DE3688596T2 - Hochspannungsanschlussvorrichtung, insbesondere für Hochspannungstransformator. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungsverbindungseinrichtung, insbesondere für einen Hochspannungstransformator ohne Hochspannungsausgangskabel und mit abnehmbarem Potentiometerblock.
• Eine Hochspannungsverbindung (HS-Verbindung) wie etwa eine Verbindung für eine Fahrzeug-Zündkerze ist im allgemeinen mit Hilfe wenigstens eines auf den Verbindungsdraht gepreßten Kabelschuhs verwirklicht, wobei dieser Kabelschuh ein buchsenförmiger Kabelschuh, der einen Anschluß oder einen steckerförmigen Kabelschuh abdeckt, oder aber ein steckerförmiger Kabelschuh sein kann, der in eine Kappe oder in einen buchsenförmigen Kabelschuh einschiebbar ist. Für eine solche Verbindung ist es daher notwendig, auf den Verbindungsdraht einen Kabelschuh zu pressen, wozu ein Spezialwerkzeug notwendig ist.
• Im allgemeinen enthält ein Hochspannungstransformator, der für die Versorgung von Farb-Kathodenstrahlröhren bestimmt ist, einen integrierten Potentiometerblock, der die Spannungen für das Vorfokussierungsgitter G3 und für das Schirmgitter G2 dieser Röhren liefert. Das Hochspannungskabel und die Ausgangskabel der Gitter G2 und G3 sind jedoch fest und mit dem Transformator verbunden. Diese Kabel, deren Längen in Abhängigkeit von den Anwendern variabel sind, bilden bei der Herstellung, bei der Handhabung und bei der Montage der Transformatoren ein Hindernis. Außerdem erfordert der in den Transformator integrierte Potentiometerblock interne Verkabelungsarbeiten, die die Zuverlässigkeit des Produkts beeinträchtigen können.
• Aus dem Dokument FR-E-71570 ist ein Element für die Verhinderung von Oszillationen für einen Kraftfahrzeug-Zündkabelstrang bekannt. Dieses Verhinderungselement weist eine Hülse aus Isoliermaterial auf, in dem eine Pille aus einem leitendem elastischen Material angeordnet ist. Gemäß einer ersten Ausführungsform weist die Pille vor der Montage in der Hülse ihre eigenen Ausgangsanschlüsse auf. Daher kann diese Einrichtung nicht dazu verwendet werden, die Verbindung zwischen abnehmbaren Leitern sicherzustellen. Gemäß der in diesem Dokument beschriebenen zweiten Ausführungsform wird in einer isolierenden Hülse eine Pille aus einer leitenden elastischen Substanz angeordnet, wobei in jedem Ende derselben ein Hohlraum ausgebildet ist, der dazu bestimmt ist, ein Bauteil wie etwa einen Zündkerzenkopf aufzunehmen. Diese zweite Ausführungsform erlaubt jedoch ebenfalls nicht die Sicherstellung der Verbindung zwischen abnehmbaren Leitern mit starrer Seele.
• Die vorliegende Erfindung hat eine HS-Verbindungseinrichtung zwischen wenigstens zwei beweglichen Leitern mit starrer Seele zum Gegenstand, wobei die Einrichtung zuverlässig sein soll und eine dauerhafte Verbindung guter Qualität bieten soll, welche leicht und schnell zu herzustellen ist und keinerlei Spezialwerkzeug benötigt.
• Die vorliegende Erfindung hat außerdem eine Verbindungseinrichtung für einen Hochspannungstransformator zum Gegenstand, dessen Ausgangskabel, etwa das Verbindungskabel mit dem Potentiometerblock und das Hochspannungskabel, abnehmbar sein sollen und eine zuverlässige Verbindung herstellen, die so einfach wie möglich ist.
• Die Hochspannungsverbindungseinrichtung gemäß der Erfindung ist eine Einrichtung für die Verbindung zwischen wenigstens zwei beweglichen Leitern mit starrer Seele, wobei die Einrichtung eine Hülse aus Isoliermaterial aufweist, in der eine Pille aus mit einem leitenden Pulver angereichertem Silikon befestigt ist, in deren Stirnseiten die abgemantelten Enden dieser Leiter leicht eingeschoben werden können.
• Der Hochspannungstransformator gemäß der Erfindung weist bewegliche Verbindungsmittel auf, um ihn mit Hochspannungs-Ausgangskabeln zu verbinden. Diese Mittel weisen für jeden Ausgang des Transformators eine Schnelleinrasteinrichtung für das Kabel und eine Einrichtung für den Kontakt mit dem Leiter oder der Seele des Kabels auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schnelleinrasteinrichtung eine Festklemmeinrichtung, die einen ersten festen Teil eines "Schachts" aufweist, der mit der Hülle, die die isolierende Ummantelung der Wicklung des Transformators abdeckt, einteilig geformt ist, wobei der Innendurchmesser dieses Schachts im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Kabels ist, wobei sich der Fuß dieses Schachts oberhalb oder in der Nähe des entsprechenden Ausgangsanschlusses oder Ausgangsabgriffs befindet, wobei dieser Anschluß oder Abgriff mit einer leitenden Pille vorzugsweise aus mit einem leitenden Material angereichertem Silikon verbunden ist, wobei diese Pille den Fuß des Schachts auf dichte Weise verschließt, wobei der zweite Teil der Festklemmeinrichtung am Kabel in der Nähe von dessen Ende befestigt und so angeordnet ist, daß das Ende des Leiters oder die Seele des Kabels mit der Pille in gutem Kontakt ist, wenn das Ende des Kabels in den Schacht eingeschoben ist, und daß die zwei Teile der Schnelleinrasteinrichtung in gegenseitigem Eingriff sind.
• Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich beim Lesen der genauen Beschreibung mehrerer Ausführungsformen, die als nicht beschränkende Beispiele gegeben und durch die beigefügten Zeichnungen erläutert werden, von denen:
• - die Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines Hochspannungstransformators gemäß der Erfindung mit zwei Ausgangskabeln ist;
• - die Fig. 2 eine sehr vereinfachte Draufsicht eines Potentiometerblocks ist, der auf einer vom Transformator getrennten gedruckten Schaltung angeordnet ist, wobei dieser Block mit einem Transformator wie etwa demjenigen der Fig. 1 verbunden ist;
• - die Fig. 3 eine sehr vereinfachte Vorderansicht eines Hochspannungstransformators gemäß der Erfindung ist, die mehrere Befestigungsmöglichkeiten für den Potentiometerblock zeigt; und
• - die Fig. 4 eine Schnittansicht einer HS-Verbindungseinrichtung gemäß der Erfindung ist.
• In Fig. 4 ist eine HS-Verbindungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Das dargestellte Beispiel bezieht sich auf die Verbindung zwischen einer Kraftfahrzeug- Zündkerze und einem Höchstspannungs-Versorgungsdraht dieser Zündkerze, selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht auf eine solche Anwendung beschränkt und kann dazu verwendet werden, jegliche HS-Verbindung oder selbst eine Niederspannungsverbindung herzustellen, vorausgesetzt, daß durch sie nur ein geringer Strom geschickt wird.
• In dem Beispiel der Fig. 4, das bei hergestellter Verbindung gezeigt ist, handelt es sich um die Verwirklichung einer Verbindung zwischen einer Zündkerze 30 und einem HS- Versorgungsdraht 31. Hierzu ist eine Hülse 32 aus einem starren Isoliermaterial verwirklicht, die ungefähr in ihrer Mitte eine Verengung 33 aufweist. Eines der Enden der Hülse 32 deckt die Zündkerze 30 ab, wobei die Verengung 33 für den oberen Teil der Zündkerze einen Anschlag bildet. Um die Dichtigkeit auf Seiten der Kerze sicherzustellen, kann in der Nähe der Kante dieses Endes der Hülse eine Innennut ausgearbeitet werden, in der ein geeigneter Dichtungsring 34 angeordnet wird. Die Elektrode der Zündkerze endet in einer axialen metallischen Spitze 35.
• In das andere Ende der Hülse 32, deren Innenprofil zylindrisch ist, ist mit geringem Kraftaufwand eine leitende Pille 36 eingeschoben, die mit der Verengung 33 in Anschlag gelangt. Die Länge des genannten anderen Endes der Hülse 32 ist größer als die Länge der Pille 36, welche dort mittels eines Rings 37 befestigt ist, der hier entweder eingeschraubt, geklebt oder durch Preßpassung angebracht sein kann. Das Loch des Rings 37 ist in Richtung zum Ende der Hülse zylindrisch und in Richtung zur Pille 36 konisch. Der zylindrische Teil dieses Lochs besitzt einen Durchmesser, der etwas geringer als der Außendurchmesser der Drahtisolierung 31 ist, während sein konischer Teil dazu dient, gegebenenfalls das abgemantelte Ende (Ende der Seele) 38 des Drahtes 31 zu führen, das in die Pille 36 eingeschoben wird. Somit dient der Ring 37 vorteilhafterweise als Dichtungsmittel der Verbindung auf Seiten des Drahtes 31. Die Spitze 35 wird in die Pille 36 gegenüber der Seele 38 eingeschoben. Die Pille 36 besteht vorteilhaft aus Silikon, das mit einem elektrisch leitenden Pulver angereichert ist. Die Spitze 35 sowie die Seele 38 können leicht eingeschoben werden, ohne daß sie notwendigerweise zugespitzt werden müssen und ohne Gefahr einer Verwindung, wobei die Seele 38 jedoch verhältnismäßig starr sein muß.
• Selbstverständlich ist es bei einer solchen Verbindung nicht möglich, sehr hohe Ströme fließen zu lassen, sie ist jedoch sehr gut an schwache Ströme wie etwa diejenigen von Kraftfahrzeug-Zündkerzen oder von Fernseh-Hochspannungstransformatoren angepaßt.
• Die Verwendung der Verbindungseinrichtung der vorliegenden Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf einen Fernseh-Hochspannungstransformator mit einem Fokussierungsspannungsausgang und einem Hochspannungsausgang für die Anode der Kathodenstrahlröhre erläutert, es ist jedoch selbstverständlich, daß die Erfindung auf Hochspannungstransformatoren für Fernsehgeräte angewendet werden kann, die eine andere Anzahl von Ausgängen besitzen, sowie auf Hochspannungstransformatoren, die anderen Verwendungen vorbehalten sind.
• Der in Fig. 1 gezeigte Hochspannungstransformator 1 umfaßt im wesentlichen einen Magnetkreis 2 und eine (nicht genauer gezeigte) Spule 3 mit mehreren Wicklungen. Dieser Transformator kann beispielsweise vom Typ einer "split diode", d. h. vom Typ mit unterteilter Sekundärwicklung mit Diodentrennung sein. Die Spule 3 ist auf dichte Weise mit einem Gießharz ummantelt, wobei diese Ummantelung mit einer nicht gezeigten Schutzhülle überzogen ist.
• Der Transformator 1 weist an einer seiner Seiten, beispielsweise an der Unterseite, mehrere Anschlußstifte 4 auf, die mit den Primärwicklungen und eventuell mit Niederspannungs-Sekundärwicklungen der Spule 3 verbunden sind, wobei diese Anschlußstifte 4 dazu vorgesehen sind, den Transformator 1 auf einer geeigneten gedruckten Schaltung zu befestigen und elektrische Verbindungen mit den Leitern dieser gedrucken Schaltung herzustellen.
• Der Transformator 1 weist im vorliegenden Fall zwei Hochspannungsausgänge auf: einen Fokussierungsspannungsausgang für die Versorgung der Gitter G2 und G3 einer (nicht gezeigten) Kathodenstrahlröhre über ein Kabel und einen Potentiometerblock, wobei die Anode der Katodenstrahlröhre über ein Kabel 6 durch einen anderen Ausgang dieses Transformators mit sehr hoher Spannung versorgt wird.
• In der Fig. 1 sind in einer auseinandergezogenen Schnittansicht die Einzelheiten der Verwirklichung gezeigt, mit der die Verbindung des Fokussierungsspannungsausgangs möglich ist, wobei jedoch selbstverständlich die Verbindung des anderen Hochspannungsausgangs auf ähnliche Weise verwirklicht ist.
• Im Zeitpunkt des Formens der Schutzhülle für die Harzummantelung der Spule 3 ist die Ausbildung zweier vorzugsweise entgegengesetzt zu den Anschlußstiften 4 von der Schutzhülle vorstehender "Schächte" 7, 8 vorgesehen, die dazu bestimmt sind, die Enden der Kabel 5 bzw. 6 aufzunehmen. Diese Schächte sind ausreichend kurz, um bei der Anwendung und bei der Handhabung des Transformators kein Hindernis darzustellen und um nicht zerbrechlich zu sein, wobei sie ausreichend lang sind, um einen elektrischen Überschlag mit jeglichem mit Masse verbundenen Teil zu vermeiden. Die äußere Länge kann vorteilhafterweise zwischen ungefähr 2 und 4 cm liegen. Ihre Wanddicke insbesondere auf Höhe des Fußes muß ausreichend sein, damit sie nicht zerbrechlich sind, wobei diese Dicke vorteilhaft ungefähr 2 bis 5 mm beträgt.
• Die Schächte 7 und 8 stehen mit dem Innenraum der Hülle und insbesondere mit den Verbindungsanschlußstiften der entsprechenden Hochspannungswicklungsabgriffe oder -enden in Verbindung. Diese Schächte können entweder auf Höhe ihres Fußes oder der Verbindung mit der Hülle enden oder, wie in der Zeichnung dargestellt, in das Innere der Hülle verlängert sein, um die Verbindungsanschlußstifte zu erreichen, wobei die so im Inneren der Hülle gebildete Rohrleitung 9 der Aufnahme von Elementen wie etwa Widerständen, Kondensatoren, Schutzelementen usw. dienen kann.
• Der Schacht 7 weist im wesentlichen auf Höhe seines Fußes eine leichte konische Verengung 10 auf, die sich nach außen erweitert und eine gute Zentrierung des Kabelendes im Schacht gestattet. Direkt hinter dieser Verengung in Innenrichtung ist in dem Schacht 7 und im vorliegenden Fall genauer in der Rohrleitung 9 eine Pille 11 aus leitendem Material angeordnet, die den Schacht auf dichte Weise verschließt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist diese Pille aus Silikon, das mit einem eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisenden Pulver angereichert ist.
• In die Innenseite der Pille 11 ist ein Leiter 12 eingeschoben, der auf nicht gezeigte Weise mit der Hochspannungswicklung verbunden ist, welche die für die Gitter G2 und G3 erforderliche Fokussierungsspannung liefert.
• Auf vorteilhafte Weise wird in die Innenfläche der Pille 11 der Leiter 13 eines Entladungswiderstandes 14, der "Bleeder-Widerstand" genannt wird, eingeschoben, während der andere Leiter dieses Widerstandes auf nicht gezeigte Weise in die Innenfläche der Pille des Schachts 8 eingeschoben ist.
• An das Ende des Kabels 5 ist ein Hakeneinrichtung 15 angefügt, die beispielsweise wie in der Zeichnung dargestellt die Form einer Buchse aufweist, wovon sich eines der Enden zu einem konischen Kragen 16 erweitert, während das andere Ende entlang einer Erzeugenden oder zweier Erzeugender geschlitzt ist. Der Innendurchmesser dieser Buchse ist im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Kabels 5.
• Andererseits weist der Schacht 7 an seinem freien Ende eine Festklemmeinrichtung 17 auf, die mit der Hakeneinrichtung 15 zusammenwirkt. Gemäß einer in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung 17 eine Nase oder ein Vorsprung, der an der Innenwand des Schachts 7 ausgebildet ist. Gemäß einer (nicht gezeigten) anderen Ausführungsform ist die Festklemmeinrichtung eine zylindrische Buchse, die an den Schacht angefügt ist und eine solche Nase aufweist. Die Abmessungen des Kragens 16 und der Nase 17 sind so, daß diese aneinander festgeklemmt werden können und dabei das Kabel 5 im Schacht 7 eingeschlossen halten und daß das Kabel 5 gegebenenfalls herausgezogen werden kann, indem auf das Kabel ein starker Zug ausgeübt wird, ohne sie zu beschädigen. Die Nase 17 kann aus dem gleichen Material wie dasjenige des Schachts 7 verwirklicht sein oder sie kann aus Metall sein und am Schacht angestückt sein. Die obenerwähnten Buchsen bestehen aus einem geeigneten Kunststoffmaterial.
• Die den Haken 15 bildende Buchse ist am Kabel 5 so positioniert, daß das abgemantelte Ende 18 dieses Kabels wenigstens 3 mm in die Pille 10 eingeschoben wird, wenn der Haken und die Nase aneinander festgeklemmt werden, um einen guten elektrischen Kontakt zu gewährleisten und die Bildung von Ozon zu vermeiden.
• In Fig. 2 ist auf vereinfachte Weise ein Potentiometerblock 19 dargestellt, der die Potentiometer 20 und 21 aufweist. Die Schiebekontakte der Potentiometer 20 und 21 sind auf nicht gezeigte Weise über die Kabel 22 und 23 mit den Gittern G2 bzw. G3 der durch den Transformator 1 versorgten Kathodenstrahlröhre verbunden. Dieser Potentiometerblock 19 bildet entweder einen Teil einer der gedruckten Schaltungen des Fernsehgeräts oder ist an einer dieser Schaltungen befestigt. Eines der Enden des Kabels 5 ist mit dem Transformator verbunden, während das andere Ende des Kabels 5 vorteilhaft durch eine Verbindungseinrichtung mit leitender Pille ähnlich derjenigen, mit der der Schacht 7 versehen ist, mit diesem Block verbunden ist. Die Kabel 22 und 23 können am Block 19 dauerhaft oder abnehmbar verbunden sein, wobei im letzteren Fall ebenfalls eine Schnelleinrasteinrichtung und leitende Pillen verwendet werden können.
• In der Fig. 3 ist auf vereinfachte Weise eine Ausführungsform gezeigt, für die der Potentiometerblock 24 mit seinen Potentiometern 25, 26 an einer der Seiten des Transformators durch Festklemmung befestigt ist (der Block 24 ist mit durchgezogenen Linien für eine erste Lösung und mit unterbrochenen Linien für zwei andere Möglichkeiten dargestellt). Die Verbindungskabel 27 und 28 zu den Gittern G2 und G3 der Kathodenstrahlröhre können am Block 24 dauerhaft oder abnehmbar befestigt sein, im letzteren Fall ebenfalls mit Hilfe von leitenden Pillen.
• Die lösbare Befestigung des Kabels 6 für sehr hohe Spannung mittels seines Saugnapfes 6A im Schacht 8 ähnelt derjenigen des Kabels 5 im Schacht 7 und braucht nicht genauer beschrieben werden.
• Dank der Erfindung kann der Hochspannungstransformator auf einer gedruckten Schaltung in der Position angeordnet werden, in der der Einfluß seiner Strahlung auf seine Umgebung am geringsten ist, ferner kann der Potentiometerblock dort positioniert werden, wo am einfachsten die Einstellungen seiner Potentiometer vorgenommen werden können.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Abnahme des Transformators vom Potentiometerblock und von den entsprechenden Kabeln möglich ist, wodurch Reparaturen bei einem Ausfall eines der Elemente erleichtert werden.
• Schließlich muß der Hersteller der Transformatoren keine groß dimensionierten Kabel mehr verwenden, außerdem kann der Anwender die Elemente der Hochspannungsschaltung am Ende der Herstellung anbringen.

Claims (11)

1. Einrichtung für die Hochspannungsverbindung zwischen wenigstens zwei beweglichen Leitern (5, 6, 12, 13) mit starrer Seele, wobei die Einrichtung eine Hülse (7, 8) aus Isoliermaterial aufweist, in der eine Pille (11) aus mit einem leitenden Pulver angereichertem Silikon befestigt ist, in deren (11) Stirnseiten die abgemantelten Enden dieser Leiter (5, 6, 12, 13) leicht eingeschoben werden können.

2. Hochspannungsverbindungseinrichtung gemaß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse eine Schnelleinrasteinrichtung (17) aufweist, die von einem Leiter abgekoppelt werden kann, wobei dieser Leiter mit einer Hakeneinrichtung (15) versehen ist, die mit der Einrasteinrichtung zusammenwirkt.

3. Einrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse an ihren beiden Enden Dichtungsmittel (37, 34) für die Verbindung aufweist.

4. Verbindungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie diejenige eines Fernseh-Hochspannungstransformators mit abnehmbarem Potentiometerblock ist, wobei dieser Transformator einen Hochspannungsausgang (8) für die Versorgung der Anode einer Kathodenstrahlröhre und einen Hochspannungsausgang (7) für die Fokussierungsspannung besitzt, und daß die Hülse für jeden der Ausgänge durch einen Schacht (7, 8) gebildet ist, der mit der Schutzhülle der Wicklungsummantelung (3) des Transformators einteilig geformt ist.

5. Verbindungseinrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht eine leichte konische Verengung (10) für die Führung des Kabelendes (18) aufweist.

6. Verbindungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Ausgangskabel für die Fokussierungsspannung (5) mit dem Potentiometerblock (19, 24) ablösbar verbunden ist.

7. Verbindungseinrichtung gemaß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Potentiometerblock auf einer gedruckten Schaltung befestigt ist oder einen Teil derselben bildet.

8. Verbindungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Potentiometerblock (24) an einer der Seiten des Transformators ablösbar befestigt ist.

9. Verbindungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskabel (22, 23, 27, 28) zwischen dem Potentiometerblock und den Gittern der vom Transformator versorgten Kathodenstrahlröhre mit dem Potentiometerblock lösbar verbunden sind.

10. Verbindungseinrichtung gemaß einem der Ansprüche 4 bis 9 für einen Transformator mit zwei Hochspannungsausgängen, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Leiter eines sogenannten "Bleeder"-Widerstandes (14) im Inneren der Schutzhülle des Transformators jeweils in eine entsprechende leitende Schacht-Pille eingeschoben sind.

11. Hochspannungstransformator für Kathodenstrahlröhre, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens eine Verbindungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 10 umfaßt.