Leistungsteil für einen Motor eines Flurförderzeugs

Die Erfindung bezieht sich auf ein Leistungsteil für einen Motor eines Flurförderzeugs nach dem Patentanspruch 1.

Zur Versorgung von mit Wechsel- oder Drehstrom betriebenen Motoren aus einer Batterie für Flurförderzeuge werden sogenannte Leistungsteile verwendet. Sie bestehen aus Leistungshalbleitern, die von einem Steuerteil entsprechend gesteuert werden. Die Leistungshalbleiter sowie auch die Steuerhalbleiter und andere Komponenten werden auf Leiterplatten untergebracht. Es ist bekannt, bei Leistungsteilen die Leiterplatten für den Leistungsteil und den Steuerteil in einem geeigneten Gehäuse unterzubringen und das Gehäuse seinerseits an einem geeigneten Ort am Flurförderzeug zu montieren. Die Kabel werden an das Gehäuse herangeführt, und es ist eine geeignete Durchführung durch die Gehäusewandung vorzusehen, um einen Kontakt mit der entsprechenden Leiterplatte herzustellen. Herkömmlich werden derartige Anschlüsse mechanisch mit Gehäuse und Leiterplatte verbunden durch Aufschrauben und durch Einpressen in die Leiterplatten. Um eine möglichst einfache Durchführung durch das Gehäuse zu ermöglichen, muss das Gehäuse sowie die Leiterplatte mit den Anschlüssen sehr genau gefertigt werden, um eine sichere und wasserdichte Montage zu ermöglichen. Bei der Erstellung der Anschlüsse werden Montage und Betriebskräfte unmittelbar auf die innen liegende Leiterplatte übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leistungsteil für einen Motor eines Flurförderzeugs zu schaffen, bei dem die Stromzuführung zur Leiterplatte hin kraftentkoppelt ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Leistungsteil weisen die Leistungsanschlüsse ein erstes durch die Wand hindurch geführtes Anschlussteil auf mit einem innerhalb des Gehäuses liegenden ersten Kontaktabschnitt. Ein zweites Anschlussteil innerhalb des Gehäuses weist einen zweiten Kontaktabschnitt auf, der mit der Leiterplatte kontaktiert ist, beispielsweise durch Einpressen, Auflöten oder dergleichen. Erster und zweiter Kontaktabschnitt sind zueinander ausgerichtet, haben jedoch einen Abstand voneinander. Eine radial elastisch aufweitbare Hülse aus leitendem Material umgibt beide Kontaktabschnitte klemmend, wobei die Außenkontur der Kontaktabschnitte und die Hülse so geformt sind, dass ein mechanischer Kontakt der Kontaktabschnitte mit der Hülse auch bei einer Fehlausrichtung der Kontaktabschnitte zueinander aufrechterhalten bleibt.

Bei der Erfindung wird ein Winkelversatz zwischen den beiden Kontaktabschnitten ermöglicht sowie auch ein achsparalleler Versatz. Eine präzise Montage der Leiterplatte bzw. die präzise Ausgestaltung der Leiterplatte relativ zur Öffnung im Gehäuse ist daher nicht mehr erforderlich. Äußere Kräfte oder Drehmomente werden von der Gehäusewandung aufgefangen und können keinen schädlichen Einfluss auf den inneren Kontaktabschnitt haben.

Für die Ausgestaltung der einzelnen Teile der Leistungsanschlüsse sind verschiedene konstruktive Möglichkeiten denkbar. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenkontur mindestens eines der Kontaktabschnitte tonnenförmig. Die Hülse kann innen zylindrisch sein oder einen polygonalen Querschnitt aufweisen. Eine andere Ausgestaltung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass die Hülse im Bereich der Kontaktabschnitte innen eine tonnenförmige Einbuchtung aufweist, wobei der Radius der Einbuchtung größer ist, als der der tonnenförmigen Außenkontur des Kontaktabschnitts. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Kontaktfläche zwischen Hülse und Kontaktabschnitt relativ groß ist und somit eine gute Stromdurchleitung gewährleistet.

Die die Kontaktabschnitte klemmend umgebende Hülse ist vorzugsweise in Längsrichtung geschlitzt (geteilt). Sie kann auch ungeteilt mit mehreren Schlitzen geformt werden, die eine radiale Dehnung der Hülse zulassen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Hülse vorzugsweise einteilig geformt. Sie kann jedoch auch aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein.

Nach einer weitren Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Anschlussteil einen Anschlussabschnitt auf, der in der Gehäusewandung festgelegt ist. Dieser kann z. B. zylindrisch geformt und einteilig mit dem ersten Kontaktabschnitt sein.

Ist die Gehäusewandung aus Kunststoff geformt, braucht keine besondere Isolierung für den Anschlussabschnitt vorgesehen werden. In diesem Fall kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung auch zweckmäßig sein, wenn die Gehäusewandung an den Anschlussteil angespritzt ist. Ist das Gehäuse hingegen aus Metallblech hergestellt, muss zwischen dem Anschlussteil und der Lochwandung eine geeignete Isolierung vorgesehen werden.

Zwecks Kontaktierung mit der Leiterplatte sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der zweite Kontaktabschnitt mit einem scheibenförmigen Abschnitt verbunden ist zwecks Kontaktnahme mit der Leiterplatte. Der scheibenförmige Abschnitt ist vorzugsweise einteilig mit dem zweiten Kontaktabschnitt geformt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Hülse zwecks Verbindung der Kontaktabschnitte mit einem Innendurchmesser versehen, der kleiner ist als der Außendurchmesser der kugel- oder fassförmigen Kontaktabschnitte. Die Hülse ist ferner von ihren Enden ausgehend mit achsparallelen Schlitzen versehen, die in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet sind. Die Schlitze können entweder zueinander versetzt liegen oder auch zueinander ausgerichtet. Im ersteren Fall ist ihre Länge nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung etwa 2/3 der Gesamtlänge der Hülse. Bei einer Ausrichtung der Schlitze zueinander beträgt deren Länge nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung etwa 3/8 der Länge der Hülsen. Insbesondere bei der Ausrichtung der den Enden der Hülse zugeordneten Schlitzen zueinander ist es von Vorteil, wenn die Dicke der Wandung der Hülse im mittleren Bereich größer ist als zu den Enden. Dadurch werden die Kontaktenden dünner und ermöglichen eine hohe Biegsamkeit der auf diese Weise gebildeten Kontaktfedern. Insgesamt wird bei der Formgebung mit den Schlitzen eine Hülse erhalten, welche im Durchmesser veränderlich ist, ohne dass sie plastisch verformt ist. Durch die Länge der Schlitze lässt sich die Kontakt- und Steckkraft einstellen. Die Hülse ist vorzugsweise kreiszylindrisch, kann jedoch auch im Querschnitt polygonal sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.

1 zeigt perspektivisch ein Leistungsteil für ein batteriebetriebenes Flurförderzeug mit Leistungsanschlüssen nach der Erfindung.

2 zeigt einen Schnitt durch das Leistungsteil nach 1 im Bereich eines der Leitungsanschlüsse in schematischer Darstellung.

3 zeigt einen ähnlichen Anschluss wie 2.

4 zeigt perspektivisch eine Hülse wie sie etwa für die Ausgestaltung nach 3 verwendet werden kann.

5 zeigt perspektivisch eine weitere Möglichkeit einer Hülse, wie sie in Verbindung mit der Ausführungsform nach 3 verwendet werden kann.

In 1 ist ein Leistungsteil 100 perspektivisch dargestellt, wie es z. B. für ein batteriebetriebenes Flurförderzeug verwendet wird, beispielsweise für die Versorgung eines Fahrantriebs oder anderer elektrischer Antriebe. Das Flurförderzeug ist hier nicht dargestellt. Es kann beliebig ausgeführt sein. Das Leistungsteil 100 wandelt Gleichstrom in Drehstrom um. Für die Verbindung des Leistungsteils 100 mit einer nicht gezeigten Batterie dienen die Leistungsanschlüsse 102 und 104. Die Drehstromanschlüsse sind mit U, V und W bezeichnet. Der neutrale Ausgang ist mit P bezeichnet. Alle Leistungsanschlüsse sind von ähnlichem oder gleichem Aufbau, wie er anhand der 2 oder 3 dargestellt werden soll. Mit den Leistungsanschlüssen sind Kabel verbunden, wobei die Kabel zu den Leistungsanschlüssen 102 und 104 zur Batterie geführt sind und die von den Leistungsanschlüssen U, V, W und P kommenden Kabel zu den Stromverbrauchern geführt sind. Auch die Kabel sind hier nicht dargestellt.

In 1 ist ein Kühlkörper 106 zu erkennen, auf dem ein Gehäusedeckel 108 aufgesetzt ist. Die Leistungsanschlüsse sind im Gehäusedeckel 108 angebracht. Auf dem Kühlkörper und innerhalb des Gehäusedeckels 108 befindet sich eine Leiterplatte, mit der die Leistungsanschlüsse verbunden sind. Auf den Leiterplatten sind alle notwendigen Schaltungsbauteile und Komponenten angebracht, die für die Versorgung der Stromverbraucher aus der Batterie des Flurförderzeugs erforderlich sind. Derartige Leiterplatten sind ebenfalls allgemein bekannt und sollen nicht weiter beschrieben werden.

In 2 ist eine Leiterplatte 110 angedeutet, und man erkennt außerdem im Schnitt einen Teil des Gehäusedeckels 108. In einer Öffnung 112 des Gehäusedeckels 108 ist ein erstes Anschlussteil 116 angebracht, beispielsweise durch Verklebung, durch Einpressung oder auf sonstige Weise. Das Leistungsteil 116 muss elektrisch mit dem zweiten Leistungsteil 118 verbunden werden, damit eine elektrische Kontaktierung mit der Leiterplatte 110 erfolgen kann. Dies geschieht mit Hilfe einer Hülse 120, auf die weiter unten noch eingegangen wird.

Das Anschlussteil 116 weist einen zylindrischen Anschlussabschnitt 122 auf, in dem eine axiale Gewindebohrung 124 geformt ist. Mithin kann mit Hilfe einer Schraube ein Kabel mit dem Anschlussabschnitt 122 verbunden werden, was hier jedoch nicht gezeigt ist. Das Anschlussteil 116 weist außerdem einen kugelförmigen Abschnitt 126 auf. Das Anschlussteil 118 weist einen scheibenförmigen Abschnitt 128 auf, der mit der Leiterplatte 110 kontaktiert ist. Außerdem weist er einen kugelförmigen Abschnitt 130 auf. Die Kugelabschnitte 126, 130 haben einen Abstand voneinander. Sie befinden sich beide innerhalb der Hülse 120, die im mittleren Bereich etwas eingeschnürt ist. Die kugelförmigen Abschnitte 126, 130 sind um einen gewissen Betrag in die Hülse 120 eingepresst, so dass eine elektrische Kontaktierung erfolgen kann. Es sei noch erwähnt, dass naturgemäß die Anschlussteile 116, 118 und die Hülse 120 aus einem geeigneten elektrisch leitenden Material, insbesondere Metall oder Metalllegierung bestehen.

Damit die Hülse 120 zur Verklemmung der kugelförmigen Abschnitte 126, 130 ausreichend elastisch ist, ist sie mit achsparallelen Schlitzen 132 geformt.

In der Darstellung nach 2 sind die Anschlussteile 116, 118 axial zueinander ausgerichtet. Selbst wenn jedoch dies nicht der Fall ist, beispielsweise das Anschlussteil 116 gegenüber dem unteren versetzt ist oder im Winkel einen Versatz aufweist, wird dies ohne weiteres von den kugelförmigen Abschnitten 126, 130 und der Hülse 120 aufgefangen. Damit ist auch bei größeren Toleranzen eine einwandfreie Übertragung von elektrischer Energie gewährleistet.

Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch einen Leistungsanschluss für ein Leistungsteil der Erfindung.

In 3 ist 10 ein Teil einer Wandung eines nicht weiter gezeigten Gehäuses, z. B. des Leistungsteils nach 1 für einen Motor eines Flurförderzeugs (alles nicht gezeigt) zu sehen. Die Wandung 10 weist einen Rohrstutzenabschnitt 12 auf, der einteilig mit der Wandung 10 ausgebildet ist, beispielsweise aus Kunststoff. Der Stutzenabschnitt 12 kann jedoch auch aus leitendem Isoliermaterial bestehen, das in einer geeigneten Öffnung in der Wandung 10 angebracht ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine Leiterplatte 14 (strichpunktiert angedeutet). Die Leiterplatte enthält alle Komponenten, die für eine Leistungsversorgung eines Motors auf Halbleiterbasis erforderlich sind. Es wird darauf verzichtet, die einzelnen Komponenten hier zu benennen, da sie allgemein bekannt sind.

In der 3 ist ferner ein erstes Anschlussteil 16 zu erkennen, sowie ein zweites Anschlussteil 18. Das zweite Anschlussteil 18 weist einen scheibenförmigen Abschnitt 20 auf, der in geeigneter Weise mit der Leiterplatte 14 mechanisch und elektrisch verbunden ist. Beispielsweise ist der scheibenförmige Abschnitt 20 auf der Leiterplatte 14 gelötet.

Der scheibenförmige Abschnitt 20 ist einteilig mit einem Kontaktabschnitt 22 geformt, der eine tonnenförmige Außenkontur hat.

Das erste Anschlussteil 16 weist einen Kontaktabschnitt 24 auf, der zum Kontaktabschnitt 22 ausgerichtet ist und ebenfalls eine tonnenförmige Außenkontur hat. Die Kontaktabschnitte 22, 24 haben einen Abstand voneinander.

Der Kontaktabschnitt 24 ist einteilig mit einem zylindrischen Anschlussabschnitt 26 verbunden, der sich durch den Stutzenabschnitt nach außen erstreckt. Er weist Mittel auf zur Verbindung mit einem Kabel, beispielsweise einem Kabelschuh der mit Hilfe einer Schraube am Anschlussabschnitt 26 befestigt wird, wobei dieser axial eine Gewindebohrung aufweisen kann zur Anklemmung des Kabelschuhs (nicht angezeigt).

Eine zylindrische Hülse 28 aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise aus einem geeigneten Metall, umgibt beide Kontaktabschnitte 22, 24 klemmend. Um die Hülse 28 klemmend aufzubringen, ist sie z. B. mit einem durchgehenden Längsschlitz versehen. Alternativ kann sie auch als geschlossene Hülse mit einer Mehrzahl von achsparallelen Schlitzen versehen werden, um eine gewisse radiale Elastizität vorzusehen. In der Figur sind z. B. bei 30 Schlitze angedeutet, die axial zueinander ausgerichtet sind. Ihre Länge beträgt z. B. 3/8 der Gesamtlänge der Hülse 28.

Die Hülse kann im Querschnitt auch polygonal sein und außerdem an der Innenseite Einwölbungen aufweisen, die sich mehr oder weniger an die tonnenförmige Außenkontur der Kontaktabschnitte 22, 24 anschmiegen.

Wie man erkennt, ist durch die gezeigte Ausbildung des Leistungsanschlusses eine Fehlausrichtung der Kontaktabschnitte 22, 24 sowohl in axialer als auch in winkliger Richtung möglich, ohne dass dadurch die Stromübertragung beeinträchtigt ist. Es ist daher nicht erforderlich, die Kontaktabschnitte 22, 24 exakt zueinander auszurichten. Eine nicht genaue Anbringung des Kontaktabschnitts 22 an der Leiterplatte 14 ist relativ zur Öffnung im Gehäuse ist daher unkritisch. Man erkennt ferner, dass Kräfte, die bei der Montage auftreten, beispielsweise bei der Anbringung eines Kabels, die auf das obere Anschlussteil wirken, nicht auf das untere Anschlussteil übertragen werden.

In den 2 und 3 ist lediglich ein Leistungsanschluss dargestellt. Es versteht sich, dass die Anschlüsse nach 1 entsprechend vorgesehen sein können.

In 4 ist eine Hülse 28a dargestellt, die kreiszylindrisch ist und von den Enden ausgehend jeweils drei in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete achsparallele Schlitze 29 bzw. 31 aufweist. Die Schlitze 29, 31 sind versetzt zueinander angeordnet. Ihre Länge beträgt zum Beispiel 2/3 der Gesamtlänge der Hülse 28a. Die Hülse kann zum Beispiel für Kontaktabschnitte verwendet werden, wie sie in 2 oder auch in 3 dargestellt sind. Sie sind dort kugel- bzw. fassförmig. Der Innendurchmesser der Hülse 28a ist etwas geringer als der Außendurchmesser der Kontaktabschnitte 126, 130 bzw. 22 bzw. 24.

In 5 ist eine Hülse 28b dargestellt, die im Querschnitt sechseckig ist. Sie ist in den Eckbereichen mit Schlitzen 33 bzw. 35 versehen, die jeweils von den Enden achsparallel in der Wandung der Hülse 28b erstreckt sind, wobei die Schlitze 33, 35 in Umfangsrichtung zueinander versetzt liegen. Ihre Länge beträgt ebenfalls zum Beispiel 2/3 der Gesamtlänge der Hülse 28b.

Es ist auch denkbar, bei den Hülsen 28a, 28b achsparallele Schlitze zu formen, die direkt einander gegenüberliegen bzw. zueinander ausgerichtet sind. In diesem Falle muss ihre Länge naturgemäß kleiner sein als die halbe Länge der Hülse. Sie beträgt daher vorzugsweise 3/8 der Gesamtlänge der Hülse. Bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ist vorzugsweise die Dicke der Wandung der Hülse im mittleren Bereich größer als zu den Enden.