DE102012217559A1

DE102012217559A1 - Feedthrough i.e. vacuum-tight feedthrough, for e.g. flywheel energy storage, has connecting part accommodated in inner bore hole and including radial flange part that forms stage on mantle surface, where inner bore hole forms another stage

Info

Publication number: DE102012217559A1
Application number: DE201210217559
Authority: DE
Inventors: Carsten Duppe; Christian Hecker; Michael Fleischer; Thomas Schneider
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-03-27

Abstract

The feedthrough has a rotatable symmetrical insulation body (4) formed with an inner bore hole (5). An electrically conductive connecting part (6) is accommodated in the inner bore hole, and includes a radial flange part (1) that forms a stage (16) on a mantle surface (17). The inner bore hole forms another stage (19), and the flange part is provided with a mounting stage on which a fixing ring is defined. An electrical insulation hose (12) is arranged in a section (11) of the inner bore hole between the connecting part and an inner wall of the inner bore hole. The insulation body is made of plastic or ceramic material. An independent claim is also included for an evacuated housing.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Durchführung für ein evakuiertes Gehäuse, umfassend umfassend einen im wesentlichen drehsymmetrischen Isolationskörper mit einer Innenbohrung, ein in der Innenbohrung aufgenommenes elektrisch leitendes Verbindungsteil. The invention relates to a bushing for an evacuated housing, comprising a substantially rotationally symmetrical insulation body with an inner bore, a recorded in the inner bore electrically conductive connecting part.

In der Praxis tritt häufig die Forderung auf, für ein evakuiertes Gehäuse eine vakuumdichte Durchführung vorzusehen, wobei die Durchführung elektrisch leitend ausgebildet sein muss, um Signale bzw. elektrische Energie aus dem evakuierten Gehäuse nach außen leiten zu können. Diese Forderung tritt beispielsweise in Zusammenhang mit Schwungmassenspeichern auf, die in einem evakuierten Gehäuse gelagert sind, für die jedoch elektrisch leitende Durchführungen in der Wandung des Gehäuses vorgesehen sein müssen. In practice, the requirement often arises to provide a vacuum-tight passage for an evacuated housing, wherein the passage must be designed to be electrically conductive in order to be able to conduct signals or electrical energy out of the evacuated housing to the outside. This requirement occurs, for example, in connection with flywheel mass accumulators, which are mounted in an evacuated housing, but for which electrically conductive bushings in the wall of the housing must be provided.

DE 199 08 557 A1 beschreibt einen Schwungmassenspeicher mit einem Rotor, der berührungslos, nämlich magnetisch, in einem evakuierten Gehäuse gelagert ist, wobei durch die Wandung des evakuierten Gehäuses hindurch Polschuhe ragen, die von Spulen umgeben sind. Die elektrischen Leitungen der Spulen sind außerhalb des Gehäuses angeordnet, so dass hier gerade keine vakuumdichte elektrisch leitende Durchführung vorgesehen ist. DE 199 08 557 A1 describes a flywheel mass storage with a rotor which is non-contact, namely magnetic, stored in an evacuated housing, projecting through the wall of the evacuated housing through pole pieces, which are surrounded by coils. The electrical lines of the coils are arranged outside the housing, so that there is no vacuum-tight electrically conductive feedthrough here.

DE 36 40 180 C2 beschreibt eine vakuumdichte elektrische Durchführung, umfassend einen elektrisch leitenden Wickeldorn, um den ein Isolator lagenweise gewickelt ist, wobei der Isolator aus harzgetränkten Glasfasern gebildet ist, die mit Leiterstücken versehen sind. Der Verbund aus dem elektrisch leitenden Wickeldorn und dem ausgehärteten harzgetränkten Glasfasern bildet einen Isolationskörper, an dem ein scheibenförmiges metallisches Flanschteil beispielsweise durch Kleben befestigt ist, wobei das Flanschteil Bohrungen aufweist, durch die Fixierelemente geführt werden, um die Durchführung an der Wandung durch den als elektrisch leitendes Verbindungsteil vorgesehnen Wickeldorn an der Wandung eines evakuierten Gehäuses zu befestigen. Das Flanschteil ist aus einem Metall ausgebildet, so dass die Durchführung, gebildet aus dem Isolationskörper und dem daran durch Kleben befestigten Flanschteil, direkt befestigt werden kann. DE 36 40 180 C2 describes a vacuum-tight electrical feedthrough comprising an electrically conductive winding mandrel about which an insulator is wound in layers, the insulator being made of resin-impregnated glass fibers provided with conductor pieces. The composite of the electrically conductive winding mandrel and the cured resin-impregnated glass fibers forms an insulating body to which a disc-shaped metallic flange is attached, for example by gluing, wherein the flange has holes through which fixing elements are guided to the implementation of the wall by the as electrically conductive connecting part intended to fasten winding mandrel to the wall of an evacuated housing. The flange part is formed of a metal, so that the passage formed by the insulating body and the flange part attached thereto by gluing can be directly fixed.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine einfach zu montierende vakuumdichte Durchführung für insbesondere hohe Stromstärken anzugeben. It is the object of the invention to provide an easy-to-install vacuum-tight implementation for particularly high currents.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Durchführung für ein evakuiertes Gehäuse, insbesondere für einen Schwungmassenspeicher, umfassend einen im wesentlichen drehsymmetrischen Isolationskörper mit einer Innenbohrung, ein in der Innenbohrung aufgenommenes elektrisch leitendes Verbindungsteil, wobei der Isolationskörper einen radial abstehendes Flanschteil aufweist, das eine erste Stufe an einer äußeren Mantelfläche ausbildet, und wobei die Innenbohrung des Isolationskörpers eine zweite Stufe ausbildet. An den beiden Stufen des Isolationskörpers lassen sich Dichtelemente, beispielsweise O-Ringe, anordnen und abstützen. Das radial abstehende Flanschteil ist dabei ein Abschnitt des Isolationskörpers und insbesondere mit diesem einteilig ausgebildet. This object is achieved by a passage for an evacuated housing, in particular for a flywheel energy storage, comprising a substantially rotationally symmetrical insulating body with an inner bore, a received in the inner bore electrically conductive connecting part, wherein the insulating body has a radially projecting flange portion having a first stage forms on an outer circumferential surface, and wherein the inner bore of the insulating body forms a second stage. At the two stages of the insulating body, sealing elements, such as O-rings, can be arranged and supported. The radially projecting flange is in this case a portion of the insulating body and in particular integrally formed therewith.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Flanschteil eine Montagestufe aufweist, an der ein Fixierring festlegbar ist. Durch den Fixierring wird das Flanschteil außen auf die Wandung des Gehäuses gedrückt und eine vakuumdichte Abdichtung zwischen dem Isolationskörper und der Wandung des Gehäuses erzielt. Preferably, it is provided that the flange part has a mounting step, on which a fixing ring can be fixed. By the fixing ring, the flange is pressed outside on the wall of the housing and achieved a vacuum-tight seal between the insulating body and the wall of the housing.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in einem ersten Abschnitt der Innenbohrung zwischen dem Verbindungsteil und der Innenwandung der Innenbohrung ein elektrischer Isolationsschlauch angeordnet ist.It is preferably provided that an electrical insulation hose is arranged in a first portion of the inner bore between the connecting part and the inner wall of the inner bore.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Korpus des Isolationskörpers aus einem Kunststoff oder einem keramisch beschichteten metallischen Grundkörper ausgebildet ist.It is preferably provided that the body of the insulating body is formed of a plastic or a ceramic-coated metallic base body.

Die Erfindung betrifft weiter ein evakuiertes Gehäuse, umfassend eine Bohrung in einer Wandung des Gehäuses und eine in der Bohrung aufgenommene erfindungsgemäße Durchführung, insbesondere ein solches Gehäuse, in dem eine Schwungmasse eines Schwungmassenspeichers schnelldrehend gelagert aufgenommen ist. The invention further relates to an evacuated housing, comprising a bore in a wall of the housing and a recorded in the bore inventive implementation, in particular such a housing in which a flywheel mass of a flywheel mass storage is added quickly rotating stored.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Further advantages and features of the invention will become apparent from the dependent claims and from the description of an embodiment.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher beschrieben und erläutert. The invention will be described and explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures

1 zeigt eine geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Durchführung sowie eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gehäuses. 1 shows a sectional view of an embodiment of a bushing according to the invention and an embodiment of a housing according to the invention.

Detaillierte Beschreibung der Figuren Detailed description of the figures

1 zeigt ausschnittsweise eine Wandung 1 eines evakuierten Gehäuses, wobei der evakuierte Bereich in der Darstellung von 1 unterhalb der Wandung 1 angeordnet ist und oberhalb der Wandung 1 Umgebungsluft vorliegt. In der Wandung 1 ist eine Bohrung 2 vorgesehen, innerhalb derer eine Durchführung 3 aufgenommen ist, wobei die Durchführung 3 vakuumdicht ausgestaltet ist und hohe Stromstärken tragen kann. 1 shows a section of a wall 1 an evacuated housing, wherein the evacuated area in the representation of 1 below the wall 1 is arranged and above the wall 1 Ambient air is present. In the wall 1 is a hole 2 provided within which one implementation 3 is included, with the implementation 3 is vacuum-tight and can carry high currents.

Die Durchführung 3 umfasst einen im wesentlichen drehsymmetrischen Isolationskörper 4 mit einer durchgehenden Innenbohrung 5. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Korpus des Isolationskörpers 4 aus einem Kunststoff (beispielsweise PEEK) oder einem keramisch beschichteten metallischen Grundkörper ausgebildet ist. Der Isolationskörper 4 ist als einstückiges Einzelteil, insbesondere als Kunststoff-Formteil oder als keramisch beschichtetes metallisches Formteil ausgebildet. The implementation 3 comprises a substantially rotationally symmetrical insulating body 4 with a continuous inner bore 5 , In particular, it is provided that the body of the insulating body 4 is formed of a plastic (for example PEEK) or a ceramic-coated metallic base body. The insulation body 4 is designed as a one-piece item, in particular as a plastic molded part or as a ceramic-coated metallic molded part.

Die Durchführung 3 umfasst weiter ein in der Innenbohrung 5 aufgenommenes elektrisch leitendes Verbindungsteil 6, das als im wesentlichen drehsymmetrisches Metallteil, insbesondere aus Kupfer, ausgebildet ist und zu beiden Enden über den Isolationskörper 4 übersteht. An einem engen Abschnitt 7 der Innenbohrung 5 liegt das Verbindungsteil 6 an der Innenwandung der Innenbohrung 5 an. The implementation 3 further includes one in the inner bore 5 recorded electrically conductive connection part 6 , which is designed as a substantially rotationally symmetrical metal part, in particular made of copper, and to both ends via the insulating body 4 survives. At a narrow section 7 the inner bore 5 lies the connecting part 6 on the inner wall of the inner bore 5 at.

An das luftseitige Ende des Verbindungsteils 6 ist an einem Anschluss mittels einer Verschraubung, insbesondere mittels eines Kabelschuhs, eine Leitung 8 eines Leistungselektronikanschlusses befestigt. Das vakuumseitige Ende des Verbindungsteils ist der zu Zuleitung 9 des Schwungmassenspeichers verbunden; hierzu weist das Verbindungsteil 6 an dem vakuumseitigen Ende eine Materialschwächung, insbesondere eine Vertiefung 10, auf, an der eine Crimp- oder Lötverbindung zwischen der Zuleitung 9 und dem Verbindungsteil 6 hergestellt werden kann. To the air-side end of the connecting part 6 is at a connection by means of a screw, in particular by means of a cable lug, a line 8th a power electronic connection attached. The vacuum-side end of the connecting part is the supply line 9 connected to the flywheel mass storage; For this purpose, the connecting part 6 at the vacuum end, a material weakening, in particular a depression 10 , on, at the a crimp or solder connection between the supply line 9 and the connecting part 6 can be produced.

Für die Durchführung 3 ist vorgesehen, dass in einem ersten Abschnitt 11 der Innenbohrung 5 zwischen dem Verbindungsteil 6 und der Innenwandung der Innenbohrung 5 ein elektrischer Isolationsschlauch 12 angeordnet ist. Der Innendurchmesser der Innenbohrung 5 im Bereich des ersten Abschnitts 11 ist dabei größer als der Durchmesser des Verbindungsteils 6 in diesem Bereich, zuzüglich der Wandstärke des Isolationsschlauchs 12, so dass immer noch ein Spalt 13 zwischen dem Isolationsschlauch 12 und der Innenfläche des ersten Abschnitts 11 der Innenbohrung 5 des Isolationsteils 4 verbleibt. For the implementation 3 is provided that in a first section 11 the inner bore 5 between the connecting part 6 and the inner wall of the inner bore 5 an electric spaghetti 12 is arranged. The inner diameter of the inner bore 5 in the area of the first section 11 is greater than the diameter of the connecting part 6 in this area, plus the wall thickness of the spaghetti 12 so still a gap 13 between the spaghetti 12 and the inner surface of the first section 11 the inner bore 5 of the isolation part 4 remains.

Das Verbindungsteil 6 weist im Bereich des ersten Abschnitts 11 der Innenbohrung 5 einen ringförmigen Bund 14 auf, der als Anschlag für den Isolationsschlauch 12 dient und der bis an die Innenfläche des ersten Abschnitts 11 der Innenbohrung 5 heranreicht. Dagegen liegt das Verbindungsteil 6 im Bereich des engen Abschnitts 7 unmittelbar an der Innenfläche der Innenbohrung 5 des Isolationskörpers 4 an; insbesondere ist das Verbindungsteil 6 im Bereich des engen Abschnitts 7 der Innenbohrung 5 eingepresst, also mittels Presssitz an dem Isolationskörper 4 befestigt. The connecting part 6 points in the area of the first section 11 the inner bore 5 an annular waistband 14 on, as a stop for the spaghetti 12 serves and up to the inner surface of the first section 11 the inner bore 5 zoom ranges. In contrast, the connection part lies 6 in the area of the narrow section 7 directly on the inner surface of the inner bore 5 of the insulation body 4 at; in particular, the connecting part 6 in the area of the narrow section 7 the inner bore 5 pressed, so by means of press fit to the insulation body 4 attached.

Für den Isolationskörper 4 ist weiter vorgesehen, dass der Isolationskörper 4 einen radial, bezogen auf die Symmetrieachse, abstehendes Flanschteil 15 aufweist, das eine erste Stufe 16 an einer äußeren Mantelfläche 17 ausbildet. Im Bereich der ersten Stufe 16, die an einer Kante der Bohrung 2 angeordnet ist und insbesondere als Anschlag bei der Montage dient, ist ein erstes Dichtungselement 18, nämlich ein erster O-Ring, angeordnet, der eine Dichtheit zwischen der äußeren Mantelfläche 17 des Isolationskörpers 4 und der Wandung 2 des Gehäuses ermöglicht. Das Flanschteil 15 liegt dabei außen, luftseitig, auf der Außenseite der Wandung 2 des Gehäuses auf. For the insulation body 4 is further provided that the insulation body 4 a radially, with respect to the axis of symmetry, projecting flange 15 that has a first stage 16 on an outer lateral surface 17 formed. In the area of the first stage 16 at one edge of the hole 2 is arranged and in particular serves as a stop during assembly, is a first sealing element 18 , Namely, a first O-ring, arranged, the tightness between the outer surface 17 of the insulation body 4 and the wall 2 of the housing allows. The flange part 15 lies outside, on the air side, on the outside of the wall 2 of the housing.

Für den Isolationskörper 4 ist weiter vorgesehen, dass die Innenbohrung 5 des Isolationskörpers 4 eine zweite Stufe 19 ausbildet, die den Übergang zwischen dem engen Abschnitt 7 und dem ersten Abschnitt 11 der Innenbohrung 5 darstellt. An der zweiten Stufe 19 liegt der Bund 14 des Verbindungsteils 6 an; weiter ist an der zweiten Stufe 19 ein zweites Dichtungselement 20 angeordnet, das die Dichtheit der Innenbohrung 5 des Isolationskörpers 4 zu dem Inneren des Gehäuses sicherstellt. Das zweite Dichtungselement 20 ist ebenfalls als O-Ring ausgebildet. For the insulation body 4 is further provided that the inner bore 5 of the insulation body 4 a second stage 19 trains the transition between the narrow section 7 and the first section 11 the inner bore 5 represents. At the second stage 19 is the federal government 14 of the connecting part 6 at; Next is at the second stage 19 a second sealing element 20 arranged that the tightness of the inner bore 5 of the insulation body 4 ensures to the interior of the housing. The second sealing element 20 is also designed as an O-ring.

Für das mit dem Isolationskörper 4 einstückige Flanschteil 15 ist vorgesehen, dass das Flanschteil 15 eine Montagestufe 21 aufweist, an der ein Fixierring 22 festlegbar ist. Der Fixierring 22 ist kreisringförmig ausgebildet, mit einer zu der Montagestufe 21 komplementären innenseitigen Querschnittskontur, und weist Durchgangsbohrungen 23 auf, durch die Fixierelemente, beispielsweise Schrauben, durchgeführt werden können, um den Fixierring 22 gegen die Montagestufe 21 des Isolationskörpers 4 zu drücken und damit den Isolationskörper 4 an der Wandung 2 festzulegen, wobei der Anpressdruck durch den Fixierring 22 gleichmäßig verteilt wird, so dass gleichzeitig das erste Dichtungselement 16 zur Dichtung zusammengedrückt wird. Es ist insbesondere nicht erforderlich, die Schrauben 24 direkt durch den Isolationskörper 4 hindurch zu führen, so dass der Isolationskörper 4 aus einem Material wie einem Kunststoff (speziell PEEK – Polyethylenetherketon) oder einem Metall mit einer spröden, keramischen Beschichtung ausgebildet sein kann. For that with the insulation body 4 one-piece flange part 15 is provided that the flange part 15 a mounting step 21 has, at the a fixing ring 22 is determinable. The fixation ring 22 is annular, with a to the mounting stage 21 complementary inside cross-sectional contour, and has through holes 23 on, by the fixing elements, such as screws, can be performed to the fixing ring 22 against the assembly stage 21 of the insulation body 4 to push and thus the insulation body 4 on the wall 2 determine, with the contact pressure through the fixing ring 22 is evenly distributed, so that at the same time the first sealing element 16 is compressed to the seal. In particular, it does not require the screws 24 directly through the insulation body 4 through, so that the insulation body 4 may be formed of a material such as a plastic (especially PEEK - polyethylene ether ketone) or a metal with a brittle, ceramic coating.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Wandung wall
22: Bohrung drilling
33: Durchführung execution
44: Isolationskörper insulation body
55: Innenbohrung internal bore
66: Verbindungsteil connecting part
77: enger Abschnitt der Innenbohrung 5 narrow section of the inner bore 5
88th: Leitung management
99: Zuleitung supply
1010: Vertiefung deepening
1111: erster Abschnitt der Innenbohrung 5 first section of the inner bore 5
1212: Isolationsschlauch spaghetti
1313: Spalt gap
1414: Bund des Verbindungsteils 6 Covenant of the connecting part 6
1515: Flanschteil flange
1616: erste Stufe first stage
1717: äußere Mantelfläche des Isolationskörpers 4 outer surface of the insulating body 4
1818: erstes Dichtungselement first sealing element
1919: zweite Stufe second step
2020: zweites Dichtungselement second sealing element
2121: Montagestufe assembly stage
2222: Fixierring fixing
2323: Durchgangsbohrung Through Hole
2424: Schraube screw

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19908557 A1 [0003]
DE 3640180 C2 [0004]

Claims

Bushing for an evacuated housing, in particular for a flywheel mass accumulator, comprising an essentially rotationally symmetrical insulation body ( 4 ) with an internal bore ( 5 ), one in the inner bore ( 5 ) received electrically conductive connecting part ( 6 ), wherein the insulating body ( 4 ) a radially projecting flange part ( 15 ) having a first stage ( 16 ) on an outer lateral surface ( 17 ), and wherein the inner bore ( 5 ) of the insulating body ( 4 ) a second stage ( 19 ) trains.

Bushing according to claim 1, characterized in that the flange part ( 15 ) has a mounting stage at which a fixing ring can be fixed.

Bushing according to claim 1 or 2, characterized in that in a first section ( 11 ) of the inner bore ( 4 ) between the connecting part ( 6 ) and the inner wall of the inner bore ( 5 ) an electrical insulation hose ( 12 ) is arranged.

Bushing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the body of the insulating body ( 4 ) is formed of a plastic or a ceramic coated metallic base body.

Evacuated housing comprising a bore ( 2 ) in a wall ( 1 ) of the housing and one in the bore ( 2 ) ( 3 ) according to one of claims 1 to 4.