用于将电气构件连接到与其待电绝缘的构件的装置的制作方法

本发明涉及一种用于将电气构件连接到与其待电绝缘的构件的装置。电气构件例如是汇流排和/或印刷电路板。与其待电绝缘的构件例如是壳体。该装置具有电绝缘载体、电绝缘热传递单元和紧固单元。本发明还涉及一种连接组件，其中汇流排和壳体通过上述类型的装置彼此连接。

背景技术：

1、从ep2871921b1已知一种用于将电气部件与壳体连接的装置。该装置包括电绝缘主体、壳体主体和汇流排。在这里，壳体主体和电绝缘主体单件式彼此连接。汇流排嵌入到电绝缘主体中。在从现有技术已知的装置中，机械负载、例如力和/或力矩、以及热负载、例如电气部件的余热都通过壳体主体和电绝缘主体均匀地被传递。这会导致装置的耐用性降低。此外，对于每个期望的热传导率，必须重新制造整个装置。

技术实现思路

1、从上述现有技术出发，本发明的目的是提供一种消除现有技术的上述问题和缺点的装置。尤其地，本发明的目的是提供一种用于将电气构件连接到与其待电绝缘的构件的装置，该装置可易于制造、耐用并且在热传导性方面可广泛使用。

2、该目的通过根据权利要求1的装置和根据权利要求10的连接组件来实现。本发明的有利改进方案是从属权利要求的主题。

3、根据本发明的解决方案尤其在于提供一种用于优选在电动车辆中将电气构件连接到与其待电绝缘的构件的装置。电气构件可以例如是汇流排、印制导线和/或印刷电路板。尤其地，电气构件是高电压构件。与其待电绝缘的构件可以例如是壳体或壳体壁。尤其地，壳体可以是用于高电压部件的壳体，例如高电压配电器壳体(高电压接线盒)。优选地，高电压配电器壳体用于电动车辆并在电动车辆中得到使用。

4、根据本发明的装置包括电绝缘载体、电绝缘热传递单元和紧固单元。载体构成为在电气构件和与其待电绝缘的构件之间传递机械负载。热传递单元构成为在电气构件和与其待电绝缘的构件之间传递热负载。紧固单元可以与电气构件直接连接并且适于将载体紧固在电气构件上。根据本发明，热传递单元与载体以可松开的方式连接。

5、术语“机械负载”在下文中被理解为可以作用在电气构件和与其待电绝缘的构件之间的力和/或力矩。例如，待电绝缘构件可以暴露于必须被传递到电气构件的加速力。

6、术语“热负载”在下文中被理解为在第一部件和第二部件之间的热能交换、尤其是热交换。因此，可以使用术语“热量”代替术语“热负载”。在这里，第一部件可以通过第三部件与第二部件以热连通的方式连接。例如，电气构件会产生余热，这些余热通过该装置被导出到壳体。

7、根据本发明的装置的优点在于，当必须适配装置的热传导率时，可以容易地更换热传递单元。为此，热传递单元可以例如从载体松开并换用具有不同热传导率的另一热传递单元。根据本发明的装置的另一优点在于，第一构件，更确切地说载体，主要用于传递机械负载，并且第二构件，更确切地说热传递单元，主要用于传递热负载。因此，机械负载的传递与热负载的传递解耦。这使得该装置的耐用性得到提高。

8、在该装置的第一示例性实施方式中，紧固单元构成为在电气构件和载体之间传递机械负载。另外，紧固单元构成为在电气构件和热传递单元之间传递热负载。例如，紧固单元可以与载体以形状配合的方式、以力配合的方式和/或以材料配合的方式连接。优选地，紧固单元与载体以不可移动的方式连接。另外，紧固单元可以与热传递单元以热连通的方式、即以热传导的方式连接。

9、紧固单元可以例如具有连结元件。紧固单元可以通过连结元件与电气构件连接、尤其是以不可移动的方式连接。连结元件可以如此实施，使得紧固单元与电气构件以形状配合的方式、以力配合的方式和/或以材料配合的方式连接。例如，连结元件可以构成为连结表面，该连结表面可以粘接或焊接到电气构件上。替代地，紧固单元也可以与电气构件一件式构成。此外，替代地，紧固单元可以具有带有螺纹或卡定装置的凹部，紧固件、例如螺钉可以与该凹部接合。在这里，电气构件优选地呈夹层状布置在紧固件和紧固单元之间。

10、独立于连结元件，紧固单元可以具有连接元件。紧固单元可以通过连接元件与载体连接，尤其是与载体以可松开的方式连接。连接元件可以如此实施，使得紧固单元与载体以形状配合的方式、以力配合的方式和/或以材料配合的方式连接。优选地，紧固单元通过连接元件与载体以不可移动的方式连接。例如，连接元件是卡定装置，该卡定装置与载体卡定。此外，例如，连接元件是螺纹，该螺纹在连接状态下接合到载体上的相应螺纹中。紧固单元然后可以与载体以力配合的方式和以可松开的方式连接。这具有的优点是，紧固单元可易于制造并且可以与载体不复杂地连接。

11、紧固单元可以独立于连结元件并独立于连接单元具有热传导元件。优选地，热传导元件如此构成，使得可以通过在紧固单元和热传递单元之间的机械接触将热量从紧固单元传递到热传递单元。例如，紧固单元的热传递元件可以是与热传递单元抵接的表面。优选地，紧固单元由热传导材料制成。

12、特别优选地，紧固单元、尤其是包括连结元件、连接元件和热传导元件在内单件式构成。因此，连结元件也可以理解为连结表面或连结区域，连接元件也可以理解为连接表面或连接区域，并且热传导元件也可以理解为紧固单元的热表面或热区域。

13、在另一示例性实施方式中，载体可以与待电绝缘构件以形状配合的方式和/或以力配合的方式连接。

14、优选地，载体跨越热传递单元。载体因此如此构成，使得该载体侧向局部延伸超过热传递单元。通常，载体优选地具有紧固区域，以便将载体紧固在待电绝缘构件上。这些紧固区域可以构成在延伸超过热传递单元的侧向区域处。在紧固区域处，载体可以紧固在待电绝缘构件上。在紧固区域上的紧固可以例如借助紧固元件例如螺钉等来进行。

15、载体可以例如具有至少两个紧固区域，这些紧固区域各自在热传递单元的一侧上至少局部地突出超过热传递单元。尤其地，两个紧固区域布置在热传递单元的两个相对侧上。

16、例如，载体可以尤其是在紧固区域处具有孔、尤其是长孔，载体可以通过这些孔被螺纹连接在待电绝缘构件上。这具有的优点是，可以容易地安装用于将电气构件连接到与其待电绝缘的构件的装置。有利地，载体由电绝缘材料制成。

17、为了紧固载体，可以另外在孔上布置间隔环。优选地，间隔环由钢构成。此外，优选地，间隔环被插入到载体中，尤其是被压入到载体中。替代于此，该间隔环被用作插入环。通常，能够借助间隔环将载体特别牢固地紧固在待电绝缘构件上。通过间隔环可以防止载体的变形，例如蠕变。

18、由于载体的跨越热传递单元的构成，热传递单元可夹紧在载体和待电绝缘构件之间。因此，热传递单元不必直接紧固在待电绝缘构件上，而是可以借助电绝缘载体间接附接在待电绝缘构件上。因此，热传递单元例如不具有用于紧固在待电绝缘构件上的自己的紧固装置或紧固区域，例如钻孔。

19、换句话说，热传递单元优选地仅通过载体的紧固区域紧固在待电绝缘构件上。

20、独立于此，电绝缘载体优选地由电绝缘材料单件式构成。优选地，载体如此构成，使得该载体收纳热传递单元或至少局部地包围热传递单元。

21、在根据本发明的装置的一个示例性改进方案中，热传递单元与载体以可拆卸的方式和/或以不可移动的方式连接。热传递单元与载体尤其是以形状配合的方式连接。这具有的优点是，如果需要不同的热传导率，则可以快速且容易地更换热传递单元。例如，热传递单元可以通过卡扣连接件与载体连接。优选地，载体为此包括至少一个拼装件，当载体与热传递单元连接时，该拼装件接合到热传递单元的至少一个卡定槽中。拼装件可以如此构成，使得该拼装件在连接期间弹性变形，并且当载体和热传递单元相对于彼此定位在期望位置时，该拼装件卡入到卡定槽中。为了松开在载体和热传递单元之间的连接，拼装件可以优选地通过弹性变形从与卡定槽的接合中被释放。特别优选地，载体具有凹部，热传递元件可以以形状配合的方式插入到该凹部中。因此，凹部构成为与热传递元件的外部轮廓互补。

22、特别优选地，热传递单元和/或载体具有防旋转装置。防旋转装置构成为防止热传递单元和载体相对于彼此旋转。例如，防旋转装置可以在热传递单元上或在载体上具有至少一个突起，并且在另一元件、即载体或热传递单元上具有与此互补构成的凹部。

23、当载体具有由热传递元件可以以形状配合的方式插入的凹槽时，该凹槽也可以相应地构成防旋转部。

24、电绝缘载体可以以热绝缘的方式构成。这就是说，载体优选地在电气构件和与其待电绝缘的构件之间几乎不传递热能。这具有的优点是，该装置的整个热传导率几乎完全依赖于热传递单元的热传导率。在预定要实现的该装置的总热传导率的情况下，可以相应地适配热传递单元，而不必考虑载体的热传导率。替代地，载体具有比热传递单元显著更低的热传导率。这就是说，载体的热传导率比热传递单元的热传导率低70％，优选低80％，特别优选低90％。这有利地使得在电气构件和与其待电绝缘的构件之间的热交换基本上通过热传递单元进行。这具有的优点是，机械负载的传递与热负载的传递解耦。优选地，热传递单元不构成为传递机械负载。

25、因此，通过将机械负载和热负载解耦而实现了功能的分离。由此，在构成载体时，必须仅考虑机械负载而不考虑热负载。同样地，在构成热传递单元时，必须仅考虑热负载而不考虑机械负载。由此，可以使用其他材料。由此，例如在热传递单元的材料选择上更自由，即不受如此限制。可以尤其使用非常好的热传导材料用于热传递单元，这些材料实际上太脆而不能传递机械负载。由此制成的热传递单元可以例如不直接借助螺钉紧固在待电绝缘构件上。

26、在一个示例性改进方案中，载体和热传递单元都由电绝缘塑料制成。这具有的优点是，可以容易地制造载体和热传递单元。例如，载体和/或热传递单元可以通过注塑或增材制造工艺来制造。独立于此，载体可以构成为轻型构件。例如，载体包括减轻重量的结构。

27、电绝缘热传递单元优选地由热传导性非常好的材料、尤其是热传导性非常好的塑料制成。优选地，热传递单元具有大于1.5w/(m·k)的热传导率。热传递单元可以构成为塑料块或塑料圆柱体。热传递单元的材料可以是热塑性塑料、热固性塑料或弹性体塑料。尤其地，该材料可以是聚丙烯(pp)、聚邻苯二甲酰胺(ppa)、聚酰胺(尤其是pa6、pa66或pa12)、热塑性共聚酯(cope)、聚苯硫醚(pps)、液晶聚合物(lcp)、热塑性弹性体塑料(tpe)、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(pc/abs共混物)、聚醚酮(peek)、聚醚酰亚胺(pei)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)。陶瓷和/或矿物填料可以添加到这些塑料中以改进热传导性。尤其地，氧化铝或氮化硼为此适用。

28、热传递单元可以在一个示例性改进方案中采用挤出工艺来制造。例如，热传递单元是实心型材，该实心型材被挤出并然后根据所需的尺寸被切断。

29、热传递单元可以具有提高热传递单元的热传导率的填料。优选地，填料布置在热传递单元内。填料的布置可以呈条形或呈杆形设置在热传递单元内。填料的取向尤其对应于期望的热传递方向。换句话说，填料是根据热传递单元中的预期温度梯度而构成的。有利地，填料在挤出工艺期间被引入到热传递单元中。

30、在另一示例性实施方式中，热传递单元包括第一热传递表面和第二热传递表面。第一热传递表面可以与电气构件以热连通的方式连接。例如，第一热传递表面可以与紧固单元、尤其是紧固单元的热传导元件直接机械接触。

31、第二热传递表面优选地与第一热传递表面相对布置。第二热传递表面可以以热连通的方式连接到与电气构件待电绝缘的构件。例如，第二热传递表面可以与待电绝缘构件直接机械接触。此外，可以在第二热传递表面和待电绝缘构件之间设置热传导膜。

32、有利地，热传递单元通过第一热传递表面吸收热量。尤其地，可以通过第一热传递表面从电气构件吸收热量。热传递单元可以通过第二热传递表面散发热量，尤其是向待电绝缘构件散发热量。

33、在上述实施方式的示例性改进方案中，第一热传递表面小于第二热传递表面。这具有的优点是，确保了由热传递单元通过第一热传递表面吸收的热量在任何情况下都可以通过第二热传递表面被导出。独立于此，在热传递单元具有填料的实施方式中，填料从第一热传递表面呈条形或呈杆形延伸到第二热传递表面。

34、开头提到的目的也通过一种连接组件来实现，该连接组件具有汇流排、壳体以及根据前述实施方案所述的装置。根据本发明，该装置将汇流排与壳体以可松开的方式连接。优选地，汇流排在连接组件中形成电气构件。壳体可以是与汇流排待电绝缘的构件。

35、特别有利地，根据本发明的装置可以用于将电气构件、尤其是高电压构件布置在壳体、尤其是高电压配电器壳体内。例如，在此，构成为高电压保险装置的电气构件和/或与高电压保险装置连接的汇流排可以如此布置在高电压配电器壳体壁上，使得通过根据本发明的装置可以不仅机械紧固在高电压配电器壳体壁上，而且将在高电压保险装置中产生的热量尤其有针对性地导出到高电压配电器壳体壁。在此，高电压配电器壳体壁以其大的表面用作合适的散热器，可以从中进一步移出热量。

36、在上述应用中，根据本发明的装置良好地适于将在高电压保险装置的充电路径中产生的损耗功率作为热量导出。