DE102013013488A1

DE102013013488A1 - High voltage terminal device for an electrorheological device

Info

Publication number: DE102013013488A1
Application number: DE102013013488.9A
Authority: DE
Inventors: Joachim Funke; Matthias Bruns
Original assignee: Fludicon GmbH
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-08-15
Filing date: 2013-08-15
Publication date: 2015-02-19
Anticipated expiration: 2033-08-16
Also published as: DE102013013488B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsanschlussvorrichtung für eine elektrorheologischen Vorrichtung, die einen zentralen Kontaktstift (1) enthält, der koaxial von einem isolierenden Unterteil (2) umgeben und axial mit einem Oberteil (3) verbunden ist, wobei der Kontaktstift (1) mit seinem oberen äußeren Ende (22) mit einer Hochspannungsquelle und mit seinem unteren inneren Ende (25) mit einer Elektrode (12) der elektrorheologischen Vorrichtung verbindbar ist und wobei das Oberteil (3) mindestens ein Masseanschlusselement (9) enthält, das mit einem äußeren Mantelrohr (14) der elektrorheologischen Vorrichtung elektrisch verbindbar ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das miteinander verbundene Unter- (2) und Oberteil (3) als Stecker ausgebildet ist, bei dem das Unterteil (2) aus einem zylindrischen weich-elastischen Kunststoffmaterial besteht, das abgedichtet in eine Durchgangsbohrung (16) des Mantelrohrs (14) einsteckbar ist und das oberhalb des Mantelrohrs (14) fest mit dem Oberteil (3) verbunden ist, wobei das Oberteil (3) aus einem isolierenden Hartkunststoff besteht und ein auskragendes Randteil (7) aufweist, in das mindestens zwei beabstandete steckbare Masse-Anschlusselemente (9) eingelassen sind, die mit dem äußeren Mantelrohr (14) elektrisch verbindbar sind, wobei im inneren Ende (25) des zentralen Kontaktstiftes (1) eine Druckfeder (11) fixiert ist.The invention relates to a high voltage terminal device for an electrorheological device, which includes a central contact pin (1) coaxially surrounded by an insulating lower part (2) and axially connected to an upper part (3), wherein the contact pin (1) with its upper outer End (22) with a high voltage source and with its lower inner end (25) with an electrode (12) of the electrorheological device is connectable and wherein the upper part (3) comprises at least one ground terminal element (9) with an outer jacket tube (14) the electrorheological device is electrically connected. The invention is characterized in that the interconnected bottom (2) and top (3) is designed as a plug, wherein the lower part (2) consists of a cylindrical soft-elastic plastic material sealed in a through hole (16) of the Jacket tube (14) can be inserted and which is above the casing tube (14) fixedly connected to the upper part (3), wherein the upper part (3) consists of an insulating hard plastic and a projecting edge portion (7), in the at least two spaced pluggable Ground connection elements (9) are recessed, which are electrically connected to the outer jacket tube (14), wherein in the inner end (25) of the central contact pin (1) a compression spring (11) is fixed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsanschlussvorrichtung für eine elektrorheologische Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a high-voltage connection device for an electrorheological device according to the preamble of patent claim 1.

Elektrorheologische Vorrichtungen werden häufig als Schwingungsdämpfer, Ventile, Kupplungen, Aktoren oder als Pumpen verwendet. Dabei enthalten diese als Antriebs- oder Steuermittel eine elektrorheologische Flüssigkeit, die ihre Viskosität unter Einfluss eines elektrischen Feldes bis zur Erstarrung verändern kann, wobei zur Steuerung der Viskosität eine Hochspannung bis ca. 5.000 V erforderlich ist. Die elektrorheologischen Vorrichtungen enthalten dabei meist einen hydraulischen Zylinder mit einem Kolben, dessen Druckmittelkammern mit der elektrorheologischen Flüssigkeit befüllt sind und bei denen die Kolbenbewegung durch die im elektrischen Feld befindliche elektrorheologische Flüssigkeit gesteuert wird. Dazu weisen die elektrorheologischen Vorrichtungen einen Hochspannungsanschluss auf, der mit einer in der elektrorheologischen Vorrichtung angeordneten Elektrode verbunden ist, durch die das elektrische Feld in der elektrorheologischen Flüssigkeit erzeugt wird.Electrorheological devices are often used as vibration dampers, valves, couplings, actuators or as pumps. These contain as drive or control means an electrorheological fluid, which can change its viscosity under the influence of an electric field to solidification, wherein a high voltage up to about 5,000 V is required to control the viscosity. The electrorheological devices usually contain a hydraulic cylinder with a piston whose pressure medium chambers are filled with the electrorheological fluid and in which the piston movement is controlled by the electrorheological fluid located in the electric field. For this purpose, the electrorheological devices have a high-voltage connection which is connected to an electrode arranged in the electrorheological device, by means of which the electric field is generated in the electrorheological fluid.

Aus der US 7,997,392 B2 ist eine derartige elektrorheologische Vorrichtung bekannt, die einen Hochspannungsanschluss als anschraubbare Kabeleinführung enthält. Bei der elektrorheologischen Vorrichtung handelt es sich um einen Schwingungsdämpfer zur Dämpfung der Ein- und Ausfederkräfte eines Kraftfahrzeugs. Dazu enthält der Schwingungsdämpfer innen einen Druckmittelzylinder, der durch einen Kolben in eine Ein- und eine Ausfahrkammer unterteilt ist und dessen Bewegung durch ein integriertes elektrorheologisches Ventil gesteuert wird. Dabei wird das elektrorheologische Ventil durch das äußere Mantelrohr der elektrorheologischen Vorrichtung und ein koaxial dazu innen angeordnetes Elektrodenrohr gebildet, die durch einen schmalen Ventilspalt voneinander getrennt sind, durch die die beiden Druckmittelkammern miteinander verbunden sind und durch die der Durchfluss der elektrorheologischen Flüssigkeit steuerbar ist. Zur Steuerung ist deshalb am äußeren Mantelrohr der Hochspannungsanschluss als feste Kabeleinführung angeschraubt, der den Schwingungsdämpfer mit einer externen Hochspannungsquelle über ein Hochspannungskabel miteinander verbindet. Zum Anschluss des Hochspannungskabels ist das äußere Mantelrohr an einer vorgegebenen Oberfläche plan gefräst und mit einer Durchgangsbohrung versehen, die radial bis zum Elektrodenrohr reicht. Dabei besteht der Hochspannungsanschluss aus einem zentralen zylindrischen Unterteil, das in die Bohrung eingeführt wird und einem dazu koaxialen metallischen Oberteil, das auf dem planen Oberflächenteil der äußeren Mantelfläche aufliegt. Dabei besteht das Unterteil aus einem isolierten harten zylindrischen Kunststoffkörper, in dessen Zentrum ein metallisches Kontaktelement befestigt ist, das an seinem unteren inneren Ende in eine Kontaktbohrung im Mantelrohr eingebracht wird und an seinem oberen äußeren Ende mit dem Hochspannungskabel verbunden ist. Zur Abdichtung des Unterteils ist der Kunststoffkörper mit zwei außen angebrachten Dichtungsschlitzen versehen, in die zwei Dichtungen eingelegt sind. Zur Befestigung des Hochspannungsanschlusses ist das metallische Oberteil ringförmig ausgebildet und besitzt eine nach innen gerichtete ringförmige Aussparung, in die das Unterteil eingepasst ist. Die mit einem Metallschirm umgebene Kabeldurchführung des Hochspannungskabels ist offensichtlich elektrisch mit dem metallischen Oberteil verbunden, das durch zwei beabstandete Durchgangsbohrungen in zwei Gewindebohrungen im äußeren Mantelrohr an diesem befestigt ist. Dabei stellen die beiden Gewindeschrauben gleichzeitig einen Massekontakt des Hochspannungsanschlusses zum geerdeten Mantelrohr her, dass als Gegenpol zur Elektrode geschaltet ist. Ein derartiger Hochspannungsanschluss ist durch die Vielzahl seiner Einzelteile aufwendig in der Herstellung, gegenüber dem hohen Druck von ca. 200 bar im Ventilschlitz schwer abzudichten und nur mit Hilfe von Gewindebohrungen und einer planen Auflagefläche aufwendig am Mantelrohr zu befestigen.From the US Pat. No. 7,997,392 B2 For example, such an electrorheological device is known, which contains a high-voltage connection as a screw-on cable entry. The electrorheological device is a vibration damper for damping the compression and rebound forces of a motor vehicle. For this purpose, the vibration damper inside a pressure medium cylinder, which is divided by a piston in an input and an extension chamber and whose movement is controlled by an integrated electrorheological valve. In this case, the electrorheological valve is formed by the outer jacket tube of the electrorheological device and a coaxially inner electrode tube, which are separated by a narrow valve gap, through which the two pressure medium chambers are interconnected and through which the flow of the electrorheological fluid is controllable. To control the high-voltage connection is therefore screwed as a fixed cable entry on the outer jacket tube, which connects the vibration damper with an external high voltage source via a high voltage cable. To connect the high-voltage cable, the outer jacket tube is milled plan on a predetermined surface and provided with a through hole that extends radially to the electrode tube. In this case, the high-voltage connection consists of a central cylindrical lower part, which is inserted into the bore and a coaxial metallic upper part, which rests on the flat surface part of the outer lateral surface. In this case, the lower part of an insulated hard cylindrical plastic body, in the center of a metallic contact element is attached, which is introduced at its lower inner end in a contact bore in the jacket tube and is connected at its upper outer end to the high voltage cable. To seal the lower part of the plastic body is provided with two externally mounted sealing slots, in which two seals are inserted. For attachment of the high voltage terminal, the metallic upper part is annular and has an inwardly directed annular recess into which the lower part is fitted. The enclosed by a metal shield cable gland of the high voltage cable is obviously electrically connected to the metallic shell, which is fixed by two spaced through holes in two threaded holes in the outer jacket tube at this. At the same time, the two threaded screws produce a ground contact of the high-voltage connection to the earthed jacket tube, which is connected as the opposite pole to the electrode. Such a high voltage connection is complicated by the large number of its parts expensive to manufacture, compared to the high pressure of about 200 bar in the valve slot and difficult to attach only with the help of threaded holes and a flat bearing surface on the jacket tube.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungsanschluss für eine elektrorheologische Vorrichtung zu schaffen, der einfach in der Herstellung ist, eine sichere Hochspannungsverbindung schafft und druckdicht und einfach mit der elektrorheologischen Vorrichtung verbindbar ist.The invention is therefore an object of the invention to provide a high voltage terminal for an electrorheological device, which is easy to manufacture, creates a secure high-voltage connection and pressure-tight and easily connectable to the electrorheological device.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the invention defined in claim 1. Further developments and advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Hochspannungsanschlussvorrichtung als Stecker ausgebildet ist und lediglich aus einem Unterteil aus einem weichen elastischen Kunststoffmaterial und einem Oberteil aus einem Hartkunststoffmaterial besteht und der durch eine einfache Steckverbindung druckdicht mit der elektrorheologischen Vorrichtung verbindbar ist. Dabei bildet der in der Durchgangsbohrung des Mantelrohrs befindliche Teil des Unterteils gegenüber der Durchgangsbohrung einen relativ großen Dichtungsbereich, so dass auch bei großen Arbeitsdrücken im Ventilspalt unter dem Unterteil eine gute Abdichtwirkung erzielt wird, so dass vorteilhafterweise auch bei Drücken bis zu 200 bar keine elektrorheologische Flüssigkeit durch das Mantelrohr austreten kann. Dies wird noch dadurch unterstützt, dass das Unterteil gleichzeitig noch koaxial zur Durchgangsbohrung auf einer Ringfläche auf dem äußeren Mantelrohr aufliegt, und dort für eine zusätzliche Abdichtung sorgt, die sich auch vorteilhafterweise an die Rohrkrümmung anpasst, ohne dass deshalb die Auflagefläche zusätzlich plan bearbeitet werden müsste. Dabei wird die gute Abdichtwirkung auch ohne eine axiale Schraubbefestigung erreicht, weil durch die großen Dichtungsflächen in der Durchgangsbohrung und einer Komprimierung des weichen elastischen Dichtungsmaterials an den Seitenwänden der Durchgangsbohrung eine sichere Fixierung des Steckers erreichbar ist.The invention has the advantage that the high-voltage connection device is designed as a plug and consists only of a lower part of a soft elastic plastic material and an upper part of a hard plastic material and the pressure-tight manner with a simple plug connection with the electrorheological device is connectable. In this case, the located in the through hole of the jacket tube part of the lower part relative to the through hole forms a relatively large sealing area, so that even at high working pressures in the valve gap under the base a good sealing effect is achieved, so that advantageously even at pressures up to 200 bar no electrorheological fluid can escape through the jacket tube. This is further supported by the fact that the lower part is still coaxial with the Through hole rests on an annular surface on the outer jacket tube, and there provides an additional seal, which also adapts advantageously to the pipe curvature, without therefore the support surface would also need to be machined plan. In this case, the good sealing effect is achieved without an axial Schraubbefestigung because secure fixation of the plug can be achieved by the large sealing surfaces in the through hole and a compression of the soft elastic sealing material on the side walls of the through hole.

Die Erfindung hat durch die Ausbildung der beiden Steckerteile (Ober- und Unterteil) aus zwei verschiedenen Kunststoffmaterialien den Vorteil, dass der Stecker durch nur zwei Spritzgießvorgänge einfach herstellbar und gleichzeitig durch einen einfachen Steckvorgang leicht montierbar ist.The invention has the advantage that the plug can be easily produced by only two injection molding operations and at the same time easily assembled by a simple mating operation by the formation of the two connector parts (upper and lower part) of two different plastic materials.

Die Erfindung hat auch den Vorteil, dass durch eine einfache Druckfeder im Kontaktstift eine sichere Kontaktgabe sichergestellt ist, da auch bei hohen Gegendrücken im Ventilspalt die Druckfeder keine zusätzliche Druckfläche bildet, die der Federkraft und damit der Kontaktfähigkeit entgegenwirken könnte.The invention also has the advantage that secure contact is ensured by a simple compression spring in the contact pin, since even at high counterpressures in the valve gap, the compression spring does not form an additional pressure surface, which could counteract the spring force and thus the contact ability.

Darüberhinaus hat die Erfindung den Vorteil, dass auch bei einer kompakten Ausführung des Steckers dieser auch bei hohen Spannungen bis ca. 6.000 V sehr spannungsfest ist. Denn durch die zentrale Anordnung des mit Hochspannung beaufschlagten Kontaktstiftes und der Feder in den beiden isolierenden Kunststoffteilen des Steckers bestimmt allein der Abstand von der Feder bis zum geerdeten Mantelrohr in der Durchgangsbohrung die Spannungsfestigkeit, die durch die symmetrische Anordnung in der kreisrunden Durchgangsbohrung ein Optimum darstellt. So sind auch bei geringen Abständen der Feder von den inneren Mantelflächen der Durchgangsbohrung Steuerspannungen bis zu 6.000 V möglich, ohne dass es zu Spannungsüberschlägen oder nennenswerten Kriechströmen kommen kann. Dadurch ist gleichzeitig die druckbelastete Steckerfläche in der Durchgangsbohrung gering zu halten, so dass dies eine hohe Dichtungsfunktion gewährleistet und nur eine geringe Fixierkraft nötig ist, um den Stecker sicher in der elektrorheologischen Vorrichtung dauerhaft zu befestigen.Moreover, the invention has the advantage that even with a compact design of the connector this is very high voltage even at high voltages up to about 6,000 V. Because of the central arrangement of the acted upon by high voltage contact pin and the spring in the two insulating plastic parts of the plug alone determines the distance from the spring to the grounded jacket tube in the through hole the dielectric strength, which represents an optimum through the symmetrical arrangement in the circular through hole. Thus, even at small distances of the spring from the inner circumferential surfaces of the through-bore control voltages up to 6,000 V are possible without it can lead to voltage flashovers or significant leakage currents. As a result, at the same time the pressure-loaded connector surface in the through hole to keep low, so that this ensures a high sealing function and only a small fixing force is necessary to secure the plug permanently in the electrorheological device permanently.

Darüberhinaus hat die Erfindung durch die beiden elektrisch unabhängigen Masseanschlusselemente den Vorteil, dass damit auf einfache Weise die Wirksamkeit der Masseverbindungen zwischen der Hochspannungsquelle und dem äußeren geerdeten Mantelrohr der elektrorheologischen Vorrichtung elektronisch überprüfbar ist, wodurch die Hochspannungssicherheit verbessert werden kann.Moreover, the invention by the two electrically independent ground terminal elements has the advantage that in a simple way the effectiveness of the ground connections between the high voltage source and the outer grounded jacket tube of the electrorheological device is electronically verifiable, whereby the high voltage safety can be improved.

Bei einer besonderen Ausbildung der Erfindung, bei der der Stecker als Platinenstecker ausgebildet ist, hat den Vorteil, dass dieser sogleich auf der Schaltungsplatine des Hochspannungsnetzteils angeordnet werden kann und mit dieser durch eine einfache Verlötung gemeinsam herstellbar und verbindbar ist, ohne dass aufwendige Verbindungskabel oder abgeschirmte Gehäuseteile notwendig wären.In a particular embodiment of the invention, in which the plug is designed as a circuit board connector, has the advantage that it can be readily arranged on the circuit board of the high voltage power supply and with this by a simple soldering together can be produced and connected without complex connection cable or shielded Housing parts would be necessary.

Bei einer weiteren besonderen Ausbildung der Erfindung, bei der das Oberteil des Steckers zwei Masseanschlussklemmen aufweist, hat den Vorteil, dass durch ein einfaches Anbringen von Anschlusstiften am äußeren Mantelrohr der Stecker durch einen einfachen Steckvorgang an der elektrorheologischen Vorrichtung dauerhaft fixierbar ist.In a further particular embodiment of the invention, in which the upper part of the plug has two ground connection terminals, has the advantage that by a simple attachment of terminal pins on the outer jacket tube of the plug by a simple mating operation on the electrorheological device is permanently fixed.

Eine weitere besondere Ausbildung der Erfindung, bei der das Unterteil des Steckers aus einem innenliegenden Abdichtstopfenteil und einem außen auf dem Mantelrohr aufliegenden Abdichtringteil besteht, hat den Vorteil, dass das aus Hartkunststoff gefertigte Oberteil bis in die Durchgangsbohrung reicht, so dass das weich-elastische Abdichtstopfenteil formstabil und gut dichtend in die Durchgangsbohrung des äußeren Mantelrohrs einsteckbar ist.Another particular embodiment of the invention, in which the lower part of the plug consists of an inner Abdichtstopfenteil and a lying outside on the jacket tube Abdichtringteil, has the advantage that the upper part made of hard plastic extends into the through hole, so that the soft-elastic Abdichtstopfenteil dimensionally stable and good sealing in the through hole of the outer jacket tube can be inserted.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Die einzige 1 der Zeichnung zeigt eine Schnittdarstellung einer Hochspannungsanschlussvorrichtung in Form eines Steckers an einem elektrorheologischen Schwingungsdämpfer.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment which is illustrated in the drawing. The only 1 The drawing shows a sectional view of a high voltage terminal device in the form of a plug on an electrorheological vibration damper.

In 1 der Zeichnung ist die als Stecker ausgebildete Hochspannungsanschlussvorrichtung an einem Ausschnitt des Schwingungsdämpfers als elektrorheologische Vorrichtung im Schnitt dargestellt, wobei der Stecker im Wesentlichen aus einem Oberteil 3 aus Hartkunststoff, zwei darin eingelassenen Masseanschlusselementen 9 und einem Unterteil 2 aus einem abdichtenden Weichkunststoff mit darin eingegossenem Kontaktstift 1 besteht, wobei das Unterteil 2 in eine Durchgangsbohrung 16 eines äußeren Mantelrohrs 14 des Schwingungsdämpfers eingesteckt ist und mittels einer Druckfeder 11 eine unter einem Ventilspalt 13 angeordnete Elektrode 12 kontaktiert.In 1 the drawing is formed as a plug high-voltage connection device on a section of the vibration damper as an electrorheological device in section, wherein the plug substantially from an upper part 3 made of hard plastic, two grounding elements embedded in it 9 and a lower part 2 made of a sealing soft plastic with a molded-in contact pin 1 exists, with the lower part 2 in a through hole 16 an outer jacket tube 14 the vibration damper is inserted and by means of a compression spring 11 one under a valve gap 13 arranged electrode 12 contacted.

Der Ausschnitt des Schwingungsdämpfers zeigt lediglich den Schnitt durch das äußere Mantelrohr 14 mit dem darunterliegenden Ventilspalt 13 und koaxial zum Mantelrohr 14 ein innenliegendes angeordnetes Elektrodenrohr 12 als Elektrode, das innenliegend mit einer rohrförmigen Isolierschicht 17 gegenüber dem nicht dargestellten Druckmittelzylinder isoliert ist. Zur Verbindung des Steckers mit dem Schwingungsdämpfer als elektrorheologische Vorrichtung wird an einer vorgegebenen Stelle des äußeren Mantelrohrs 14 eine Durchgangsbohrung 16 eingebracht, unter der die Elektrode 12 als Elektrodenrohr angeordnet ist. Da die Ventilspalte 13 und die Elektroden 12 meist koaxial rohrförmig um den Druckmittelzylinder und koaxial innenliegend zum äußeren Mantelrohr 14 angebracht sind, kann die Durchgangsbohrung 16 nahezu an jeder beliebigen Stelle des äußeren Mantelrohrs 14 vorgesehen werden. Da im Betriebszustand des Schwingungsdämpfers im Ventilspalt 13 Drücke bis ca. 200 bar auftreten können, ist eine möglichst kleine Bohrung von 4 bis 10 mm vorzugsweise 4,5 mm Durchmesser vorgesehen, in die das abdichtende Unterteil 2 des Steckers einsteckbar ist. Zur gegenpoligen Verbindung gegenüber der Elektrode 12 sind am äußeren Mantelrohr 14 zwei beabstandete Polschuhe 18 angeschweißt oder angeschraubt, die jeweils einen senkrecht nach außen gerichteten Anschlussstift 10 aufweisen. Die Anschlussstifte 10 sind dabei symmetrisch zur Durchgangsbohrhung 16 angeordnet und weisen vorzugsweise einen Abstand von 16,5 mm auf.The section of the vibration damper only shows the section through the outer jacket tube 14 with the underlying valve gap 13 and coaxial with the jacket tube 14 an internal electrode tube arranged 12 as an electrode, lying inside with a tubular insulating layer 17 is isolated from the pressure medium cylinder, not shown. To connect the plug with the vibration damper as electrorheological device is at a predetermined point of the outer jacket tube 14 a through hole 16 placed under the electrode 12 is arranged as an electrode tube. Because the valve column 13 and the electrodes 12 usually coaxially tubular around the pressure cylinder and coaxial with the inner jacket tube 14 are attached, the through hole 16 almost at any point of the outer jacket tube 14 be provided. As in the operating condition of the vibration damper in the valve gap 13 Pressures up to 200 bar may occur, a smallest possible hole of 4 to 10 mm, preferably 4.5 mm diameter is provided, in which the sealing lower part 2 of the plug is inserted. For opposite polarity connection opposite the electrode 12 are on the outer jacket pipe 14 two spaced pole pieces 18 welded or screwed, each having a vertically outwardly directed pin 10 exhibit. The pins 10 are symmetrical to Durchgangsbohrhung 16 arranged and preferably have a distance of 16.5 mm.

Der Stecker besitzt innenliegend das Unterteil 2, das aus einem isolierenden abdichtenden hitzebeständigen elastischen weichen Kunststoffmaterial besteht. Dabei weist das Unterteil 2 einen Abdichtstopfenteil 4 und einen axial beabstandeten Abdichtringteil 5 auf, die durch einen schlauch- oder stegförmigen Verbindungsteil 6 miteinander verbunden sind und koaxial den Kontaktstift 1 umfassen und mit diesem fest und druckdicht verbunden sind. Dabei ist der Abdichtstopfenteil 4 zylinderförmig ausgebildet und besitzt vorzugsweise einen Durchmesser von 4,7 mm und wird mit dem Stecker in die Durchgangsbohrung 16 eingesteckt. Unten ist noch eine Phase 19 zur besseren Einführung angebracht, die den Abdichtstopfenteil 4 in eine um mindestens 0,2 mm kleinere Durchgangsbohrung 16 dicht fixiert. Der Abdichtringteil 5 hat einen Außendurchmesser von vorzugsweise 10 mm und liegt mit seiner Ringfläche oben auf dem äußeren Mantelrohr 14 koaxial zur Durchgangsbohrung 16 plan auf und dichtet den Ventilspalt 13 zusätzlich gegen dessen Innendruck ab.The plug has the lower part inside 2 which is made of an insulating sealing heat-resistant elastic soft plastic material. In this case, the lower part 2 a sealing plug part 4 and an axially spaced Abdichtringteil 5 on, by a hose or web-shaped connecting part 6 interconnected and coaxial with the contact pin 1 include and are connected to this firm and pressure-tight. Here is the Abdichtstopfenteil 4 formed cylindrical and preferably has a diameter of 4.7 mm and is with the plug in the through hole 16 plugged in. Below is another phase 19 attached for better insertion, the the sealing plug part 4 in a through hole at least 0.2 mm smaller 16 tightly fixed. The sealing ring part 5 has an outer diameter of preferably 10 mm and lies with its annular surface on top of the outer casing tube 14 coaxial with the through hole 16 plan on and seals the valve gap 13 in addition against its internal pressure.

Ein derartiges Unterteil 2 wird in einem Kunststoffspritzvorgang in einer Form hergestellt, so dass zur Einfüllung der Spritzgießmasse der Abdichtstopfenteil 4 mit dem Abdichtringteil 5 über den schlauchförmigen oder stegförmigen Verbindungsteil 6 axial miteinander verbunden sind.Such a lower part 2 is manufactured in a plastic injection molding process in a mold, so that for filling the injection molding of the sealing plug part 4 with the Abdichtringteil 5 over the tubular or web-shaped connecting part 6 axially connected to each other.

Im Zentrum des Abdichtstopfenteils 4 ist der Kontaktstift 1 mit seinem unteren inneren Ende 25 eingegossen. Der Kontaktstift 1 besteht aus einem gutleitenden Metall, vorzugsweise aus Kupfer oder Messing und endet mit der unteren Abschlussfläche des Abdichtstopfenteils 4, die zum Kontaktstift 1 ebenfalls mit einer Phase 19 versehen ist. Der Kontaktstift 1 hat eine zylindrische Form und besitzt unten vorzugsweise einen Durchmesser von 2 mm, in die von unten eine Sackbohrung 20 eingebracht ist, in der eine metallische Druckfeser 11 als Schraubenfeder eintaucht, die sich im Einbauzustand zur Kontaktgabe auf dem Elektrodenrohr 12 abstützt. Dabei erfordert die Druckfeder wegen des geringen Stromflusses nur eine geringe Querschnittsfläche. Der Kontaktstift 1 ragt axial nach oben über den Abdichtstopfenteil 4 in das Oberteil 3 und aus diesem etwa 3 mm heraus. Dabei enthält der Kontaktstift 1 im Oberteil 3 eine stufenartige Durchmesserverringerung von ca. 2 mm auf 1,5 mm, damit er wegen der Druckkraft der elektrorheologischen Flüssigkeit nicht aus dem Unterteil 2 und dem Oberteil 3 herausgedrückt werden kann.In the center of the sealing plug part 4 is the contact pin 1 with its lower inner end 25 cast. The contact pin 1 consists of a good-conducting metal, preferably copper or brass and terminates with the lower end surface of the Abdichtstopfenteils 4 that to the contact pin 1 also with a phase 19 is provided. The contact pin 1 has a cylindrical shape and bottom preferably has a diameter of 2 mm, in the bottom of a blind hole 20 is introduced, in which a metallic Druckfeser 11 immersed as a helical spring, which in the installed state for contacting on the electrode tube 12 supported. In this case, the compression spring requires only a small cross-sectional area because of the low current flow. The contact pin 1 protrudes axially above the Abdichtstopfenteil 4 in the shell 3 and out of this about 3 mm. In this case, the contact pin 1 in the upper part 3 a step-like reduction in diameter of about 2 mm to 1.5 mm, so he does not because of the pressure of the electrorheological fluid from the bottom 2 and the top 3 can be pushed out.

Axial oberhalb des Unterteils 2 ist das Oberteil 3 angeordnet und mit diesem fest verbunden. Dabei besteht das Oberteil 3 aus einem zylindrischen Mittelteil 8 von ca. 10 mm Durchmesser und einem radial scheibenförmig auskragenden Randteil 7 von vorzugsweise 25 mm Durchmesser, so dass das Randteil 7 den Mittelteil seitlich um ca. 7,5 mm überragt. Auf diesem Randteil 7 sind symmetrisch zum Zentrum zwei nach unten zum Mantelrohr 14 gerichtete metallische Masseanschlussklemmen 9 als Masseanschlusselemente eingelassen, die mit ihren Anschlussteil 23 axial nach oben durch das Randteil 7 geführt sind und mindestens zwei Millimeter über das Randteil 7 zum Anlöten herausragen. Die Masseanschlussklemmen 9 ragen hingegen nach unten mindestens drei Millimeter aus dem Randteil 7 hinaus und enthalten mindestens zwei radial gegenüberliegende eingeknickte Blattfederelemente 21, deren Federkraft aufeinander gerichtet ist und die mit den Anschlussstiften 10 auf dem äußerem Mantelrohr 14 klemmend verbindbar sind.Axially above the lower part 2 is the shell 3 arranged and firmly connected with this. There is the upper part 3 from a cylindrical middle part 8th of about 10 mm in diameter and a radially disc-shaped projecting edge portion 7 preferably 25 mm in diameter, so that the edge part 7 the middle part laterally surmounted by approx. 7.5 mm. On this edge part 7 are symmetrical to the center two down to the casing pipe 14 directed metallic ground connection terminals 9 as ground terminal elements inserted, with their connection part 23 axially upwards through the edge part 7 are guided and at least two millimeters over the edge part 7 stand out for soldering. The ground connection terminals 9 on the other hand, at least three millimeters project down from the edge part 7 in addition and contain at least two radially opposite folded leaf spring elements 21 whose spring force is directed towards each other and those with the pins 10 on the outer jacket pipe 14 clamped connectable.

Das Oberteil 3 mit seinem Mittelteil 8 und seinem auskragenden Randelement 3 besteht aus einem harten isolierenden hitzebeständigen Kunststoffmaterial, das im Spritzgießverfahren herstellbar ist. Dabei wird das Oberteil 3 um das in eine Form eingelegte Unterteil 2, dem eingelegten Kontaktstift 1 und den eingelegten Masseanschlussklemmen 9 mit diesem vergossen, so dass diese Teile durch das Oberteil 3 zu einem Stecker fest miteinander verbunden sind und eine Baueinheit bilden. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, den Stecker durch eine leichte Druckwirkung in die Durchgangsbohrung 16 und auf die Anschlussstifte 10 zu stecken und mit der elektrorheologischen Vorrichtung elektrisch zu verbinden und an dieser dauerhaft zu fixieren.The top 3 with its middle part 8th and its cantilevered edge element 3 consists of a hard insulating heat-resistant plastic material, which can be produced by injection molding. This is the upper part 3 around the lower part inserted into a mold 2 , the inserted contact pin 1 and the inserted ground connection terminals 9 with this shed, leaving these parts through the top 3 are firmly connected to a plug and form a structural unit. This makes it possible in a simple manner, the plug by a slight pressure effect in the through hole 16 and on the pins 10 to plug and electrically connect with the electrorheological device and to fix it permanently.

Zum Anschluss der Hochspannungsquelle 24 sind die Masseanschlussklemmen 9 und der Kontaktstift 1 axial oben aus dem Oberteil herausgeführt. Deshalb kann das Oberteil 3 mit seiner planen flachen Oberseite auf einfache Art mit einer Platine 15 als Schaltplatine eines Hochspannungsnetzteils zusammengeführt und mit der Platine 15 verlötet werden. Dabei wir der Stecker bei der Herstellung des Platine 15 des Hochspannungsnetzteils als Hochspannungsquelle 24 in die dort vorgesehenen Anschlussbohrungen gesteckt und mit den dortigen Leiterbahnen wie die übrigen elektrischen Bauelemente verlötet. Ein derartiger Stecker stellt dann einen Platinenstecker dar, der dann gemeinsam mit dem Hochspannungsnetzteil mit dem Schwingungsdämpfer verbindbar ist. Dann kann gleichzeitig auf der Platine 15 eine notwendige elektronische Kontrollschaltung vorgesehen werden, durch die Funktion der Masseverbindung ständig überprüfbar ist. Deshalb sind vorzugsweise zwei Masseanschlussklemmen 9 vorgesehen, die mit dem geerdeten äußeren Mantelrohr 14 elektrisch verbunden sind. Dadurch ist ein Potenzialunterschied zwischen den beiden Masseanschlussklemmen 9 feststellbar, falls eine Unterbrechung oder eine schlechte Kontaktierung auftritt, so dass die Hochspannung dann automatisch abschaltbar ist. Der Stecker kann auch an ein abgeschirmtes Hochspannungskabel angeschlossen werden, wobei das Oberteil 3 dann von einem zusätzlichen Gehäuseteil abgedeckt werden müsste, das vorzugsweise über mindestens eine Masseanschlussklemme 9 geerdet wird.For connecting the high voltage source 24 are the ground connection terminals 9 and the contact pin 1 axially led out of the top. That's why the top part can 3 with its plane flat top in a simple way with a circuit board 15 merged as a circuit board of a high voltage power supply and with the board 15 be soldered. Here we the plug in the production of the circuit board 15 the high voltage power supply as a high voltage source 24 inserted into the connection holes provided there and soldered to the local conductor tracks as the other electrical components. Such a connector then represents a board connector, which is then connected to the high voltage power supply to the vibration damper. Then you can simultaneously on the board 15 a necessary electronic control circuit are provided by the function of the ground connection is constantly verifiable. Therefore, preferably two ground connection terminals 9 provided with the grounded outer jacket tube 14 are electrically connected. This is a potential difference between the two ground terminal blocks 9 detectable, if an interruption or a bad contact occurs, so that the high voltage is then automatically switched off. The plug can also be connected to a shielded high voltage cable, with the top 3 would then have to be covered by an additional housing part, preferably via at least one ground terminal 9 is grounded.

Ein derartiger Stecker kann auch für beliebige andere elektrorheologische Vorrichtungen verwendet werden, wenn diese unter ihrer äußeren Abdeck- oder Mantelfläche mindestens ein Spalt mit elektrorheologischer Flüssigkeit über einer Elektrode aufweisen. Dabei kann die Abdeck- oder Mantelfläche sowohl plan oder wie bei zylindrischen Außenflächen gerundet sein. Für unterschiedliche elektrorheologische Vorrichtungen sind auch Stecker unterschiedlicher Größe für Durchgangsbohrungen bis 20 mm Durchmesser ausbildbar, wobei aufgrund des hydraulischen Innendrucks möglichst kleine Durchgangsbohrungen vorsehbar sind. Die übrigen Abmessungen der Steckerteile sind dann entsprechend anpassbar.Such a plug can also be used for any other electrorheological devices, if they have under their outer covering or lateral surface at least one gap with electrorheological fluid over an electrode. In this case, the covering or lateral surface can be both flat or rounded as in cylindrical outer surfaces. For different electrorheological devices also plugs of different sizes for through holes up to 20 mm in diameter can be formed, with as small as possible through holes are providable due to the hydraulic internal pressure. The remaining dimensions of the connector parts are then customizable.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 7997392 B2 [0003]

Claims

High-voltage connection device for an electrorheological device, which has a central contact pin ( 1 ) coaxial with an insulating base ( 2 ) and axially with a top ( 3 ), wherein the contact pin ( 1 ) with its upper outer end ( 22 ) with a high voltage source and with its lower inner end ( 25 ) with an electrode ( 12 ) the electrorheological device is connectable and wherein the upper part ( 3 ) at least one ground connection element ( 9 ), which with an outer jacket tube ( 14 ) is electrically connectable to the electrorheological device, characterized in that the interconnected sub ( 2 ) and upper part ( 3 ) is designed as a plug, wherein the lower part ( 2 ) consists of a cylindrical soft-elastic plastic material sealed in a through hole ( 16 ) of the jacket tube ( 14 ) is inserted and above the jacket tube ( 14 ) fixed to the upper part ( 3 ), the upper part ( 3 ) consists of an insulating hard plastic and a projecting edge part ( 7 ), in which at least two spaced pluggable ground connection elements ( 9 ), which are connected to the outer jacket tube ( 14 ) are electrically connectable, wherein in the inner end ( 25 ) of the central contact pin ( 1 ) a compression spring ( 11 ) is fixed.

High-voltage terminal device according to claim 1, characterized in that the lower part ( 2 ) of a cylindrical sealing plug part ( 4 ) and an axially spaced therefrom Abdichtringteil ( 5 ), which is connected by a connecting part ( 6 ), wherein the outer diameter of the Abdichtringteils ( 5 ) is greater than the outer diameter of the Abdichtstopfenteils ( 4 ).

High-voltage terminal device according to claim 1 or 2, characterized in that the upper part ( 3 ) from a cylindrical middle part ( 8th ) and a firmly connected with this projecting edge part ( 7 ), the middle part ( 7 ) fixed to the lower part ( 2 ) connected is.

High voltage terminal device according to one of the preceding claims, characterized in that the contact pin ( 1 ) in the center of the sub ( 2 ) and upper part ( 3 ) is axially aligned and cast into it and with its upper outer end ( 22 ) from the top ( 3 protrudes and with its lower inner end ( 25 ) with the sealing plug part ( 4 ), wherein in the lower inner end ( 25 ) of the contact pin 1 axially a blind hole ( 20 ) is introduced, in which a compression spring ( 11 ) fixed from the lower inner end ( 25 ) of the contact pin ( 1 ) stands out.

High-voltage terminal device according to claim 3, characterized in that symmetrically to the center of the upper part ( 3 ) in the projecting edge part ( 7 ), parallel to the middle part ( 8th ) and on the outer jacket tube ( 14 ) directed two spaced ground connection terminals ( 9 ) are inserted as ground terminal elements, the clamping part of two opposing obtuse bending leaf spring elements ( 21 ) and its connection part ( 23 ) axially by the projecting edge portion ( 7 ) are led out above.

High-voltage connection device according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a board connector, wherein the connecting part ( 23 ) of the ground terminal ( 9 ) and the upper outer end ( 22 ) of the contact pin ( 1 ) have a diameter that corresponds to the diameter of solder holes in circuit boards ( 15 ) and over the flat surface of the top ( 3 ) protrude so far that they are provided in designated soldering holes of the circuit board ( 15 ) are solderable.