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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gegenstand der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen lichtbogenbeständigen
Anschluß und
ein lichtbogenbeständiges
Anschlußpaar
zur Verwendung bei der elektrischen Verbindung mit hohem Spannungswert
in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen, sowie einen Steckverbinder
für Fahrzeuge
(z.B. einen Stecker, ein Verbindungsgehäuse), mit einem derartigen
Anschluß.
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Steckverbinder, welche in einem Kraftfahrzeug
oder dergleichen verwendet werden, können mit einer Häufigkeit
von ungefähr
einmal in mehreren Monaten oder einmal in mehreren Jahren bei der
Wartung und Inspektion des Kraftfahrzeuges oder dergleichen gelöst werden.
Es besteht jedoch die Gefahr, daß zwischen den Anschlüssen des
Steckverbinders in dem Moment, wo sie getrennt werden, eine Lichtbogenentladung
erzeugt wird. Insbesondere in letzten Jahren wurden Fortschritte
gemacht, eine Batteriespannung auf ungefähr 36V Gleichspannung zu erhöhen, anstelle
sie auf die ungefähr
12V Gleichspannung herkömmlicher
Verwendung zu beschränken.
Es besteht daher eine Gefahr, daß ein ziemlich großer Lichtbogen
erzeugt wird. Die Anschlüsse
werden aufgrund eines solchen Lichtbogens beschädigt. Beispielsweise ist ein
männlicher
Anschluß normalerweise
stabförmig
oder plattenförmig
und ist an seinem vorderen Endabschnitt leicht zugespitzt, um die
Ein führung
in einen weiblichen Anschluß zu
erleichtern. Der zugespitzte vordere Endabschnitt wird durch die
wiederholte Verbindung und Trennung des männlichen Anschlusses mit und
von dem weiblichen Anschluß und
der begleiteten wiederholten Lichtbogenentladung angeschmolzen und
ein angeschmolzener Teil kühlt und
härtet
nach einer leichten Bewegung in Richtung eines Basisendes des männlichen
Anschlusses. Somit wird der vordere Endabschnitt rund und beult
sich aus. Mit anderen Worten, es besteht die Möglichkeit, daß der Anschluß erheblich
verformt wird, was zu einem Kontaktfehler führen kann und im schlimmsten
Fall es unmöglich
macht, den männlichen
Anschluß in
den weiblichen Anschluß einzuführen.
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Als Maßnahme zur Vermeidung einer
derartigen Problematik aufgrund einer Lichtbogenentladung offenbart
die japanische ungeprüfte
Patentveröffentlichung
Nr. 2001-266985
(Seiten 2 bis 4) einen männlichen Anschluß, bei dem
ein Widerstandselement, bei dem es unwahrscheinlich ist, daß eine Lichtbogenentladung auftritt,
an der äußeren Oberfläche eines
vorderen Endabschnittes einer leitfähigen Platte angebracht ist,
welche den männlichen
Anschluß bildet
und die leitfähige
Platte ist in Kontakt mit einem weiblichen Anschluß, wenn
der männlichen
Anschluß vollständig mit
dem weiblichen Anschluß verbunden
ist, wobei das Widerstandselement zuletzt von dem weiblichen Anschluß getrennt
wird, wenn die beiden Anschlüsse
getrennt werden, so daß das
Auftreten eine Lichtbogenentladung im Moment des Trennens von männlichen
und weiblichen Anschlüssen
unterdrückt
wird.
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Die obige Veröffentlichung offenbart die
Verwendung von Kohlenstoff und Wolfram als Widerstandselement. Beispielsweise
Wolfram erzeugt jedoch eine Lichtbogenentladung, wenn eine Energieversorgungs-Gleichspannung
eines Schaltkreises 36V hat und ein Strom zwischen den
An schlüssen 30A beträgt. Somit
kann Wolfram nicht für
Anschlüsse
verwendet werden, die in einer Umgebung benutzt werden, wo für die Zukunft
Spannung und Strom weiter erhöht
werden. Im Fall der Verwendung von Kohlenstoff als Widerstandselement
ist die Anhaftung an der leitfähigen
Platte niedrig und ein derartiges Widerstandselement kann sich von
der leitfähigen
Platte lösen,
um die leitfähige
Platte freizulegen. Es gibt somit eine Notwendigkeit für eine Gegenmaßnahme,
um das Auftreten einer Lichtbogenentladung noch sicherer zu unterdrücken.
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Angesichts der obigen Probleme ist
es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen lichtbogenbeständigen Anschluß und ein
lichtbogenbeständiges
Anschlußpaar
zu schaffen, welcher bzw. welches in der Lage ist, das Auftreten
einer Lichtbogenentladung wirksam zu unterdrücken, auch in einer Bedingung
mit hoher Spannung/hohem Strom, welche eine Lichtbogenentladung
erzeugen würde,
sowie einen Steckverbinder für
Fahrzeuge, der mit so einem Anschluß ausgestattet ist.
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Die vorliegende Erfindung richtet
sich auf einen 1ichtbogenbeständigen
Anschluß,
der elektrisch mit einem anderen Anschluß an einem Kontaktabschnitt
hiervon durch Eingriff mit dem anderen Anschluß verbunden wird, wobei wenigstens
ein Teil einer äußeren Oberfläche eines
zuletzt wirkenden Kontaktabschnittes des lichtbogenbeständigen Anschlusses
aus einem lichtbogenbeständigen
Material gefertigt ist, welches hauptsächlich Titan enthält, vorausgesetzt,
daß der
zuletzt wirkende Kontaktabschnitt einen Abschnitt bedeutet, der zuletzt
von dem anderen Anschluß bei
Trennen des lichtbogenbeständigen
Anschlusses von dem anderen Anschluß getrennt wird.
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Allgemein kann das Auftreten einer
Lichtbogenentladung unterdrückt
werden, indem der zuletzt wirkende Kontaktabschnitt eines Anschlusses
aus dem lichtbogenbeständigen
Material gemacht wird, welches hauptsächlich Titan enthält, da die
Lichtbogenentladung auftritt, wenn der zuletzt wirkende Kontaktabschnitt des
einen Anschlusses von dem anderen Anschluß getrennt wird (hierin eingeführt wird).
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Der Titangehalt des lichtbogenbeständigen Materials
beträgt
bevorzugt 95 Gewichts-% oder mehr, da eine bessere Lichtbogenbeständigkeit
erhalten werden kann, wenn die Reinheit des Titananteils erhöht wird. Das
lichtbogenbeständige
Material, welches hauptsächlich
Titan enthält,
kann jedoch die elektrische Leitfähigkeit des Anschlusses insgesamt
verringern, da es niedrige elektrische Leitfähigkeit hat. Infolgedessen
ist es bevorzugt, daß ein
Basismaterial des Anschlusses aus Kupfer, einer Kupferlegierung,
Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder einem ähnlichen Material mit hoher
elektrischer Leitfähigkeit
gefertigt wird. Wenn weiterhin der lichtbogenbeständige Anschluß mit dem
anderen Anschluß verbunden
wird, ist ein Teil hiervon, der aus dem Basismaterial gefertigt
ist, bevorzugt in Kontakt mit dem anderen Anschluß für die elektrische
Verbindung. Weiterhin bevorzugt können die lichtbogenbeständigen Anschlüsse als
ein lichtbogenbeständiges
Anschlußpaar
mit einem männlichen
Anschluß und
einem weiblichen Anschluß verwendet
werden, die miteinander verbindbar sind, wobei die zuletzt wirkenden
Kontaktabschnitte der beiden Anschlüsse voneinander bei Trennung der
beiden Anschlüsse
getrennt werden. Weiterhin kann der lichtbogenbeständige Anschluß bevorzugt
in einem Steckverbinder für
Fahrzeuge verwendet werden.
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Diese und andere Einzelheiten, Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser beim
Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
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1 ist
eine schematische perspektivische Darstellung, welche ein Anschlußpaar gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2A ist
eine Draufsicht auf ein Streifenbeschichtungsmaterial als ein Material
für männliche
und weibliche Anschlüsse
des Anschlußpaares
und 2B ist ein Schnitt
entlang 2B-2B von 2A;
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3 ist
eine geschnittene Vorderansicht eines Verbindungszustandes des Anschlußpaares,
gesehen vom Vorderende des weiblichen Anschlusses her;
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4 ist
ein Schnitt entlang 4-4 in 3;
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5 ist
eine schematische perspektivische Darstellung eines männlichen
Anschlusses gemäß der Erfindung;
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6 ist
eine schematische perspektivische Ansicht eines Beispiels eines
Steckverbinders gemäß der Erfindung;
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7 ist
eine schematische perspektivische Ansicht eines Beispiels eines
elektrischen Verbindergehäuses
gemäß der Erfindung;
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8 ist
eine perspektivische Teilansicht, welche vergrößert einen Batterieanschluß gemäß der Erfindung
zeigt;
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9 ist
eine schematische perspektivische Darstellung eines Zustands, in
welchem der erfindungsgemäße Anschluß als Steckverbinderabschnitt
in einem Motor verwendet wird; und
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10 ist
ein Schaltkreisdiagramm eines Experiments für die Lichtbogenüberschlags-Widerstandseigenschaft.
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BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Der erfindungsgemäße lichtbogenbeständige Anschluß ist ein
Anschluß zur
elektrischen Verbindung mit einem anderen Anschluß an seinem
Kontaktabschnitt bei einer Verbindung mit dem anderen Anschluß und zeichnet
sich dadurch aus, daß wenigstens
ein äußerer Oberflächenteil
des zuletzt wirkenden Kontaktabschnittes aus einem lichtbogenbeständigen Material
gefertigt ist. Genauer gesagt, da die Lichtbogenentladung auftritt,
wenn der eine Anschluß von
dem anderen Anschluß getrennt
wird (hiermit zusammengefügt
wird), wird Aufmerksamkeit auf einen zuletzt wirkenden Kontaktabschnitt
eines elektrischen Kontaktabschnittes eines Anschlusses gerichtet.
Hierbei ist der elektrische Kontaktabschnitt ein Abschnitt des Anschlusses,
der mit dem anderen Anschluß verbunden
wird, wenn der eine und der andere Anschluß verbunden werden. Der zuletzt wirkende
Kontaktabschnitt ist ein Teil des elektrischen Kontaktabschnittes
und bedeutet den Abschnitt, der zuletzt vom anderen Anschluß getrennt
wird, wenn der lichtbogenbeständige
Anschluß von
dem anderen Anschluß getrennt
wird. Wenn wenigstens der äußere Oberflächenteil
eines derartigen zuletzt wirkenden Kontaktabschnittes aus dem Material
gefertigt ist, welches gute Lichtbogenbeständigkeit hat und hauptsächlich Titan
enthält,
kann das Auftreten der Lichtbogenentladung unterdrückt werden.
Es ist ausreichend, wenigstens den äußeren Oberflächenteil
des zuletzt wirkenden Kontaktabschnittes aus dem lichtbogenbeständigen Material
zu machen; Teile des zuletzt wirkenden Kontaktabschnittes anders
als der äußere Oberflächenteil
können ebenfalls
aus dem lichtbogenbeständigen
Material gemacht werden. Wenn beispielsweise der zuletzt wirkende Kontaktabschnitt
eine Schicht ist, welche eine festgelegte Dicke hat und auf der äußeren Oberfläche des
elektrischen Kontaktabschnittes des Anschlusses vorhanden ist, kann
nicht nur die äußere Oberfläche des
zuletzt wirkenden Kontaktabschnittes sondern auch die gesamte Schicht
aus dem Material gemacht werden, welches hauptsächlich Titan enthält. In der
vorliegenden Erfindung ist es ausreichend, daß wenigstens der zuletzt wirkende
Kontaktabschnitt aus dem lichtbogenbeständigen Material ist und ein
Teil (nachfolgend auch als "Hauptkörper des
elektrischen Kontaktabschnittes" bezeichnet)
des elektrischen Kontaktabschnittes anders als der zuletzt wirkende
Kontaktabschnitt kann aus dem lichtbogenbeständigen Material sein. Auch
in so einem Fall kann ein Auftreten der Lichtbogenentladung unterdrückt werden,
wenn der zuletzt wirkende Kontaktabschnitt aus dem lichtbogenbeständigen Material
ist. Es ist nicht bevorzugt, den gesamten elektrischen Kontaktabschnit
aus dem lichtbogenbeständigen
Material zu machen, da die elektrische Leitfähigkeit des gesamten Anschlusses
verringert werden würde.
Somit ist es in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, daß der zuletzt
wirkende Kontaktabschnitt aus dem lichtbogenbeständigen Material örtlich in
dem elektrischen Kontaktabschnitt des Anschlusses vorgesehen ist,
so daß der
Hauptkörper
des elektrischen Kontaktabschnittes in der Lage ist, in Kontakt
mit einem Kontaktteil des anderen Anschlusses für eine elektrische Verbindung
zu gelangen, wenn der Anschluß mit
dem anderen Anschluß in
Eingriff gelangt.
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Nachfolgend wird das lichtbogenbeständige Material,
welches den zuletzt wirkenden Kontaktabschnitt bildet, beschrieben.
Das lichtbogenbeständige
Material ist nicht speziell beschränkt, jedoch unter der Voraussetzung,
daß es
hauptsächlich
Titan enthält.
Es ist wünschenswert,
daß der
Titangehalt des lichtbogenbeständigen
Materials bei 95 Gewichts-% oder mehr liegt, bevorzugt 99 Gewichts-%
oder höher
und besonders bevorzugt 99,5 Gewichts-% oder höher. wie später beschrieben wird, hat das
lichtbogenbeständige
Material, welches hauptsächlich
das Titan enthält,
die Eigenschaft, daß keine
Lichtbogenentladung auftritt, auch unter der sehr schweren Bedingung,
daß eine
Zwischenanschluß-Spannung 36v beträgt und ein
Zwischenanschluß-Strom 40 bis 60A beträgt. Das
Grundmaterial des erfindungsgemäßen Anschlusses
ist nicht besonders beschränkt,
ist jedoch bevorzugt ein Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit.
Da das lichtbogenbeständige Material,
welches den zuletzt wirkenden Kontaktabschnitt bildet, die elektrische
Leitfähigkeit
des Anschlusses insgesamt verringern kann, wie oben beschrieben,
kann eine Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit des gesamten Anschlusses
unterdrückt
werden, wenn das Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit
als Grundmaterial des Anschlusses verwendet wird.
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Beispielsweise kann Kupfer (reines
Kupfer), eine Kupferlegierung, Aluminium (reines Aluminium), eine Aluminiumlegierung
oder dergleichen als Grundmaterial des Anschlusses verwendet werden.
Das Grundmaterial ist bevorzugt Kupfer (reines Kupfer) oder eine
Kupferlegierung. Es sei festzuhalten, daß das reine Kupfer und das
reine Aluminium sogenanntes reines Kupfer und reines Aluminium sind
und unvermeidbare Verunreinigungen enthalten können.
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Die Kupferlegierung ist nicht besonders
beschränkt,
vorausgesetzt, daß es
allgemein als Anschlußmaterial
ver wendet wird. Es kann eine Cu-Mg-P-Legierung, eine Cu-Fe-P-Legierung, eine
Cu-Sn-Legierung, eine Cu-Sn-Fe-P-Legierung, eine Cu-Zn-Legierung
oder dergleichen sein. Beispielsweise können die folgenden Kupferlegierungen
verwendet werden:
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- (1) Sn: 1,8 bis 2,2 Gewichts-%, Fe: 0,05 bis
0,15 Gewichts-%, P: 0,025 bis 0,04 Gewichts-%, Rest: Cu und unvermeidbare
Verunreinigungen;
- (2) Ni: 1 Gewichts-% oder weniger, Sn: 0,9 Gewichts-% oder weniger,
P: 0,05 Gewichts-% oder weniger, Rest: Cu und unvermeidbare Verunreinigungen;
- (3) Sn: 1,7 Gewichts-% oder weniger, Fe: 0,15 Gewichts-% oder
weniger, Zn: 0,1 Gewichts-% oder weniger, P: 0,05 Gewichts-% oder
weniger, Rest: Cu und unvermeidbare Verunreinigungen;
- (4) Sn: ungefähr
6 Gewichts-% oder weniger, P: 0,06 Gewichts-% oder weniger, Rest:
Cu und unvermeidbare Verunreinigungen;
- (5) Ag: 0,6 Gewichts-% oder weniger, P: 0,06 Gewichts-% oder
weniger, Rest: Cu und unvermeidbare Verunreinigungen;
- (6) Mg: 0,7 Gewichts-% oder weniger, P: 0,005 Gewichts-% oder
weniger, Rest: Cu und unvermeidbare Verunreinigungen;
- (7) Be: 2 Gewichts-% oder weniger, P: 0,06 Gewichts-% oder weniger,
Rest: Cu und unvermeidbare Verunreinigungen;
- (8) Zn: 5 bis 40 Gewichts-%, Rest: Cu und unvermeidbare Verunreinigungen;
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Die Aluminiumlegierung kann beispielsweise
eine Al-Cu-Legierung,
eine Al-Si-Legierung, eine Al-Cu-Si-Legierung oder dergleichen sein.
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Nachfolgend wird die vorliegende
Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben,
ist jedoch nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt. 1 ist eine schematische perspektivische
Darstellung, welche den Fall zeigt, in welchem die 1ichtbogenbeständigen Anschlüsse der
vorliegenden Erfindung als weiblicher Anschluß 10 und als männlicher
Anschluß 20 verwendet
werden, welche Steckverbinderanschlüsse für ein Fahrzeug sind. Der weibliche
Anschluß 10 ist
einstöckig
mit einer Bodenwand 12 ausgebildet, welche sich in Vorwärts- und
Rückwärtsrichtungen
erstreckt, sowie mit einer Isolatorhülse 14, einer Leiterhülse 15 und
einem Anschlußverbindungsabschnitt 16,
welche nacheinander entlang der Bodenwand 12 von der Rückseite
her angeordnet sind. Ein Paar von linken und rechten langgestreckten
Vorsprüngen 13 steht
von der oberen Oberfläche
der Bodenwand 12 nach oben vor. Die jeweiligen langgestreckten
Vorsprünge 13 erstrecken
sich über
eine festgelegte Länge
ausgehend von einer Position leicht beabstandet hinterhalb der vorderen
Endfläche
der Bodenwand 12 nach hinten, um den männlichen Anschluß 20 (genauer
gesagt eine männliche
Anschlußzunge 22)
aufzunehmen, welche in den weiblichen Anschluß 10 eingeführt wird.
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Sowohl die Isolatorhülse 14 als
auch die Leiterhülse 15 weisen
ein Paar von linken und rechten Halteteilen auf, welche sich von
linken und rechten Ecken der Bodenwand 12 aus erstrecken
und es erfolgt eine Befestigung an einem Ende eines isolierten Drahtes 30,
bei dem ein Lei ter 32 von einer isolierenden Beschichtung 34 abgedeckt
ist, wie in 1 gezeigt.
Genauer gesagt, die Leiterhülse 15 wird
gecrimpt, um den Leiter 32 von außen her festzuhalten, der am
Ende des isolierten Drahtes 30 freiliegt, wohingegen die
Isolatorhülse 14 gecrimpt
wird, um von außen
her den isolierenden Überzug 34 festzuhalten.
Die Zunge 22 des zugehörigen männlichen
Anschlusses 20 wird von ihrem Vorderende her in den Anschlußverbindungsabschnitt 16 eingeführt, der
in einen vorderen Anschlußendabschnitt 18 und
einen Anschlußhauptkörper 17 unterteilt
ist, der hinter dem vorderen Endabschnitt 18 liegt.
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Andererseits beinhaltet der männliche
Anschluß 20 eine
Isolierhülse
und eine Leiterhülse
(nicht gezeigt), welche völlig ähnlich zu
der Isolierhülse 14 und
der Leiterhülse 15 des
weiblichen Anschlusses 10 sind und an seinem Vorderende
ist die plattenförmige
Zunge 22 ausgebildet.
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In dieser Ausführungsform bilden der Anschlußverbindungsabschnitt 16 des
weiblichen Anschlusses 10 und die Zunge 22 des
männlichen
Anschlusses 20 elektrische Kontaktabschnitte. Beim Trennen
des männlichen
Anschlusses 20 vom weiblichen Anschluß 10 dient ein Teil
des weiblichen Anschlusses 10, der zuletzt getrennt wird,
d. h. die innere Seite (schraffierter Abschnitt) des vorderen Endabschnittes 18 des
weiblichen Anschlusses 10 als zuletzt wirkender Kontaktabschnitt
wird aus einem lichtbogenbeständigen
Material gemacht, der hauptsächlich
Titan (Ti) enthält.
Im männlichen
Anschluß 20 dient
der vordere Endabschnitt (schraffierter Abschnitt) des vorderen
Endabschnittes 18 des weiblichen Anschlusses 10 als
zuletzt wirkender Kontaktabschnitt und ein derartiger zuletzt wirkender
Kontaktabschnitt wird aus einem lichtbogenbeständigen Material gemacht, der
hauptsächlich
Titan (Ti) enthält.
Im männlichen
Anschluß 20 dient
der vordere End abschnitt (schraffierter Abschnitt) der Zunge 22 als
zuletzt wirkender Kontaktabschnitt, der aus einem lichtbogenbeständigen Material
gemacht ist, welches hauptsächlich
Ti enthält.
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Beide Anschlüsse 10 und 20 können durch
Biegen von Streifenmaterialien gebildet werden, wie in 2 gezeigt, die in geeigneten
Formen ausgestanzt worden sind. Dieses streifenförmig beschichtete Material wird
gebildet durch Anbringen einer streifenförmigen Schicht L2 aus dem 1ichtbogenbeständigen Material,
das hauptsächlich
Ti enthält
(nachfolgend "lichtbogenbeständige Schicht" genannt) entlang
einer Kante in einem bestimmten Bereich (Bereich nahe einem seitlichen
Ende einer leitfähigen
Schicht L1 im gezeigten Beispiel) der leitfähigen Schicht L1, die aus einem
leitfähigen
Material gemacht ist, wonach die beiden Schichten L1 und L2 durch
Aufrollen, heißhydrostatische
Extrusion oder dergleichen zusammengefügt werden. Beispielsweise wird
ein Titanstreifen-Beschichtungsmaterial mit reinem Kupfer oder einer
Kupferlegierung als leitfähiges
Material bevorzugt als streifenförmig
beschichtetes Material verwendet. In der vorliegenden Erfindung
kann die festgelegte Dicke der beiden Schichten L1 und L2 geeignet
festgesetzt werden, wobei beide Schichten die gleiche Dicke haben
können
oder die Schicht L2 aus dem lichtbogenbeständigen Material dünner als
die leitfähige L1
sein kann. Allgemein ist es ausreichend, die Dicken der jeweiligen
Schichten in einem Bereich von z. B. 0,1 bis 0,2 mm zu legen.
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Die beiden Anschlüsse 10 und 20 werden
gebildet durch Stanzen des streifenförmig beschichteten Materials
so, daß ein
Abschnitt hiervon, in welchem die lichtbogenbeständige Schicht L2 liegt (gestrichelter
Abschnitt in 1) an dem
zuletzt wirkenden Kontaktabschnitt des Anschlusses zu liegen kommt
und danach wird das ausge stanzte streifenförmig beschichtete Material
gebogen. 3 ist eine
Vorder-Schnittansicht eines Verbindungszustandes der beiden Anschlüsse, gesehen
vom Vorderende des weiblichen Anschlusses 10 her und 4 ist ein Schnitt entlang
4-4 in 3. Wie in 3 gezeigt, ist die lichtbogenbeständige Schicht L2,
welche hauptsächlich
Ti enthält,
an der Innenseite des vorderen Endabschnittes 18 im weiblichen
Anschluß 10 angeordnet.
Der weibliche Anschluß 10 ist
einstöckig
mit aufrechten Wänden 18a (17a)
ausgebildet, welche von gegenüberliegenden
linken und rechten Kanten der Bodenwand 12 hochstehen,
sowie mit elastischen Teilen 18b, 17b, welche
sich schräg
nach innen in Richtung des Bodens von den oberen Enden der jeweiligen aufrechten
Wände 18a (17a)
erstrecken. Vordere Endabschnitte 18c (17c) der
jeweiligen elastischen Teile 18b (17b) sind in
eine Richtung (nach oben im gezeigten Beispiel) weg vom männlichen
Anschluß 20 gebogen
(genauer gesagt von der Zunge 22) der in den Anschlußverbindungsabschnitt 16 einzufügen ist
und Teile (nach unten vorstehende Teile an den untersten Abschnitten)
der vorderen Endabschnitte 18c (17c), welche in
Richtung der Grundenden von den vorderen Endflächen beabstandet sind, gelangen
in Kontakt mit der Zunge 22 des männlichen Anschlusses 20.
Ein Krümmungsradius
R (vergleiche 3) von
gebogenen Abschnitten zwischen den aufrechtstehenden Wandabschnitten 18a (17a)
und den elastischen Teilen 18b (17b) wird auf
einen so großen
Wert gesetzt, daß in
der 1ichtbogenbeständigen
Schicht L2 keine Risse entstehen.
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Weiterhin ist gemäß 4 die lichtbogenbeständige Schicht L2 an der inneren
Endoberfläche
der Bodenwand 12 angeordnet und an dem vorderen Endabschnitt 18 des
weiblichen Anschlusses 10 an der Öffnungsseite. Die innere Endoberfläche an der Öffnungsseite
ist so abgeschrägt,
daß die Öffnung in
Richtung des Vorderendes aufgeweitet ist und zwar durch ein sogenanntes
Winkelpressen (oder durch Biegen). Die Zunge 22 des männlichen
Anschlusses wird gebildet durch Rückfalten der linken und rechten
Seiten eines breiteren Teils des ausgestanzten streifenförmig beschichteten
Materials im wesentlichen um 180°,
so daß die lichtbogenbeständige Schicht
L2 an der Außenseite
der leitfähigen
Schicht L1 liegt und sich die doppelte Dicke des Beschichtungsmaterials
ergibt. Diese Dicke ist etwas größer als
ein vertikaler Abstand zwischen den Anschlußkontaktabschnitten (nach unten
vorstehenden Teilen der vorderen Endabschnitte 17c und 18c an
den untersten Positionen des weiblichen Anschlusses) und den langgestreckten
Vorsprüngen 13 in
einem Zustand, wenn der vordere Endabschnitt 18 und der
Anschlußhauptkörper 17 nicht
elastisch verformt sind.
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Die Zunge 22 hat eine Länge, die
ausreichend größer als
die Breite der Schicht L2 aus dem lichtbogenbeständigen Material (siehe 1). Infolgedessen ist bei
dieser Zunge 22 die lichtbogenbeständige Schicht L2 nur am Vorderende
ausgebildet und ein Teil hiervon hinter der 1ichtbogenbeständigen Schicht
L2 bildet einen elektrischen Kontaktabschnitt-Hauptkörper (leitfähige Schicht
L1). Wenn die Anschlüsse 10 und 20 vollständig miteinander
verbunden sind, sind der elektrische Kontaktabschnitt-Hauptkörper (leitfähige Schicht
L1) der Zunge 22 und derjenige des weiblichen Anschlusses 10 direkt
in Kontakt, um eine elektrische Verbindung zu bilden (siehe 4). Weiterhin ist gemäß 4 die lichtbogenbeständige Schicht
L2 an der äußeren Oberfläche des
vorderen Endabschnittes der Zunge 22 durch einen sogenannten
Winkelpreßvorgang so
abgeschrägt,
daß die
Dicke des vorderen Endabschnittes der Zunge 22 in Richtung
des Vorderendes allmählich
abnimmt. Durch diese Behandlung kann verhindert werden, daß die leitfähige Schicht
L1 am vorderen Endabschnitt der Zunge 22 freiliegt.
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In der vorliegenden Erfindung muß die Zunge 22 nicht
einstöckig
mit dem Hauptkörper
des männlichen Anschlusses 20 sein
und kann beispielsweise ein abnehmbares separates Teil sein. In
diesem Fall ist beispielsweise der abnehmbare separate Teil vollständig oder
teilweise aus dem lichtbogenbeständigen
Material gemacht, welches hauptsächlich
Ti enthält. 5 ist eine schematische
perspektivische Ansicht eines anderen Beispiels des männlichen
Anschlusses gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei ein Hauptkörper 72 und eine
Zunge 22 (mit 71a in 5 bezeichnet) eines männlichen Anschlusses 70 separate
Teile sind. In dem Zustand von 5 ist
die abnehmbare Zunge 22 (71a) aus dem lichtbogenbeständigen Material,
welches hauptsächlich
Ti enthält
gefertigt und kann in den Anschlußhauptkörper 72 eingebracht
werden, in dem sie in einen elektrischen Kontaktabschnitt-Hauptkörper 71b eingesetzt
wird, der im wesentlichen Röhrenform
hat, wobei dann dieser röhrenförmige Hauptkörper 71b zusammengepreßt wird.
In dieser Ausführungsform
bildet ein vorderer Endabschnitt 74 der Zunge 22 (71a)
einen zuletzt wirkenden Kontaktabschnitt des männlichen Anschlusses 70, um
das Auftreten einer Lichtbogenentladung zu unterdrücken und
der elektrische Kontaktabschnitt-Hauptkörper 71b gelangt in
Kontakt mit dem elektrischen Kontaktabschnitt des weiblichen Anschlusses 10 für eine elektrische
Verbindung hiermit. Obgleich die Zunge 22 (71a)
in der Ausgestaltung von 5 aus dem
lichtbogenbeständigen
Material ist, welches hauptsächlich
Ti enthält,
kann beispielsweise nur der vordere Endabschnitt 74 hiervon
aus so einem lichtbogenbeständigen
Material sein. In jedem Fall ist der zuletzt wirkende Kontaktabschnitt
des männlichen
Anschlusses 70 aus dem lichtbogenbeständigen Material, welches hauptsächlich Ti
enthält.
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Für
das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen lichtbogenbeständigen Anschlusses
gibt es keine be sonderen Einschränkungen.
Wie oben erwähnt
kann es ein Verfahren sein, bei dem das beschichtete Material aus
dem 1ichtbogenbeständigen
Material mit hauptsächlich
Ti und das leitfähige
Material in eine festgelegte Anschlußform ausgestanzt und gebogen
werden, so daß der
zuletzt wirkende Kontaktabschnitt des Anschlusses aus dem lichtbogenbeständigen Material
besteht, das hauptsächlich
Ti enthält;
ein Verfahren, bei dem ein Teil (Zunge) aus dem 1ichtbogenbeständigen Material
besteht, welches hauptsächlich
Ti enthält
kann verwendet werden und in Eingriff mit einem Basismaterial des
elektrischen Kontaktabschnittes gebracht werden, so daß dieser
Teil (Zunge) der zuletzt wirkende Kontaktabschnitt wird. Eine Oberflächenbehandlung,
beispielsweise eine Plattierung mit Zinn (Sn) kann auf den äußeren Oberflächen des
lichtbogenständigen
Anschlusses und des lichtbogenbeständigen Anschlußpaares
gemäß der vorliegenden
Erfindung angewendet werden. Die Oberflächenbehandlung, beispielsweise
die Sn-Plattierung kann auf der gesamten äußeren Oberfläche des
elektrischen Kontaktabschnitt-Hauptkörpers (äußere Oberfläche des elektrischen Kontaktabschnittes
ausschließlich
des zuletzt wirkenden Kontaktabschnittes) angewendet werden. Die
Dicke der Oberflächenbehandlungsschicht,
beispielsweise der Sn-Plattierungsschicht liegt normalerweise bei
ungefähr
5 um oder weniger, da die Sn-Plattierungsschicht oder dergleichen
mit dieser Dicke die Lichtbogenentladung nicht beeinflußt.
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Der erfindungsgemäße lichtbogenbeständige Anschluß kann beispielsweise
als männlicher
Anschluß oder
als weiblicher Anschluß ausgeführt werden,
welche miteinander verbindbar sind und welche als lichtbogenbeständiges Anschlußpaar verwendet
werden. Der erfindungsgemäße lichtbogenbeständige Anschluß wird beispielsweise
in Verbindern für
Fahrzeuge verwendet, beispielsweise elektrischen Verbindergehäusen (Verteilergehäusen etc.),
welche Steck verbinderabschnitte, Relais und Motore haben, welche
Verbinderabschnitte für
die Verbindung mit externen Schaltkreisen haben. Es sei feszuhalten,
daß die
Verbinderabschnitte für
die Verbindung mit externen Schaltkreisen in die Hauptkörper der
Relais, der Motoren etc. eingebaut sein können.
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6 ist
eine schematische perspektivische Darstellung einer Verbinderanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Genauer gesagt, ein männlicher
Anschluß mit
einer Mehrzahl (in diesem Beispiel 2) männlichen Zungen 52 (männlichen
elektrischen Kontaktabschnitten) ist in einem Verbinder 50 aufgenommen,
wohingegen ein weiblicher Anschluß, der mit dem männlichen
Anschluß verbindbar
ist und eine Mehrzahl von weiblichen elektrischen Kontaktabschnitten
hat, in dem anderen Verbinder 53 aufgenommen ist. Die Verbinder 50 und 53 werden
verbunden, wenn die männlichen
und weiblichen Anschlüsse
verbunden sind. In einer solchen Verbinderanordnung kann ebenfalls
ein guter Lichtbogenunterdrückungseffekt
erhalten werden, indem der erfindungsgemäße Anschluß als wenigstens einer (bevorzugt
beide) von männlichen
und weiblichen Anschlüssen
verwendet wird.
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7 ist
eine schematische perspektivische Darstellung eines Beispiels eines
elektrischen Verbindergehäuses
gemäß der Erfindung.
In dem elektrischen Verbindergehäuse 80 dieser
Ausführungsform
ist ein Busschienenanordnungsabschnitt aufgenommen und eine Mehrzahl
von (in diesem Beispiel 3) Verbinderabschnitten 81,
welche in Kontakt mit dem Busschienenanordnungsabschnitt sind und
zur Außenseite
hin vorstehen, sind vorgesehen. Jeder Verbinderabschnitt 81 ist
in einer Haube 82 aufgenommen, welche an einem Gehäuse des
elektrischen Verbindergehäuses 80 aufgenommen
ist und in welche Anschlüsse
von dem Busschienenanordnungsabschnitt vorstehen. Auch bei einem
derarti gen elektrischen Verbindergehäuse kann ein guter Lichtbogenunterdrückungseffekt
erhalten werden, indem der erfindungsgemäße Anschluß wenigstens entweder als Anschluß der Verbinderabschnitte 81 oder
der Verbinder 83 verwendet wird (bevorzugt beide). 8 ist eine schematische
perspektivische Ansicht, welche den Fall zeigt, bei dem die erfindungsgemäßen lichtbogenbeständigen Anschlüsse als
Batterieanschlüsse
verwendet werden. Ein guter Lichtbogenunterdrückungseffekt kann erhalten
werden, indem der erfindungsgemäße Anschluß wenigstens
entweder als Batterieverbindungsanschluß 92 oder als Elektrodenanschluß 90 einer
Batterie (bevorzugt beide) verwendet wird.
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9 ist
eine schematische perspektivische Darstellung, welche den Fall zeigt,
bei dem der erfindungsgemäße 1ichtbogenbeständige Anschluß in einem
Motor verwendet wird, bei dem ein Verbinderabschnitt 110 zur
Verbindung mit einem externen Schaltkreis verwendet wird. Der Verbinderabschnitt 110 ist
in ein Motorhauptgehäuse 112 eingebaut,
wobei der erfindungsgemäße lichtbogenbeständige Anschluß in geeigneter
Weise als Anschluß 111 des
Verbinderabschnittes 110 verwendet werden kann.
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Der lichtbogenbeständige Anschluß, das lichtbogenbeständige Anschlußpaar und
der Steckverbinder für
Fahrzeuge gemäß der vorliegenden
Erfindung sind nicht in besonderer Weise eingeschränkt. Jedoch
werden sie in geeigneter Weise bei Anwendungen verwendet, bei denen
eine Zwischenanschluß-Spannung
unmittelbar nach Trennung der Anschlüsse (kann einfach "Zwischenanschlußspannung" genannt werden)
12V bis 60V Gleichspannung (bevorzugt 24V bis 60V, insbesondere
36V bis 42V) beträgt
und ein Zwischenanschlußstrom
während
des Kontakts (einfach "Zwischenanschlußstrom" genannt) 5A bis
60A (bevorzugt 30A bis 60A, insbesondere 40A bis 50A) beträgt und noch
bevorzugter bei einer Anwendung bei der die Zwischenan schlußspannung
36v (± 1V)
Gleichspannung beträgt
und der Zwischenanschlußstrom
5A bis 60A (bevorzugt 30A bis 60A, insbesondere 40A bis 60A) beträgt. Die
numerischen Bereiche der Zwischenanschlußspannung und des Zwischenanschlußstroms
können
abhängig
von der Art des Basismaterials des elektrischen Kontaktabschnitt-Hauptkörpers des
Anschlusses ausgewählt
werden. Beispielsweise tritt bei einem Anschluß, der Messing (Cu/Zn) als
Basismaterial für
den elektrischen Kontaktabschnitt-Hauptkörper verwendet eine Lichtbogenentladung
auch in dem Fall auf, bei dem die Zwischenanschlußspannung
36V (± 1V)
Gleichspannung und der Zwischenanschlußstrom 10A beträgt. Weiterhin
tritt bei einem Anschluß,
der Kupfer oder eine Kupferlegierung als Basismaterial des elektrischen
Kontaktabschnitt-Hauptkörpers
verwendet, eine Lichtbogenentladung in dem Fall auf, in dem die
Zwischenanschlußspannung
36V (± 1V)
Gleichspannung und der Zwischenanschlußstrom 40A bis 60A beträgt. In jedem
Fall kann das Auftreten der Lichtbogenentladung wirksam unterdrückt werden,
wenn ein zuletzt wirkender Kontaktabschnitt aus einem lichtbogenbeständigen Material
besteht, welches hauptsächlich
Ti enthält.
Eine Trenngeschwindigkeit der Anschlüsse ist nicht besonders beschränkt. Ein
Auftreten der Lichtbogenentladung kann sicher beispielsweise dann
unterdrückt
werden, wenn die Trenngeschwindigkeit innerhalb eines Bereiches
von ungefähr
30 bis 600 mm/min liegt, (insbesondere bei ungefähr 40 bis 55 mm/min).
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BEISPIELE
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Die folgenden Beispiele zeigen die
vorliegende Erfindung, jedoch sind diese Beispiele gedacht, die
Erfindung darzustellen und dienen nicht dazu, den Umfang der vorliegenden
Erfindung zu beschränken.
Viele Änderungen
und Abwandlungen solcher Beispiele sind vorhanden, ohne vom Umfang
der Erfindung abzuweichen. Solche Änderungen und Modifikationen
sollen innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen.
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BEISPIEL 1 (Lichtbogenentladungs-Beständigkeitseigenschaft
des lichtbogenbeständigen
Materials, welches hauptsächlich
Ti enthält)
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Zwei runde stabförmige Anschlußmodelle
(Durchmesser: ungefähr
2,3 mn) aus Ti (Reinheit von 99,5 Gewichts-% oder höher) wurden
verwendet. Diese beiden Anschlüsse
wurden mit einer Trenngeschwindigkeit von 100 mm/min unter einem
Zustand getrennt, bei dem die Zwischenanschlußspannung 36V Gleichspannung und
der Zwischenanschlußstrom
40A bis 60A betrug und das Auftreten einer Lichtbogenentladung wurde durch
einen Schaltkreis gemäß
10 bestätigt. Genauer gesagt, der männliche
Anschluß
20 und
der weibliche Anschluß
10 wurden
in Kontakt miteinander gebracht (verbunden), um mit einer Batterie
100 verbunden zu
sein, ein variabler Widerstand
101 liegt zwischen der Batterie
100 und
den Anschlüssen
10 und
20 zur
Steuerung eines Stromwertes, der durch den Schaltkreis fließt. Der
Stromwert, der durch den Schaltkreis fließt, wurde meßbar gemacht
durch Bereitstellen eines Shunt-Widerstands (Standards: 50 mV/50A)
zwischen der Batterie
100 und den beiden Anschlüssen
10 und
20 und
durch Bereitstellen eines Oszilloskops
102 parallel zu
dem Shuntwiderstand. Die Zwischenanschlußspannung wurde meßbar gemacht
durch Bereitstellen eines Oszilloskops
103 parallel zu
den beiden Anschlüssen
10 und
20.
Ein Meßergebnis
ist in Tabelle-1 wie folgt gezeigt: TABELLE-1
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Das Ergebnis gemäß Tabelle-1 bestätigt, daß Ti keine
Lichtbogenentladung bewirkt, selbst unter Bedingungen, daß die Zwischenanschlußspannung
36V Gleichspannung und der Zwischenanschlußstrom 40 bis 60A beträgt und daß es eine
beträchtliche
gute Lichtbogenwiderstandsfähigkeit
hat. Es ergibt sich aus dem obigen Ergebnis, daß keine Lichtbogenentladung
auftritt, wenn die Zwischenanschlußspannung unterhalb von 36v
Gleichspannung liegt und der Zwischenanschlußstrom unterhalb 40A. Ein ähnliches
Ergebnis (eine Lichtbogenentladung) wurde erhalten, wenn Anschlußmodelle
(Breite von ungefähr
30 mm) aus einem Ti/Cu-Legierungsbeschichtungsmaterial unter Bedingungen
voneinander getrennt wurden, bei denen die Zwischenanschlußspannung
36V Gleichspannung, der Zwischenanschlußstrom 50A und die Trenngeschwindigkeit
100 mm/min betrug, wobei Titanteile hiervon, d. h. die zuletzt wirkenden
Kontaktabschnitte hiervon in Gleitkontakt gehalten wurden. Die Eigenschaften
der im Experiment verwendeten Ti/Cu-Legierung waren wie folgt:
Ti:
Reinheit von 99,5 Gewichts-%, Dicke von 0,05 mm;
Cu-Legierung:
MSP1, hergestellt von Mitsubishi Sindu:
Cu: 99,3 Gewichts-%,
Mg: 0,7 Gewichts-%, Mg: 0,7 Gewichts-%, P: 0,005 Gewichts-%, Dicke
von 0,35 mm
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REFERENZBEISPIEL
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Unter Verwendung runder stabförmiger Modelle
aus Wolfram und reinem Kupfer wurde das Auftreten einer Lichtbogenentladung
auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestätigt, mit Ausnahme, daß der Zwischenanschlußstrom geändert wurde.
Ein Meßergebnis
ist in Tabelle-2 gezeigt.
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Zwischenanschlußspannung = 36V Gleichspannung,
Trenngeschwindigkeit = 100 mm/min)
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Es zeigt sich aus Tabelle-2, daß eine Lichtbogenentladung
im Fall von reinem Kupfer auftritt, wenn die Zwischenanschlußspannung
36V beträgt
und der Zwischenanschlußstrom
40A oder höher
wird und daß im Fall
von Wolfram diese erfolgt, wenn der Zwischenanschlußstrom 30A
oder höher
ist. Dieses Ergebnis zeigt, daß der
erfindungsgemäße lichtbogenbeständige Anschluß eine bessere Lichtbogenentladungs-Widerstandsfähigkeit
hat als ein 1ichtbogenbeständiger
Anschluß,
der Wolfram als Widerstandselement verwendet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann der erfindungsgemäße lichtbogenbeständige Anschluß wirksam
das Auftreten einer Lichtbogenentladung auch unter einer Bedingung
unterdrücken,
bei der das Basismetall des Anschlusses eine Lichtbogenentladung
erzeugt. Insbesondere unter einer Bedingung, bei der eine Lichtbogenentladung
wahrscheinlich auftreten würde:
die Zwischenanschlußspannung
beträgt
36V Gleichspannung und der Zwischenanschlußstrom beträgt 30A bis 60A; hierbei kann
das Auftreten einer Lichtbogenentladung ungeachtet der Art des Basismetalls
des Anschlusses unterdrückt
werden.
