine Wechselrichterelektronik und eine Steuerelektronik beziehungsweise ein Steuergerät, des Elektromotors aufgenommen.

Das Antriebsgehäuse 10 weist im Bereich des Elektronikfachs 16 einen Anschlussabschnitt 18 zur elektrischen Kontaktierung der Elektronik an ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs (Fahrzeugbordnetz) auf. Der Anschlussabschnitt 18 ist als eine Gehäuseöffnung des Elektronikfachs 16 ausgeführt, welche mittels einer am Anschlussabschnitt 18 schraubbefestigten Steckerbaugruppe 20 fluiddicht verschlossen ist. Die Steckerbaugruppe 20 bildet hierbei die elektrische und/oder signaltechnische Schnittstelle zu dem Fahrzeugbordnetz beziehungsweise zu einem Bordnetzkabel.

Die Fig. 2 zeigt ausschnittsweise den Anschlussabschnitt 18 mit der Steckerbaugruppe 20.

Die Steckerbaugruppe 20 weist eine an das Elektronikgehäuse 16 beziehungsweise an den Anschlussabschnitt 18 gefügten Kontaktträger 22 als Basisplatte oder Trägerplatte auf. Der beispielsweise als Spritzgussteil ausgeführte Kontaktträger 22 ist hierbei beispielsweise mittels vier umfangsseitig verteilt angeordneten Befestigungsschrauben 24 an den Anschlussabschnitt 18 gefügt, wobei lediglich drei Befestigungsschrauben 24 in der Fig. 2 sichtbar sind.

Die nachfolgend anhand der Figuren 3 bis 6 näher erläuterte Steckerbaugruppe 20 ist als ein Kombistecker, insbesondere als ein kombinierter Signal- und Leistungsstecker, ausgeführt, und weist hierbei einen Hochvoltanschluss 26 und einen Niedervoltanschluss 28 auf, wobei die Anschlüsse 26, 28 räumlich voneinander beabstandet an dem Kontaktträger 22 angeordnet sind.

Der Hochvoltanschluss 26 ist hierbei als ein Steckverbinder mit einer an den Kontaktträger 22 einstückig, also einteilig oder monolithisch, angeformten Steckbuchse 30 ausgeführt. In die Steckbuchse 30 ist ein zylindrischer Kontaktträger 32 mit integrierten Hochvoltkontaktelementen 34 eingesetzt, wobei die Hochvoltkontaktelemente 34 zumindest abschnittsweise in dem Kontaktträger 32 eingebettet, beispielsweise umspritzt, sind.

Der Hochvoltanschluss 26 weist zumindest zwei Hochvoltkontaktelemente 34 (HV+, HV-) auf. Die Hochvoltkontaktelemente 34 sind insbesondere als Steckkontakte, beispielsweise als Stift- oder Schwertkontakte, ausgeführt. Darüber hinaus kann der Kontaktträger 32 weitere, nicht näher dargestellte, Kontakte aufweisen. Zur Stromversorgung des Elektromotors wird beispielsweise ein nicht dargestellter Gegensteckverbinder, welcher mit dem stromzuführenden Bordnetzkabel verbunden ist, in die Steckbuchse 26 eingesteckt, wodurch die elektrischen Hochvoltkontaktelemente 34 mit entsprechenden, im Gegensteckverbinder angeordneten, Gegenkontakten verbunden werden und ein Stromfluss über das Kabel, die Gegenkontakte, die Hochvoltkontaktelemente 34, der Wechselrichterelektronik zu dem bürstenlosen Elektromotor realisiert ist. Die Steckbuchse 26 kann hierbei einen Deckel 36 zum Schutz der Hochvoltkontaktelemente 34 aufweisen. Der Deckel 36 ist vorzugsweise als ein Transportschutz ausgeführt, und wird bei einem Einbau des Nebenaggregats 2 entsorgt.

Der Niedervoltanschluss 28 ist ebenfalls als ein Steckverbinder mit einer an den Kontaktträger 22 einstückig, also einteilig oder monolithisch, angeformten Steckbuchse 38 ausgeführt. Die Steckbuchse 38 kann hierbei einen Deckel 39 aufweisen. Der Deckel 39 ist vorzugsweise als ein Transportschutz ausgeführt, und wird bei einem Einbau des Nebenaggregats 2 entsorgt. Der Niedervoltanschluss 28 weist hierbei drei Niedervoltkontaktelemente 40a, 40b auf, welche in dem Kontaktträger 22 eingebettet oder von diesem umspritzt sind. Die Niedervoltkontaktelemente 40a, 40b durchsetzen hierbei den Kontaktträger 22 und stehen der Rückoder Innenseite der Steckerbaugruppe 20, welche im Montagezustand dem Gehäuseinneren des Elektronikfachs 16 zugewandt ist, empor. Die Niedervoltkontaktelemente 40a, 40b sind insbesondere als Steckkontakte, beispielsweise als Stiftoder Schwertkontakte, ausgeführt. Die Niedervoltkontaktelemente 40a sind hierbei als Versorgungsschnittstellen mit einer Bordnetzversorgung oder einer Fahrzeugbatterie (KL30, KL31 ) kontaktiert oder kontaktierbar, wobei das Niedervoltkontaktelement 40b als Signalschnittstelle insbesondere an eine Kommunikations- oder Busleitung (COM) kontaktiert oder kontaktierbar ist.

Die Steckerbaugruppe 20 weist zwei als elektrische Verriegelung ausgebildete Interlockverbindungen 42 auf, welche zwischen den Hochvolt- und Niedervoltanschlüssen 26, 28 angeordnet sind. Die Interlockverbindungen 42 sind beispielsweise als Leiterbahnen oder Stanzgitter oder Stromschienen ausgeführt. Der Kontaktträger 22 ist als ein Spritzgussteil ausgeführt, und weist rückseitig eine umlaufende randseitige Dichtung 44 auf, welche die Hochvolt- und Niedervoltanschlüsse 26, 28 sowie die Interlockverbindungen 42 einfasst, und somit gegenüber dem Anschlussabschnitt 18 abdichtet.

Die Hochvoltkontaktelemente 34 sind von einem zylindrischen oder rohrförmigen, Abschirmelement 46 eingefasst oder umgeben. Das Abschirmelement 46 ist hierbei zwischen dem Außenumfang des Kontaktträgers 32 und dem Innenumfang der Steckbuchse 30 angeordnet. Das Abschirmelement 46 weist stirnseitig radial nach außen gebogene Laschen auf, mittels welchen das Abschirmelement 46 elektrisch leitend mit dem Anschlussabschnitt 18 beziehungsweise dem Antriebsgehäuse 8 gekoppelt ist. Das Abschirmelement 46 ist im Montagezustand somit elektrisch mit einem Massepotential verbunden.

Die Niedervoltkontaktelemente 40a, 40b sind hierbei über Entstörelemente 48a, 48b, 48c mit dem Abschirmelement 46 verbunden. Die Verschaltung der Entstörelemente 48a, 48b, 48c ist nachfolgend anhand der Figuren 5 und 6 erläutert.

Die Entstörelemente 48a, 48b, 48c sind beispielsweise als Kapazitäten oder Kondensatoren ausgeführt, wobei das Entstörelemente 48a und 48c jeweils beispielsweise eine Kapazität von 1 pF (Mikrofarad) und das Entstörelement 48b eine Kapazität von 100 pF (Pikofarad) aufweisen.

Zur Verschaltung der Entstörelemente 48a, 48b, 48c mit den Niedervoltkontaktelementen 40a, 40b und mit dem Abschirmelement 46 ist ein Stanzgitter 50 vorgesehen. Hierbei ist das Entstörelement 48b zwischen dem Niedervoltkontaktelement 40b und einem der Niedervoltkontaktelemente 40a (KL31 ) verschaltet. Auf der Seite des Niedervoltkontaktelements 40a ist das Entstörelement 48c dem Abschirmelement 46 zwischengeschaltet. Das Niedervoltkontaktelement 40a (KL30) ist über das Entstörelement 48a mit dem Abschirmelement 46 verbunden.

Zur elektrischen Verbindung zwischen dem Stanzgitter 50 und dem Abschirmelement 46 weist das Stanzgitter 50 einen Ringabschnitt 52, also eine ringförmige Leiterbahn, auf, welche(r) das Abschirmelement 46 umfangsseitig einfasst. Der Ringabschnitt 52 weist hierbei sechs umfangsseitig verteilt angeordnete und radial nach innen ragende Kontaktlaschen 54 auf, welche axial abgebogen oder abgewinkelt sind. Im Montagezustand liegen die Kontaktlaschen 54 an dem Außenumfang des Abschirmelements 46 an und sind mit diesem elektrisch kontaktiert.

Die elektrische Kontaktierung der Niedervoltkontaktelemente 40a, 40b mit dem Stanzgitter 50 kann beispielsweise über Schweißung oder Lötung, oder mittels Klemmkontakten, Schneidklemmkontakten oder Press-Fit-Pins realisiert werden. Die elektrische Kontaktierung des Abschirmelements 46 mit dem Stanzgitter 50 beziehungsweise mit den Kontaktlaschen 54 kann ebenfalls über Schweißung oder Lötung, oder mittels Klemmkontakten, Schneidklemmkontakten oder Press- Fit-Pins realisiert werden.

Die Entstörelemente 48a, 48b, 48c und das Stanzgitter 50 sind vorzugsweise in einem als Kunststoffträger ausgeführten Trägerelement 56 angeordnet. Das Trägerelement 22 weist hierbei eine Aufnahme 58 auf, in welcher das Trägerelement 56 form- und/oder kraftschlüssig einsetzbar oder einsteckbar ist. Das Trägerelement 56 ist hierbei insbesondere mittels Warmverstemmens mit der Aufnahme 58 gefügt.

Die Entstörelemente 48a, 48b, 48c können in dem Trägerelement 56 eingebettet oder integriert sein. Beispielsweise sind die Entstörelemente 48a, 48b, 48c im Trägerelement 56 über Kleber, Verguss, Umspritzung oder Klemmen fixiert. Alternativ sind die Entstörelemente 48a, 48b, 48c mechanisch in dem Trägerelement 56 fixiert.

Das Trägerelement 56 weist eine einstückig, also einteilig oder monolithisch, angeformte Ringwand 60 auf, welche das Abschirmelement 46 umfangsseitig einfasst und auf welcher der Ringabschnitt 52 stirnseitig aufliegt. Der Kontaktträger 22 weist hierbei als rückseitige Verlängerung der Steckerbuchse 30 einen axial emporstehenden Ringkragen 62 auf, auf welchen die Ringwand 60 außenum- fangsseitig aufgesteckt ist. Die Fig. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für die Steckerbaugruppe 20, bei welcher anstelle des Trägerelements 56 und des Stanzgitters 50 eine Leiterplatte 64 zur Verschaltung der Entstörelemente 48a, 48c eingesetzt wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind hierbei lediglich die Kontaktelemente 40a mit jeweils einem Entstörelement 48a, 48c an das Abschirmelement 46 geführt.

Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus im Rahmen der offenbarten Ansprüche abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale im Rahmen der offenbarten Ansprüche auch auf andere Weise kombinierbar, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

2 Nebenaggregat/Kältemittelverdichter

4 Antrieb

6 Verdichterkopf

8 Antriebsgehäuse

10 Verdichtergehäuse

12 Flanschverbindung

14 Deckel

16 Elektronikfach

18 Anschlussabschnitt

20 Steckerbaugruppe

22 Kontaktträger

24 Befestigungsschrauben

26 Hochvoltanschluss

28 Niedervoltanschluss

30 Steckbuchse

32 Kontaktträger

34 Hochvoltkontaktelement

36 Deckel

38 Steckbuchse

39 Deckel

40a, 40b Niedervoltkontaktelement

42 Interlockverbindung

44 Dichtung

46 Abschirmelement

48a, 48b, 48c Entstörelement

50 Stanzgitter

52 Ringabschnitt

54 Kontaktlasche

56 Trägerelement

58 Aufnahme

60 Ringwand 62 Ringkragen

64 Leiterplatte