Title:
Abstandhalter zum elektrischen Isolieren eines bestrombaren Anschlussbolzens von einem ringförmigen Stromsensor
Kind Code:
A1


Abstract:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Abstandhalter (128) zum elektrischen Isolieren eines bestrombaren Anschlussbolzens (116) von einem ringförmigen Stromsensor (108), wobei der Abstandhalter (128) einen rohrförmigen Isolierkörper aufweist, der in einem Spalt zwischen dem Anschlussbolzen (116) und dem Stromsensor (108) anordenbar ist.




Inventors:
Friede, Richard (91275, Auerbach, DE)
Application Number:
DE102016213771A
Publication Date:
02/01/2018
Filing Date:
07/27/2016
Assignee:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, 88046 (DE)
Domestic Patent References:
DE102015206568A1N/A2016-10-13



Claims:
1. Abstandhalter (128) zum elektrischen Isolieren eines bestrombaren Anschlussbolzens (116) von einem ringförmigen Stromsensor (108), wobei der Abstandhalter (128) einen rohrförmigen Isolierkörper (200) aufweist, der in einem Spalt zwischen dem Anschlussbolzen (116) und dem Stromsensor (108) anordenbar ist.

2. Abstandhalter (128) gemäß Anspruch 1, bei dem der Isolierkörper (200) eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form aufweist, wobei ein Innendurchmesser des Isolierkörpers (200) einem Außendurchmesser des Anschlussbolzens (116) im Wesentlichen entspricht und/oder ein Außendurchmesser des Isolierkörpers (200) einem Innendurchmesser des Stromsensors (108) im Wesentlichen entspricht.

3. Abstandhalter (128) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Isolierkörper (200) eine im Wesentlichen gleichmäßige Wandstärke aufweist.

4. Abstandhalter (128) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Rasteinrichtung (132), die mit dem Isolierkörper (200) einstückig verbunden ist und dazu ausgebildet ist, den Abstandhalter (128) an dem Stromsensor (108) zu verrasten.

5. Abstandhalter (128) gemäß Anspruch 4, bei dem die Rasteinrichtung (132) zumindest eine Biegefeder (202) mit einer an einem freien Ende der Biegefeder (202) angeordneten Rastnase (204) aufweist, wobei eine Außenkontur und eine Innenkontur der Biegefeder (202) im Wesentlichen einer Außenkontur und einer Innenkontur des Isolierkörpers (200) entsprechen, wobei die Rastnase (204) über die Außenkontur des Isolierkörpers (200) übersteht.

6. Abstandhalter (128) gemäß Anspruch 5, bei dem die Rasteinrichtung (132) eine Mehrzahl von Biegefedern (202) aufweist, wobei die Biegefedern (202) über einen Umfang des Isolierkörpers (200) verteilt angeordnet sind und durch Zwischenräume (206) voneinander beabstandet sind.

7. Abstandhalter (128) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Anschlageinrichtung (136), die mit dem Isolierkörper (200) einstückig verbunden ist und dazu ausgebildet ist, den Abstandhalter (128) in einer bestimmungsgemäßen Position zum Stromsensor (108) anzuordnen.

8. Abstandhalter (128) gemäß Anspruch 7, bei dem die Anschlageinrichtung (136) zumindest eine an einem Ende des Isolierkörpers (200) angeordnete Anschlagfläche (208) zum Anschlagen an den Stromsensor (108) aufweist, wobei die Anschlagfläche (208) über die Außenkontur des Isolierkörpers (200) übersteht.

9. Abstandhalter (128) gemäß Anspruch 8, bei dem die Anschlageinrichtung (136) eine Mehrzahl von Anschlagflächen (208) aufweist, wobei die Anschlagflächen (208) über einen Umfang des Isolierkörpers (200) verteilt angeordnet sind und durch Zwischenräume (210) voneinander beabstandet sind.

10. Abstandhalter (128) gemäß Anspruch 6 und 9, bei dem die Biegefedern (202) und die Anschlagflächen (208) versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Biegefedern (202) im Wesentlichen so breit sind, wie ein Zwischenraum (210) zwischen zwei Anschlagflächen (208) und eine Anschlagfläche (208) im Wesentlichen so breit ist, wie ein Zwischenraum (206) zwischen zwei Biegefedern (202).

11. Stromsensor (108) mit einem Abstandhalter (128) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Stromsensor (108) einen ringförmigen Ferritkern (110) aufweist und der Abstandhalter (128) in einem Durchbruch (112) des Stromsensors (108) angeordnet ist.

12. Strommessvorrichtung (104), mit einer Leiterplatte (106) mit zumindest einem darauf angeordneten Stromsensor (108) gemäß Anspruch 11, wobei der Durchbruch (112) des Stromsensors (108) im Bereich eines Ausschnitts (114) der Leiterplatte (106) angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, einen durch den Abstandhalter (128) elektrisch isolierbaren quer zu einer Haupterstreckungsebene der Leiterplatte (106) anordenbaren Anschlussbolzen (116) eines Leistungsmoduls (102) aufzunehmen.

13. Leistungsmodulvorrichtung (100) mit folgenden Merkmalen:
einem Leistungsmodul (102) mit zumindest einem quer zu einer Haupterstreckungsebene des Leistungsmoduls (102) ausgerichteten Anschlussbolzen (116); und
einer Strommessvorrichtung (104) gemäß Anspruch 12, wobei die Leiterplatte (106) im Wesentlichen parallel zu der Haupterstreckungsebene des Leistungsmoduls (102) beabstandet angeordnet ist, wobei der Anschlussbolzen (116) in dem Durchbruch (112) des Stromsensors (108) angeordnet ist, durch den Abstandhalter (128) elektrisch von dem Stromsensor (108) isoliert ist und an einem dem Leistungsmodul (102) gegenüberliegenden Ende unter Verwendung eines Busbars (126) elektrisch leitend kontaktiert ist.

14. Verfahren zum Herstellen eines Stromsensors (108), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen (600) eines ringförmigen Ferritkerns (110) und eines Abstandhalters (128) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10; und
Einschieben (602) des Abstandhalters (128) in einen Durchbruch (112) des Ferritkerns (110).

Description:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Abstandhalter zum elektrischen Isolieren eines bestrombaren Anschlussbolzens von einem ringförmigen Stromsensor.

Um einen elektrischen Stromfluss durch einen elektrischen Leiter zu messen, kann ein ringförmiger ferromagnetischer Kern um den Leiter angeordnet werden, in welchem dann durch den Stromfluss ein Magnetfeld induziert wird. Das Magnetfeld kann durch verschiedene Messmethoden ausgewertet werden. Zum Messen des Magnetfelds ist es erforderlich, dass der Kern elektrisch von dem Leiter isoliert ist.

Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung einen verbesserten Abstandhalter zum elektrischen Isolieren eines bestrombaren Anschlussbolzens von einem ringförmigen Stromsensor, einen verbesserten Stromsensor, eine verbesserte Strommessvorrichtung, eine Leistungsmodulvorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Stromsensors gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Der elektrische Leiter kann durch einen Luftspalt von dem Ringkern isoliert sein. Eine notwendige Breite des Luftspalts ist abhängig von einer an dem Leiter anliegenden elektrischen Spannung. Wenn der Luftspalt zu schmal ist, kann es zu Kriechströmen und/oder Überschlägen zwischen dem Leiter und dem Kern kommen.

Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird ein elektrisch isolierendes Bauteil zwischen den Leiter und den Kern eingebracht. Das Bauteil stellt die notwendige Breite des Spalts sicher. Das Bauteil kann als kostengünstiges Kunststoffspritzteil ausgeführt werden.

Es wird ein Abstandhalter zum elektrischen Isolieren eines bestrombaren Anschlussbolzens von einem ringförmigen Stromsensor vorgestellt, wobei der Abstandhalter einen rohrförmigen Isolierkörper aufweist, der in einem Spalt zwischen dem Anschlussbolzen und dem Stromsensor anordenbar ist.

Unter einem Abstandhalter kann ein Isolierelement verstanden werden. Ein Isolierkörper kann eine ringförmig geschlossene und um einen Innenraum umlaufende Wand aufweisen. Der Abstandhalter kann in einem Durchbruch des Stromsensors angeordnet werden, bevor der Anschlussbolzen in den Durchbruch eingeführt wird. Der Isolierkörper kann einer Kontur des Spalts folgen.

Der Isolierkörper kann eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form aufweisen. Ein Innendurchmesser des Isolierkörpers kann einem Außendurchmesser des Anschlussbolzens im Wesentlichen entsprechen. Alternativ oder ergänzend kann ein Außendurchmesser des Isolierkörpers einem Innendurchmesser des Stromsensors im Wesentlichen entsprechen. Der Anschlussbolzen kann einen zylindrischen Leitungsquerschnitt aufweisen. Der Durchbruch des Stromsensors kann im Wesentlichen kreisförmig sein. Eine runde Form ist einfach herstellbar.

Der Isolierkörper kann eine im Wesentlichen gleichmäßige Wandstärke aufweisen. Durch eine gleichmäßige Wandstärke kann der Spalt eine gleichmäßige Breite aufweisen. Dadurch kann eine umlaufend gleichmäßige Induktion im Anschlussbolzen erreicht werden.

Der Abstandhalter kann eine Rasteinrichtung aufweisen, die mit dem Isolierkörper einstückig verbunden ist und dazu ausgebildet ist, den Isolierkörper an dem Stromsensor zu verrasten. Durch eine Rasteinrichtung kann der Abstandhalter verlustsicher mit dem Stromsensor verbunden werden.

Die Rasteinrichtung kann zumindest eine Biegefeder mit einer an einem freien Ende der Biegefeder angeordneten Rastnase aufweisen. Eine Außenkontur und eine Innenkontur der Biegefeder können im Wesentlichen einer Außenkontur und einer Innenkontur des Isolierkörpers entsprechen. Die Rastnase kann über die Außenkontur des Isolierkörpers überstehen. Eine Rastnase kann ein Vorsprung sein, der in eingerastetem Zustand hinter einem Hinterschnitt einrastet. Bis zum Einrasten wird die Rastnase verdrängt, wodurch die Biegefeder gespannt wird.

Die Rasteinrichtung kann eine Mehrzahl von Biegefedern aufweisen. Die Biegefedern können über einen Umfang des Isolierkörpers verteilt angeordnet sein. Die Biegefedern können durch Zwischenräume voneinander beabstandet sein. Durch mehrere Biegefedern und Rastnasen kann der Abstandhalter während des Einschiebens in dem Durchbruch des Stromsensors zentriert werden.

Der Abstandhalter kann eine Anschlageinrichtung aufweisen, die mit dem Isolierkörper einstückig verbunden ist und dazu ausgebildet ist, den Abstandhalter in einer bestimmungsgemäßen Position zum Stromsensor anzuordnen. Durch eine Anschlageinrichtung kann der Abstandhalter bis zu einer vorbestimmten Position in den Durchbruch eingeschoben werden. Die Anschlageinrichtung wirkt mit einer korrespondierenden Anschlageinrichtung des Stromsensors.

Die Anschlageinrichtung kann zumindest eine an einem Ende des Isolierkörpers angeordnete Anschlagfläche zum Anschlagen an den Stromsensor aufweisen. Die Anschlagfläche kann über die Außenkontur des Isolierkörpers überstehen. Durch eine quer zu einer Einschubrichtung des Abstandhalters in den Durchbruch ausgerichtete Anschlagfläche kann der Abstandhalter an einer vorbestimmten Position positioniert werden.

Die Anschlageinrichtung kann eine Mehrzahl von Anschlagflächen aufweisen. Die Anschlagflächen können über einen Umfang des Isolierkörpers verteilt angeordnet sein. Die Anschlagflächen können durch Zwischenräume voneinander beabstandet sein. Durch eine Mehrzahl von Anschlagflächen kann ein Verkippen des Abstandhalters in dem Durchbruch verhindert werden.

Die Biegefedern und die Anschlagflächen können versetzt zueinander angeordnet sein. Die Biegefedern können im Wesentlichen so breit sein, wie ein Zwischenraum zwischen zwei Anschlagflächen. Die Anschlagflächen können im Wesentlichen so breit sein, wie ein Zwischenraum zwischen zwei Biegefedern. Eine Anschlagfläche kann jeweils mittig zwischen zwei Biegefedern angeordnet sein. Durch diese Anordnung kann der Abstandhalter unter Verwendung eines einfach geteilten Spritzgusswerkzeugs hergestellt werden.

Weiterhin wird ein Stromsensor mit einem Abstandhalter gemäß dem hier vorgestellten Ansatz vorgestellt. Der Stromsensor weist einen ringförmigen Kern auf. Der Abstandhalter ist in einem Durchbruch des Stromsensors angeordnet.

Ferner wird eine Strommessvorrichtung vorgestellt. Die Strommessvorrichtung weist eine Leiterplatte mit zumindest einem darauf angeordneten Stromsensor gemäß dem hier vorgestellten Ansatz auf. Der Durchbruch des Stromsensors ist im Bereich eines Ausschnitts der Leiterplatte angeordnet und dazu ausgebildet, einen durch den Abstandhalter elektrisch isolierbaren quer zu einer Haupterstreckungsebene der Leiterplatte anordenbaren Anschlussbolzen eines Leistungsmoduls aufzunehmen.

Weiterhin wird eine Leistungsmodulvorrichtung mit folgenden Merkmalen vorgestellt:
einem Leistungsmodul mit zumindest einem quer zu einer Haupterstreckungsebene des Leistungsmoduls ausgerichteten Anschlussbolzen; und
einer Strommessvorrichtung gemäß dem hier vorgestellten Ansatz, wobei die Leiterplatte im Wesentlichen parallel zu der Haupterstreckungsebene des Leistungsmoduls beabstandet angeordnet ist, wobei der Anschlussbolzen in dem Durchbruch des Stromsensors angeordnet ist, durch den Abstandhalter elektrisch von dem Stromsensor isoliert ist und an einem dem Leistungsmodul gegenüberliegenden Ende unter Verwendung eines Busbars elektrisch leitend kontaktiert ist.

Von Vorteil ist auch ein Verfahren zum Herstellen eines Stromsensors, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen eines ringförmigen Kerns und eines Abstandhalters gemäß dem hier vorgestellten Ansatz; und
Einschieben des Abstandhalters in einem Durchbruch des Kerns.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine Schnittdarstellung durch eine Leistungsmodulvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

2 eine räumliche Darstellung eines Abstandhalters gemäß einem Ausführungsbeispiel;

3 eine Schnittdarstellung durch einen Abstandhalter gemäß einem Ausführungsbeispiel;

4 eine Darstellung eines Abstandhalters gemäß einem Ausführungsbeispiel;

5 eine Darstellung einer Leistungsmodulvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und

6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Stromsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine Leistungsmodulvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Leistungsmodulvorrichtung 100 weist ein Leistungsmodul 102 und eine Strommessvorrichtung 104 auf. Die Strommessvorrichtung 104 ist auf einer Leiterplatte 106 angeordnet, die in einem Abstand parallel zu dem Leistungsmodul 100 angeordnet ist. Auf der Leiterplatte 106 ist ein Stromsensor 108 der Strommessvorrichtung 104 angeordnet. Die Leiterplatte 106 ist mit dem Leistungsmodul 102 verbunden, hier beispielsweise verschraubt. Der Stromsensor 108 weist einen ringförmigen ferromagnetischen Kern 110 mit einem mittigen Durchbruch 112 auf. Der Durchbruch 112 ist über einer Aussparung 114 der Leiterplatte 106 angeordnet. In dem Durchbruch 112 und der Aussparung 114 ist ein Anschlussbolzen 116 des Leistungsmoduls 102 angeordnet.

Der Anschlussbolzen 116 ist ein elektrischer Leiter, der unter Verwendung einer in einer Aussparung des Leistungsmoduls 102 angeordneten Mutter 118 auf eine Kontaktfläche 120 des Leistungsmoduls 102 geschraubt ist. An einem dem Leistungsmodul 102 gegenüberliegenden Ende des Anschlussbolzens 116 ist unter Verwendung einer in ein Innengewinde des Anschlussbolzens 116 eingeschraubten Schraube 122 und einer Unterlegscheibe 124 eine Sammelschiene in Form eines sogenannten Busbar 126 verschraubt. Der Busbar 126 ist damit durch den Anschlussbolzen 116 in einer Parallelebene zu dem Leistungsmodul 102 angeordnet.

Zwischen dem Anschlussbolzen 116 und dem Kern 110 ist ein Abstandhalter 128 gemäß dem hier vorgestellten Ansatz angeordnet. Der Abstandhalter 128 stellt einen Mindestabstand zwischen dem Kern 110 und dem Anschlussbolzen 116 sicher. Durch den Mindestabstand ist der Kern 110 von dem Anschlussbolzen 116 elektrisch isoliert. Der Mindestabstand ist abhängig von einer an den Anschlussbolzen 116 anzulegenden elektrischen Spannung.

Wenn ein elektrischer Strom durch den Anschlussbolzen 116 fließt, wird in dem Kern 110 ein Magnetfeld induziert. Das Magnetfeld ist proportional zu dem Stromfluss. Das Magnetfeld wird von der Strommessvorrichtung 104 über Signalkontakte 130 des Stromsensors 108 ausgewertet.

In einem Ausführungsbeispiel ist der Abstandhalter 128 unter Verwendung einer Rasteinrichtung 132 an dem Stromsensor 108 verrastet. Dazu ist der Abstandhalter 128 mit der Rasteinrichtung 132 voraus in einen Durchbruch 116 des Stromsensors 108 eingeschoben worden, bis die Rasteinrichtung 132 an einer Verraststelle 134 des Stromsensors 108 einrastet. Wenn die Rasteinrichtung 132 an der Verraststelle 134 einrastet, liegt eine Anschlageinrichtung 136 des Abstandhalters 128 an einer quer zu dem Durchbruch 112 ausgerichteten Anschlagfläche 138 des Stromsensors 108 an.

Hier ist die Anschlageinrichtung 136 an einem der Rasteinrichtung 132 gegenüberliegenden Ende des Abstandhalters 128 angeordnet. Die Verraststelle 134 ist an einer zu dem Leistungsmodul 102 zugewandten Seite des Stromsensors 108 angeordnet. Die Anschlagfläche 138 ist auf einer von dem Leistungsmodul 102 abgewandten Seite des Stromsensors 108 angeordnet.

Der Anschlussbolzen 116 weist hier zum Einschrauben in das Leistungsmodul 102 einen Sechskantflansch 140 auf. Der Sechskantflansch 140 bildet eine Auflagefläche beziehungsweise Kontaktfläche für den Busbar 126 aus.

Der Kern 110 des Stromsensors 108 ist durch ein dünnwandiges Gehäuse umschlossen. Das Gehäuse ist zweiteilig und weist im Bereich des Durchbruchs 112 eine parallel zu der Anschlagfläche 138 ausgerichtete Kontaktstelle 142 zwischen den Gehäuseteilen auf.

2 zeigt eine räumliche Darstellung eines Abstandhalters 128 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Abstandhalter 128 entspricht dabei im Wesentlichen dem Abstandhalter in 1. Der Abstandhalter weist einen kreisringförmigen Isolierkörper 200 auf. Der Isolierkörper 200 ist dünnwandig und bildet auf einer Innenseite eine Außenkontur des in 1 dargestellten Anschlussbolzens ab. Insbesondere ist ein Innendurchmesser des Isolierkörpers 200 innerhalb eines Toleranzbereichs größer oder gleich einem Außendurchmesser des Anschlussbolzens. Auf einer Außenseite bildet der Isolierkörper 200 eine Innenkontur des in 1 dargestellten Stromsensors ab. Insbesondere ist ein Außendurchmesser des Isolierkörpers 200 innerhalb eines Toleranzbereichs kleiner oder gleich einem Innendurchmesser des Durchbruchs.

An einem ersten Ende weist der Isolierkörper 200 als Rasteinrichtung 132 eine Mehrzahl, hier beispielsweise sechs gleichartige Biegefedern 202 auf, die eine Kontur des Isolierkörpers 200 verlängern. Die Biegefedern 202 sind dabei axial zu dem Isolierkörper 200 ausgerichtet. An einem von dem Isolierkörper 200 abgewandten Ende weisen die Biegefedern 202 je eine nach außen gerichtete Rastnase 204 auf. Die Rastnasen 204 stehen über die Außenkontur des Isolierkörpers 200 über. Die Biegefedern 202 sind durch Federzwischenräume 206 voneinander beabstandet und gleichmäßig über einen Umfang des Isolierkörpers 200 verteilt.

An einem den Biegefedern 202 gegenüberliegenden zweiten Ende weist der Isolierkörper 200 als Anschlageinrichtung 136 sechs Anschlagflächen 208 auf. Die Anschlagflächen 208 stehen über die Außenkontur des Isolierkörpers 200 über. Die Anschlagflächen 208 sind radial zu dem Isolierkörper 200 ausgerichtet. Die Anschlagflächen 208 sind durch Anschlagflächenzwischenräume 210 voneinander beabstandet und gleichmäßig über einen Umfang des Isolierkörpers 200 verteilt.

In einem Ausführungsbeispiel sind die Anschlagflächen 208 im Wesentlichen so breit, wie die Federzwischenräume 206. Die Biegefedern 202 sind im Wesentlichen so breit, wie die Anschlagflächenzwischenräume 210. Dabei ist je eine Anschlagfläche 208 in Verlängerung eines Federzwischenraums 206 angeordnet. Insbesondere ist eine Breite der Anschlagflächen 208 kleiner oder gleich einer Breite der Federzwischenräume 206 und eine Breite der Biegefedern 202 ist kleiner oder gleich einer Breite der Anschlagflächenzwischenräume 210.

3 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Abstandhalter 128 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Abstandhalter 128 entspricht im Wesentlichen dem in 2 dargestellten Abstandhalter. Der Abstandhalter 128 ist hier im Bereich zweier gegenüberliegender Biegefedern 202 und Rastnasen 204 geschnitten. Die Rastnasen 204 weisen dabei eine dreieckige Form beziehungsweise Keilform auf. Beim Einführen in den Durchbruch des Stromsensors rutschen die Rastnasen 204 an einer Einführkante des Durchbruchs über eine Einführschräge 300 und werden in Richtung einer Mittelachse des Abstandshalters 128 verdrängt. Dadurch werden die Biegefedern 202 verformt und die Rastnasen 204 mit einer resultierenden Federkraft gegen eine Innenfläche des Durchbruchs gepresst. Der Abstandhalter 128 wird so weit in den Durchbruch eingeschoben, bis die Anschlagflächen 208 auf der Anschlagfläche des Stromsensors aufliegen und die Rastnasen 204 einer gegenüberliegenden Seite des Durchbruchs wieder aus dem Durchbruch austreten. Wenn die Rastnasen 204 auf aus dem Stromsensor austreten, rutschen die Rastnasen 204 an einer Rastkante des Durchbruchs über Rastflächen 302 ab und die Biegefedern 202 werden entspannt. Die Rastflächen 302 bilden dabei einen Hinterschnitt hinter der Rastkante des Stromsensors aus. Wenn der Anschlussbolzen in den Stromsensor mit verrastetem Abstandhalter 128 eingeführt wird, liegen die Innenseiten der Biegefedern 202 an dem Anschlussbolzen an und ein Entfernen des Abstandhalters 128 aus dem Durchbruch wird verhindert.

4 zeigt eine Darstellung eines Abstandhalters 128 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Abstandshalter 128 entspricht dabei im Wesentlichen dem Abstandshalter in den 2 und 3. Dabei ist der Abstandhalter 128 in einer Draufsicht in Richtung der Mittelachse des kreiszylindrischen Isolierkörpers 200 gezeigt. Je zwei Rastnasen 204 und zwei Auflageflächen 208 sind diametral gegenüberliegend angeordnet.

Mit anderen Worten sind in den 2 bis 4 eine Draufsicht, eine Schnittdarstellung und eine isometrische Ansicht eines schnappbaren Isolierelements 128 für Stromsensoren gezeigt.

5 zeigt eine Darstellung einer Leistungsmodulvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Leistungsmodulvorrichtung 100 entspricht im Wesentlichen der Leistungsmodulvorrichtung 100 in 1. Hier weist die Leistungsmodulvorrichtung 100 zwei weitere Leistungsmodule 102 und Stromsensoren 108 auf. Damit ist die Leistungsmodulvorrichtung 100 für drei Phasen geeignet. Alle Stromsensoren 108 sind auf der gleichen Leiterplatte 106 angeordnet.

Mit anderen Worten zeigt 5 eine Schnittdarstellung durch ein Leistungsmodul 102 mit montiertem Anschlussbolzen 116, durch eine Leiterplatte 106 mit Stromsensoren 108 und verrastetem Isolierelement 128 und Busbar 126.

In der Leistungselektronik sind auf einem Leistungsmodul 102 Anschlussbolzen 116 zur Stromführung montiert. Um die Stromstärke zu messen, ist auf dem Leistungsmodul 102 eine Leiterplatte 106 mit einem oder mehreren ringförmige Stromsensoren 108 montiert. Oberhalb der Stromsensoren 108 sind auf den Anschlussbolzen 116 Busbars 126 montiert. Die Anschlussbolzen 116 können als Antrieb zum Verschrauben mit dem Leistungsmodul entweder einen über den Durchmesser ragenden Sechskant oder einen den Durchmesser mindernden Sechskant aufweisen. Zum Befestigen der Busbars 126 können die Anschlussbolzen 116 ein Innengewinde oder einen Zapfen mit Außengewinde aufweisen.

Der Durchbruch in dem verwendeten Stromsensor 108 begrenzt den Durchmesser des Anschlussbolzens 116. Bei einem herkömmlichen Stromsensor ist das Gehäuse des Stromsensors zweiteilig und beinhaltet einen Ferrit, der mit dem Massepotenzial der Leiterplatte 106 verbunden ist. Da der Anschlussbolzen 116 im Betrieb eine Spannung mit Hochvolt führt, ist ein Einhalten von Luft- und Kriechstrecken zum Ferrit des Stromsensors 108 erforderlich. An der Kontaktstelle der zwei Gehäuseteile ist nur eine geringe Überlappung des Kunststoffs vorgesehen, weswegen an dieser Stelle bei großem Anschlussbolzendurchmesser, der zum Leiten hoher Stromstärken notwendig ist, die Luft- und Kriechstrecken zum Ferrit unterschritten werden können. Dies kann durch eine Verringerung eines Querschnitts des Ferrits an dieser Stelle ausgeglichen werden, was jedoch die Stromtragfähigkeit verringert. Ebenfalls kann der Bolzen isoliert werden. Diese Isolierung kann durch Umspritzen mit Kunststoff realisiert werden.

Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird die Isolierung durch einen Abstandhalter 128 realisiert. Der Abstandhalter 128 kann als Isolierelement 128 bezeichnet werden. Der Abstandhalter 128 ist als leicht zu fertigendes Spritzgussteil 128 zum Entformen aus einer zweiteiligen Spritzgussform realisiert und ist in der Bohrung des Stromsensors 108 montiert. Auf Endlage verrastet das Isolierelement 128 mit den ausgebildeten Schnapphaken an der Unterkante des Stromsensors 108 und überdeckt in seinem oberen Bereich die Verbindungsstelle von Stromsensorgehäuse und Stromsensordeckel. Dadurch werden die Luft- und Kriechstrecken zum Ferrit des Stromsensors 108 eingehalten. Des Weiteren kann wenn nötig das Isolierelement 128 so konstruktiv ausgelegt werden, dass die Signalkontakte 130 des Stromsensors 108 zum Anschlussbolzen 116 isoliert werden, dies ist in den Darstellungen aber nicht ausgeführt.

6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Stromsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren weist einen Schritt 600 des Bereitstellens und einen Schritt 602 des Einschiebens auf. Im Schritt 600 des Bereitstellens werden ein Ferritkern mit einem Durchbruch und ein Abstandhalter, wie sie in den vorhergehenden Figuren beschrieben sind, bereitgestellt. Im Schritt 602 des Einschiebens wird der Abstandhalter in den Durchbruch des Ferritkerns eingeschoben, bis er an dem Ferritkern anliegt und mit dem Ferritkern verrastet ist. Durch den hier vorgestellten Ansatz kann auf eine Reduzierung des leitenden Querschnitts des Ferrits verzichtet werden. Der Abstandhalter ist einfach herstellbar und einfach montierbar. Es ergibt sich eine Kosteneinsparung im Vergleich zu einem mit Kunststoff umspritzten Anschlussbolzen. Eine Vormontage der Isolierelemente an der Leiterplatte mit den Stromsensoren ist möglich. Wenn erforderlich ist eine Isolierung zu den Signalkontakten möglich.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Bezugszeichenliste

100
Leistungsmodulvorrichtung
102
Leistungsmodul
104
Strommessvorrichtung
106
Leiterplatte
108
Stromsensor
110
Kern
112
Durchbruch
114
Aussparung
116
Anschlussbolzen
118
Mutter
120
Kontaktfläche
122
Schraube
124
Unterlegscheibe
126
Busbar
128
Abstandhalter
130
Signalkontakte
132
Rasteinrichtung
134
Verraststelle
136
Anschlageinrichtung
138
Anschlagfläche
200
Isolierkörper
202
Biegefeder
204
Rastnase
206
Federzwischenraum
208
Anschlagflächen
210
Anschlagflächenzwischenraum
300
Einführschräge
302
Rastfläche
600
Schritt des Bereitstellens
602
Schritt des Einschiebens