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Lösbare Verbindung für zwei elektrische Leiter Die Erfindung bezieht
sich auf eine lösbare Verbindung zum Zusammenschließen zweier elektrischer Leiter.
Es ist bereits bekannt, eine derartige Verbindung mit entsprechenden um die Leiter
angeordneten Gehäusen mit zusammenwirkenden Mutter- und Schraubenelementen auszubilden,
von denen eines in bezug auf das zugehörige Gehäuse drehbar ist, wobei innerhalb
der Gehäuse rohrförmige Isolatoren angeordnet sind, die bei verbundenen Gehäusen
durch eine Feder, vorzugsweise eine Spiralfeder, die zwischen einem Gehäuse und
dem zugehörigen Isolator angeordnet ist, elastisch gegeneinandergepreßt werden.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das Herstellen und das Lösen
der Verbindung durch Kleinhalten der notwendigen relativen Verschiebung zwischen
den beiden Gehäusen während des Zustandekommens der Verbindung zu vereinfachen und
zu beschleunigen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Feder zwischen
dem genannten Gehäuse und dem zugehörigen Isolator unter Vorspannung gehalten wird,
wenn die beiden Gehäuse nicht miteinander verbunden sind, und daß durch die Verbindung
der Mutter- und Schraubenelemente die Feder weiter zusammengedrückt wird und die
beiden Isolatoren so durch eine relativ kleine Verdrehung der Mutter- und Schraubenelemente
mit hohem Druck gegeneinandergepreßt werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden
an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht einer
entstörten Zündkerze und eines zugehörigen Klemmenanschlusses, die teilweise gebrochen
und teilweise im Schitt dargestellt sind, der Schnitt geht längs der Linie 2-2 der
Fig. 2, Fig. 2 den Grundriß der Federhaltehülse der Vorrichtung nach Fig. 1, Fig.
3 und 4 den Fig. 1 bzw. 2 entsprechende Ansichten mit der Darstellung einer abgewandelten
Ausführungsform, Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer abgewandelten
Ausführungsform und Fig. 6 eine Teilansicht der in Fig. 5 abgebildeten Ausführungsform,
bei der die Mutter um ein Stück abgeschraubt ist.
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In den Zeichnungen sind als Beispiele zwei Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt, und zwar in Form eines Anschlusses für die Verbindung eines abgeschirmten
Leiters für elektrische Energie hohen Potentials mit dem Eingangsende einer entstörten
Zündkerze in der Zündanlage eines Verbrennungsmotors. Es wird jedoch bemerkt, daß
sich die Erfindung auch in vielen anderen Anlagen der Elektrotechnik anwenden läßt.
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In der in Fig. 1 abgebildeten Ausführungsform ist eine Zündkerze
10 vorgesehen, deren Fassung 11 in den Zylinder einer Kraftmaschine
eingeschraubt werden kann. In der Fassung 11 ist in irgendeiner geeigneten,
bekannten Weise ein rohrförmiger Isolator 12 befestigt, der eine Mittelelektrode
14 trägt und diese vor der Fassung isoliert. Das obere oder äußere Ende des
Isolators 12 weist eine erweiterte Bohrung auf, die eine Kammer
15 bildet, an deren innerem Ende das Anschlußteil16 der Mittelelektrode liegt.
Die hier als Mittelelektrode und Anschlußteil für eine Zündkerze gezeigten Teile
14 und 16 können auch Teile irgendeiner anderen Art einer elektrischen
Vorrichtung sein.
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Ein metallisches zylindrisches Gehäuse 17 verlängert die Fassung
11 nach oben, umgibt das Außenende des Isolators 12 und dient als
Abschirmelement; es befindet sich normalerweise auf Erdpotential. Das obere oder
äußere Ende des Gehäuses 17 erstreckt sich vorzugsweise über das Ende des Isolators
hinaus und ist außen mit einem Gewinde für die Anbringung einer rohrförmigen, ein
Innengewinde tragenden Mutter 18 versehen, durch die das Gehäuse betriebsmäßig
mit einer metallischen Durchführung 19 verbunden
wird, um
für den elektrischen Leiter eine durchlaufende metallische Umhüllung herzustellen.
Wie die Figur zeigt, besteht die Durchführung 19
aus einem biegsamen Rohr
oder Durchlaß 20, der ein unnachgiebiges Anschlußstück oder einen unnachgiebigen
Mantel 21 aufweist, der seinerseits auf das Ende des Rohres 20 aufgelötet
oder in anderer geeigneter Weise befestigt ist. Die Mutter 18 besitzt einen
inneren Flansch oder Kragen 32, der auf einem inneren Absatz 23 des
Mantels 21 aufliegt, wodurch der Mantel und das Gehäuse 17 mit ihren
Enden fest aufeinanderliegend gehalten werden, wenn die Mutter auf das Gehäuse aufgeschraubt
ist. Diese Ausbildung sichert eine vollständige Abschirmung und guten elektrischen
Kontakt zwischen den einander zugeordneten Elementen. Für den nachfolgend angegebenen
Zweck ist das untere Ende des Mantels 21 mit einem Innenflansch
24 versehen.
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Von der Durchführung 19 aus geht ein elektrischer Leiter
26 in die Kammer 15. Der Leiter ist von der üblichen Isolation
27 umgeben. Das untere oder freie Ende des Leiters ist in geeigneter Weise
mit einem zusanmmendrückbaren, nachgiebigen Anschlußkontakt 28 versehen,
der an der Zündkerzenklemme 16 anliegt, um so eine elektrische Verbindung
zwischen dem Leiter 26 und der Mittelelektrode 14 herzustellen. In
der dargestellten Ausführungsform besteht der Anschlußkontakt 28 aus einer
Feder, die von einer Mutter 35 dadurch gehalten wird, daß eine Windung der Feder
in einer ringförmigen Nut in der Mutter liegt. Die Mutter 35 ist auf das Anschlußende
36, das auf das Ende des Leiters 26 aufgelötet oder an ihm angeklemmt ist,
aufgeschraubt.
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Um die Gefahr des Funkenüberschlages oder Sprühens zwischen dem Anschlußkontakt
28 und dem Gehäuse 17 möglichst klein zu halten, ist eine Isolierhülse
29 vorgesehen, die auf dem isolierten Leiter 26,
27 vorzugsweise
mit engem Paßsitz angebracht ist und vorzugsweise wenigstens zum Teil aus flexiblem
Werkstoff, wie etwa synthetischem Gummi, hergestellt ist. Wie dargestellt ist, besteht
diese Isolierhülse aus drei zusammenhängenden, flexiblen Abschnitten; einem verstärkten,
zylindrischen Abschnitt 30,- der vorzugsweise eng in die Kammer 15 des Isolators
12
eingepaßt ist, einem nach innen gezogenen oberen Abschnitt 31 und
einem Flanschteil 32 mit einer unteren ebenen Fläche 33, die auf dem oberen
Ende des Isolators 12 aufliegt, und mit einer oberen, schräg verlaufenden
Fläche 34.
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Um eine feste Anlage und eine einwandfreie Dichtung an den aufeinanderliegenden
Flächen des Flansches 32 und des Isolators 12 zu erreichen, sieht
die Erfindung neue, vereinfachte Mittel vor, durch die während des Anschließens
der beiden Einheiten ein genügend großer, nachgiebiger Druck auf die obere Fläche
des Flansches ausgeübt wird, ohne daß es notwendig ist, irgendeine schädliche Bewegung
des Leiters 26, 27 gegenüber seiner Durchführung 19 vorzunehmen. Diese
Mittel bestehen in der dargestellten Ausführungsform aus einer Buchse 37 aus Metall
oder anderem geeignetem Werkstoff, die lediglich den Zylinderabschnitt 31 der Isolierhülse
29 umgibt. Am unteren Ende der Buchse 37 ist ein Außenflansch 38
vorgesehen,
der im Inneren abgeschrägt ist und auf der Fläche 34 der Isolierhülse
29 aufliegt. Das andere Ende der Buchse 37 ist so groß, daß sie frei
durch den Innenflansch 24 des Mantels 21 hindurchgeht; sie ist jedoch
mit neuartigen Mitteln ausgestattet, die mit dem Flansch 24 zusammenwirken
und das Ende der Buchse in der Durchführung festhalten und die gegenseitige axiale
Bewegung zwischen der Buchse und der Durchführung begrenzen können. Diese in der
Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 gezeigten Mittel bestehen aus einer Anzahl
nachgiebiger Ansätze 39,
die nach außen springen, nachdem sie durch die vom
Flansch 24 gebildete Öffnung hindurchgeführt worden sind und die obere Fläche
des genannten Flansches 24
berühren. Die Axialbewegung der Buchse
37 wird so in einer Richtung durch den Innenflansch 24 und in der
anderen Richtung durch einen Flansch 40 in dem Mantel 21 begrenzt.
Die Ansätze 39 können, wie dargestellt, dadurch hergestellt werden, daß die
Wand der Buchse 37 um ein kurzes Stück in axialer Richtung und dann in Umfangsrichtung
eingeschnitten wird und daß diese Wandabschnitte dann nach außen gebogen
werden. Wenn der Werkstoff, aus dem die Buchse 37 hergestellt ist, nicht
elastisch ist, können elastische Ansätze 39 in bekannter Weise, etwa durch
Nietung, daran befestigt werden.
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Um den Hülsenflansch 32 mittels nachgiebigen Druckes gegen das Ende
des Isolators 12 zu drücken, wird eine Schraubenfeder 41 zwischen
den Mantelflansch 24 und den Buchsenflansch 38 eingesetzt. Wenn die
Durchführung 19 von dem Gehäuse 17 gelöst ist, steht die Feder
41 vorzugsweise unter einer vorgegebenen, anfänglichen Zusammendrückung,
wobei die Ansätze 39 an dem Flansch 24 anliegen. Bei einer bewährten Ausführungsform
der Erfindung in einem Gerät, das dem abgebildeten ähnlich ist, wurde die Feder
anfänglich um eine Strecke von etwa 3,2 mm zusammengedrückt.
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Die oben beschriebenen Teile sind so bemessen, daß die Feder 28 dann,
wenn das Gehäuse 17 und die Durchführung 19 durch Aufschrauben der Mutter 18 auf
das Gehäuse 17 aneinander befestigt sind, einen festen Kontakt an der Zündkerzenklemme
16 herstellt und der Flansch 32 mit der Fläche 33 auf dem Isolator
12 aufliegt, wenn das untere Ende des Mantels 21 noch einen vorbestimmbaren,
kurzen Abstand vom oberen Ende des Gehäuses 17 aufweist. Sowie danach die
Mutter 18 einwärts geschraubt wird, um das Gehäuse 17 und die Durchführung
19 mit dem Mantel 21 mit ihren Enden in Berührung zu bringen, bleibt die
Buchse 37 in ihrer Lage feststehend, während die Feder 41 weiter zusammengedrückt
wird, so daß dadurch die Fläche 33 nachgiebig in abdichtender Auflage auf das Ende
des Isolators 12 gedrückt wird. Der so ausgeübte Druck stellt dann
die Summe der Anfangszusammendrückung der Feder 41 und des zusätzlichen,
während des Zusammenbaues erzeugten Druckes dar. Dieser erhebliche Druck auf dem
Flansch 32 wird lediglich mit einer kleinen Bewegung der Durchführung
19 gegen-
über dem Kabel 26, 27 erzielt. Diese relative Bewegung wird durch
die Entfernung bestimmt, die dann zwischen dem Flansch 24 und den Ansätzen
39 besteht, wenn die Teile, wie in Fig. 1 angegeben ist, vollkommen zusammengebaut
sind.
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Die Ausführung nach den Fig.3 und 4 ist die gleiche wie die nach der
Fig. 1 mit Ausnahme der Ausbildung der Halteansätze auf der federgehaltenen Buchse
42. Die Vorsprünge 43 an dieser Buchse sind ausgestanzte Abschnitte der Buchsenwand
und weisen mit ihren Kanten nach unten. Wenn die Buchse 42
in den Mantel
21 eingebaut wird, biegen sich die Vorsprünge 43 nach innen, sobald sie durch
den
Flansch 24 hindurchtreten, und kehren dann oberhalb des
Flansches in eine sperrende oder haltende Lage zurück.
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Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsform der Erfindung
weicht von den bisher beschriebenen Formen in derjenigen Vorrichtung ab, die für
das Halten der Feder 41 in ihrem vorgespannten zusammengedrückten Zustand bei nicht
verbundenem Gehäuse 17 und Durchführung 19 vorgesehen ist. Wie Fig.
5 zeigt, weist das in die Durchführung 19
vorstehende, obere Ende der Buchse
37 einen daran befestigten Ring oder eine Scheibe 44 auf. Der Ring 44 kann
entweder aufgetrennt oder geschlossen und in eine Nut in der Buchse 37 eingesetzt
sein. Wenn der Ring massiv ist, kann das Außenende der Buchse nach außen gedrückt
oder aufgebördelt sein, um den Ring ständig in seiner Lage zu halten. Der Außendurchmesser
des Ringes 44 ist kleiner als der Innendurchmesser des Mantelflansches
24, und die aus Buchse 37 und Ring 44 bestehende Ringgruppe kann sich demnach
frei an den genannten Flansch vorbeibewegen.
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Der Außendurchmesser der zwischen dem Mantelflansch 24 und
dem Buchsenflansch 38 liegenden Schraubenfeder 41 ist etwas größer
als der Innendurchmesser des genannten Buchsenflansches und somit größer als der
Außendurchmesser des Ringes 44.
Der Innendurchmesser der Feder ist jedoch
etwas kleiner als der Außendurchmesser des Ringes 44. Somit dehnt sich die
Feder 41 dann, wenn die Durchführung von dem Gehäuse 17 gelöst wird, etwas
aus und kommt mit dem Ring 44 in Berührung; sie bleibt jedoch unter einem
vorbestimmten, gewünschten Druck. Wenn die Federanordnung ganz oder teilweise gelöst
ist wie in Fig. 6, ist die Feder 41 zwischen dem Flansch 38 und dem Ring
44 unter Vorspannung eingeschlossen.
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Die Teile sind in ähnlicher Weise, wie es in Verbindung mit den beiden
ersten Ausführungsformen beschrieben wurde, derart bemessen. daß dann, wenn das
Gehäuse 17 und die Durchführung 19 durch Aufschrauben der Mutter
18 auf das erstere miteinander verbunden werden, die Feder 28 einen
festen Kontakt mit dem Anschlußtei116 einer Zündkerze herstellt, der Flansch
32 mit Fläche 33 auf dem Isolator 12 aufliegt und der Mantelflansch
24 an der Feder 41 anliegt, während das untere Ende des Mantels
21 noch um einen kurzen vorbestimmten Abstand vom oberen Ende des Gehäuses
17 entfernt ist. Sowie die Mutter 18 danach einwärts geschraubt wird,
um die Enden des Gehäuses 17 und der Durchführung 19 mit dem Mantel
21 aneinander zur Auflage zu bringen, bleibt die Buchse 37 feststehend. während
die Feder 41 weiter zusammengedrückt wird, um die Fläche 33 nachgiebig in dichtende
Auflage auf das Ende des Isolators 12 zu drücken. Die Wirkungsweise dieser
Ausführung ist demnach grundsätzlich die gleiche wie die der mit Bezug auf die Fig.
1 und 2 und die Fig. 3 und 4 beschriebenen Ausführungsformen.
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In handelsüblichen Ausführungsformen einer Zündkerze und abgeschirmten
Leitung der dargestellten Art wird die Feder 41 anfangs um 3,2 mm zusammengedrückt.
Beim endgültigen Zusammenbau wird die Feder um einen zusätzlichen Betrag von 1,5
mm zusammengedrückt. Um auf den Flansch 32 einen vorgegebenen Druck auszuüben,
ist nach der Erfindung demnach eine Bewegung erforderlich, die nur den dritten Teil
der Bewegung ausmacht, die bei vergleichbaren Vorrichtungen der bisherigen Technik
mit vergleichbarer Einfachheit erforderlich ist.
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Obgleich nur drei Ausführungsformen oder Abwandlungen der Erfindung
in den Zeichnungen erläutert worden sind, sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß
sich die Erfindung nicht auf diese beschränkt. Beispielsweise kann die gleiche Art
einer Verbindung oder eines Anschlusses sowohl am Ansaugstutzenende einer Zündkabelverdrahtung
für den Anschluß der Zündkerzen als auch in vielen anderen Anlagen und Ausrüstungen
verwendet werden. Die Fläche 34 muß nicht unbedingt konisch sein, und die
Ansätze 39 oder Vorsprünge 43 können in mehr oder weniger großer Zahl
als der abgebildeten vorhanden sein. Die federnden Ansätze 39 brauchen auch
nicht am Ende der Buchse 37 vorgesehen zu werden, sondern können auch in
einer anderen, unterhalb des Endes liegenden Höhe, etwa wie die der Vorsprünge
43 in Fig. 3, angeordnet werden. In einigen Ausführungsformen kann die Fläche
33 an einem Absatz oder Flansch anstatt, wie in der Figur, auf dem Ende eines Isolators
aufliegen. Der Ring 44 nach den Fig. 5 und 6 kann durch eine aus einem Stück
bestehende Flansch- oder Absatzbuchse 37 ersetzt werden, wobei in diesem
Falle die Feder 41 über den Flansch geschraubt werden könnte oder im Durchmesser
vorübergehend aufgeweitet werden könnte, um sie über den Flansch zu schieben. Weiterhin
könnten auch in der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 an einer nach oben gehenden
Verlängerung der Buchse 37
radial vorstehende Teile vorgesehen werden, die
so ausgebildet sein könnten, daß sie die obere Fläche des Mantelflansches
24 berühren, um die Federgruppe gegen eine leichte Abnahme oder eine leichte
Entfernung von der Durchführung 19, wie in den Ausführungsformen nach den
Fig. 1 und 2 und den Fig. 3 und 4, zu halten. Noch andere Abwandlungen sind im Rahmen
der Ansprüche möglich.