DE4326480A1 - Elektrische Verbindungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das technische Gebiet der elektrischen Verbindungen zwischen einem Leiter und einem Gerät für die Erzeugung oder Nutzung elektrischer Energie, und sie betrifft insbesondere Mittel zum Anschließen von elektrischen Leitungen an Organe oder Zubehör für die Erzeugung oder Nutzung elektrischer Energie, die Teil von Wärme­ kraftmaschinen und vorzugsweise, aber nicht ausschließlich von Verbren­ nungsmotoren sind.

Auf diesem Gebiet erfolgt die Verbindung zwischen einem Stromkabel und einem Generator oder einem Verbraucher wie beispielsweise einer Zünd­ spule, einem Verteiler oder einer Zündkerze unter Zwischenschaltung von Verbindungshülsen oder von Kabelschuhen. Allgemein betrachtet weist eine Verbindungshülse zu beiden Seiten eines Verbindungsstücks einen Fassungs­ ast zum Aufstecken auf ein elektrisches Kabel und einen Anschlußast mit einer vom Generator oder Verbraucher gestellten komplementären Anschluß­ klemme auf.

Über ihre Funktion der Einleitung der zugeteilten Hochspannung in das Speisekabel hinaus muß die Verbindungshülse auch so ausgelegt sein, daß es nicht zum Auftreten von Störungen kommt, die den Empfang von Radiosignalen in der Umgebung des Generators oder Verbrauchers beispielsweise innerhalb oder außerhalb eines Kraftfahrzeugs beeinträchtigen könnten.

Zu diesem Zwecke sind in der Technik verschiedene Typen von Entstör­ einrichtungen für die Ausrüstung von Speisekabeln bekannt.

In CH 344 871 A ist ein elektrisches Bauelement beschrieben, das es gestattet, wenigstens zwei elektrische Komponenten wie beispielsweise Lei­ terdrähte oder Verbindungsklemmen elektrisch miteinander zu verbinden. Diese elektrischen Komponenten werden dazu wenigstens teilweise in einen Montagekörper eingeführt, der aus nachgiebigem und elastischem Material hergestellt ist, so daß er die Komponenten elastisch in Kontakt miteinan­ der hält. In einer Ausführungsform weist der Montagekörper einen zentralen Hohlraum auf, in dem ein Zweipol eingeschlossen ist, der den Umlauf von Störströmen begrenzt und mit Leiterdrähten in zwei endseitigen Ausnehmun­ gen endet. Die eine dieser Ausnehmungen ist zum Aufnehmen der Olive einer Zündkerze bestimmt, während die andere dieser Ausnehmungen ein Leiter­ kabel aufnimmt, dessen Seele aus Strängen zusammengesetzt ist, zwischen die ein Anschlußdraht des leitenden Zweipols eingeschoben ist.

Dieses elektrische Bauelement kann in der Praxis aus den folgenden Gründen nicht zufriedenstellen. Der Montagekörper, der aus einem nachgie­ bigen und elastischen Material hergestellt werden muß, um das Einlassen der elektrischen Teile zu gestatten, kann eine zuverlässige und dauerhafte mechanische Verbindung dieser Teile nicht gewährleisten. In der Praxis ist es nicht möglich, den Zustand des elektrischen Kontakts zu überprüfen, der sich im Inneren der endseitigen Ausnehmungen zwischen den Leiterdrähten des Zweipols und den zu vereinigenden Bauteilen einstellt. Daraus ergibt sich eine willkürliche Positionierung der elektrischen Teile im inneren des Montagekörpers. Außerdem erlaubt die Elastizität des Montagekörpers eine Verschiebung der zu verbindenden Bauteile relativ zueinander insbe­ sondere dann, wenn diese Schwingungen oder mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt werden.

Eine andere Lösung ist aus FR 2 112 694 A bekannt, wo eine Verbin­ dungsvorrichtung zum Verbinden eines Entstörkabels mit einer Verbindungs­ hülse beschrieben ist. Diese Verbindungsvorrichtung weist einen elektri­ schen Widerstand auf, der an einem Ende mit einem Metalldraht vorgegebener Länge in Kontakt gebracht ist, der zwischen einer isolierenden Seele und einer isolierenden Außenhülle zu einer Spirale aufgerollt ist. Der elek­ trische Widerstand ist so in eine Gußform eingebettet, daß ein Ende freien Durchgang hat, das sich gegen die Gußform umlegen läßt, um die ihr zuge­ ordnete Verbindungshülse durch Aufschieben aufzunehmen.

Beim praktischen Arbeiten mit einer solchen Verbindungsvorrichtung zeigt sich, daß zwischen dem elektrischen Widerstand und dem Kabel ein willkürlicher elektrischer Kontakt auftritt, da es unmöglich ist, seinen Zustand zu überprüfen. Mechanische Beanspruchungen, die auf das Kabel einwirken, bringen dieses selbst bei nur geringer Größe zum Gleiten gegen­ über der Verbindungsvorrichtung, so daß sich eine zuverlässige elektrische Verbindung nicht herstellen läßt. Außerdem führt das Aufschieben der Ver­ bindungshülse auf die Lasche des Widerstandes häufig zu deren Zerbrechen. Dieses Zerbrechen kommt umso häufiger vor, je größere Härte das Umhül­ lungsmaterial aufweist. Die Verwendung eines Umhüllungsmaterials mit ge­ ringerer Härte, um die beim Aufstecken auftretenden Spannungen aufzufan­ gen, erlaubt es nicht, eine wirksame mechanische Verbindung zwischen der Verbindungshülse und dem Widerstand herzustellen.

Weiter ist offensichtlich, daß eine solche Vorrichtung bei ihrer Her­ stellung eine Vielzahl von Arbeitsgängen verlangt, nämlich das Einführen einer der Laschen des Widerstandes zwischen die Seele und die isolierende Hülle des Kabels, das Ummanteln des auf dem Kabel montierten Widerstandes, das Umlegen der anderen Lasche auf die Ummantelung und das Aufschieben der Verbindungshülse auf die umgelegte Lasche. Alle diese Vorgänge lassen sich nur mit Schwierigkeiten oder überhaupt nicht automatisieren. Außerdem ver­ langt das Herstellungsverfahren die Bewegung der Gesamtheit aus Kabel und Verbindungsvorrichtung, damit das Aufschieben der Verbindungshülse sicher­ gestellt werden kann. Daraus folgt, daß die Herstellungskosten für eine solche Verbindung sehr hoch werden.

Die Untersuchung des Standes der Technik führt zu der Feststellung, daß das Problem, wie eine wirkliche elektrische Verbindung mit einer Ver­ bindungshülse geschaffen werden kann, bei der gleichzeitig der Umlauf von Störströmen begrenzt und eine zuverlässige und dauerhafte elektrische und mechanische Bindung zwischen zwei Leiterelementen erreicht ist und über­ dies die Unversehrtheit leicht nachgeprüft werden kann, nach wie vor unge­ löst ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungshülse anzugeben, die das oben angesprochene Problem zu lösen vermag und deren Konzeption es gestattet, die Zahl der Arbeitsgänge bei ihrer Herstellung zu begrenzen und damit die Fabrikationskosten zu senken.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine elektrische Verbindungsvorrichtung, wie sie im Patentanspruch 1 angegeben ist; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung gehört zu der Bauart mit einem elektrisch leitenden Zweipol von zum Begrenzen des Umlaufs von Störströmen angepaßter Impedanz und einer den leitenden Zweipol umgebenden dielektrischen Schutzhülle.

Gemäß der Erfindung bildet die Vorrichtung eine Verbindungshülse, die mit einem auf ein elektrisches Kabel aufgesteckten Fassungsast und einem Anschlußast mit einer komplementären Anschlußklemme ausgerüstet ist, wobei die beiden Äste mit dem Zweipol elektrisch und mechanisch über Astverlän­ gerungen verbunden sind, die wenigstens mit einem Teilstück in die dielek­ trische Schutzhülle eingebettet sind.

Für die weitere Erläuterung der Merkmale und Vorteile der Erfindung und der Art ihrer Ausführung wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genom­ men, in der bevorzugte, den Bereich der Erfindung aber nicht einschrän­ kende Ausführungsbeispiele für die Erfindung veranschaulicht sind; dabei zeigen in der Zeichnung

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsvariante für eine Verbindungshülse gemäß der Erfindung und

Fig. 2 eine der Darstellung in Fig. 1 analoge Darstellung für eine zweite Ausführungsvariante einer Verbindungshülse gemäß der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel bildet die Verbindungsvorrichtung eine elektrische Verbindungshülse, die in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnet ist. Die Verbindungshülse 1 weist einen Fas­ sungsast 2 auf, der auf einen elektrischen Leiter 3 aufgeschoben ist, der in der Zeichnung mit strichpunktierten Linien dargestellt ist und zum Bei­ spiel Teil eines Zündkabels in einem Verbrennungsmotor sein kann. Der Fas­ sungsast 2 weist ein im Querschnitt im wesentlichen die Form eines halben Hohlzylinders aufweisendes Teilstück 4 auf, das sich in zwei Fassungsla­ schen 5 fortsetzt, die gefaltet und umgeschlagen sein können, so daß sie sich um den Leiter 3 herum einschnüren und einen festen mechanischen Halt für dessen Seele gewährleisten und indirekt einen elektrischen Kontakt da­ zu herstellen.

Der Fassungsast 2 ist über ein Zwischenstück 6 mit einem Anschlußast 7 für den Anschluß an eine komplementäre Anschlußklemme B verbunden, die insbesondere an einer Zündspule oder einem elektrischen Verteiler in einem Zündsystem eines Verbrennungsmotors beispielsweise eines Kraftfahrzeugs oder auch an der Olive einer Zündkerze sitzen kann. Der Anschlußast 7 ist vorzugsweise im wesentlichen rohrförmig ausgebildet und weist ein Teil­ stück 7a auf, das sich zur besseren Anpassung, Montage und Befestigung an der komplementären Anschlußklemme 8, die als Dorn oder als Hülse ausgebil­ det sein kann, so wie zu besserer elektrischer Verbindung damit in radia­ ler Richtung elastisch deformieren läßt. Das elastisch deformierbare Teil­ stück 7a wird durch zwei Laschen 9a gebildet.

Das verbindende Zwischenstück 6 wird durch einen Elektrizität leiten­ den Zweipol 10 gebildet, der elektrisch und unmittelbar mit dem Fassungs­ ast 2 und mit dem Anschlußast 7 verbunden ist und eine angepaßte elektri­ sche Impedanz zum Begrenzen des Umlaufs von Störströmen darstellt. Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel besteht der Zweipol 10 aus einem elektrischen Widerstand, dessen beide Anschlußklemmen 11 und 12 über Verlängerungen mit von dem Fassungsast 2 bzw. dem Anschlußast 7 getragenen Montagelaschen 13 bzw. 14 verbunden sind. Dabei ist beispielsweise die Montagelasche 13 ausgehend von einem das Teilstück 4 des Fassungsastes 2 verlängernden Segment und teilweise umgebogen so geformt, daß sie eine rohrförmige Hülse für die Aufnahme der Anschlußklemme 11 des Widerstandes bildet. In gleicher Weise ist die Montagelasche 14 beispielsweise aus zwei homologen Laschen 14a gebildet, die an dem Teilstück 7a des Anschlußastes 7 befestigt sind. Die Laschen 14a sind dabei gefaltet und umgeschlagen, damit sie sich eng um die Anschlußklemme 12 des Widerstandes herumlegen und diese festklemmen.

Selbstverständlich kann der den Zweipol 10 bildende Widerstand auch über andere Verbindungselemente als die oben beschriebenen mit dem Fas­ sungsast 2 und dem Anschlußast 7 verbunden werden. Beispielsweise kann der Widerstand mit beiden Ästen 2 und 7 mittels Verschweißen vereinigt werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt die Verbindung der Äste 2 und 7 mit dem Zweipol 10 eine Verbindungshülse in Knieform, jedoch kann eine Verbindungshülse gemäß der Erfindung selbstverständlich auch eine andere Außenform aufweisen und beispielsweise gerade verlaufen.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 wird das den Fas­ sungsast 2 und den Anschlußast 7 verbindende Zwischenstück 6 durch eine gemäß der Erfindung vorgesehene dielektrische Schutzhülle 16 gebildet, die den Zweipol 10 und wenigstens einen Teilbereich der Montagelaschen 13 und 14 umgibt. Die dielektrische Schutzhülle 16 wird vorzugsweise durch Um­ manteln oder Umgießen des den Zweipol bildenden Widerstandes 10 und der Montagelaschen 13 und 14 der Äste 2 und 7 mit einem isolierenden Material gebildet. Auf diese Weise kragen die Äste 2 und 7 über die Schutzhülle 16 hinaus aus, was die Montage der ihnen zugeordneten Bauelemente erleich­ tert. Selbstverständlich kann zum Schutze der verschiedenen die Verbin­ dungshülse bildenden Bauteile über die Verbindungshülse insgesamt eine in der Zeichnung nicht gezeigte Kappe übergestülpt werden.

Die Verbindungshülse gemäß der Erfindung gewährleistet dank des Vor­ handenseins des elektrischen Widerstandes eine Begrenzung der im Kabel fließenden Störströme und stellt damit eine Entstör-Verbindungshülse dar. Vorzugsweise liegt der Widerstandswert des den Zweipol 10 bildenden Wider­ standes zwischen 1 und 5 kOhm.

Die Verbindungshülse 1 bildet ein selbständiges Bauelement, das eine elektrische Verbindung und gleichzeitig den festen und zuverlässigen me­ chanischen Zusammenhalt zwischen zwei elektrischen Bauteilen gewährlei­ stet. Die Schutzhülle 16 sichert den mechanischen Zusammenhalt zwischen dem Fassungsast 2 und dem Anschlußast 7, deren Verlängerungen in Form der Montagelaschen 13 bzw. 14 in die aufgegossenen Schutzhülle 16 eingebettet sind. Der den Zweipol 10 bildende Widerstand ist auf diese Weise elek­ trisch mit den Ästen 2 und 7 verbunden und fest damit verankert. Die Ver­ bindungshülse gemäß der Erfindung bietet außerdem den Vorteil, daß sie sich mit einer geringen Anzahl von Arbeitsgängen herstellen läßt, was die Kosten für ihre Herstellung stark vermindert.

Die Darstellung in Fig. 2 veranschaulicht eine zweite Ausführungs­ variante für die Erfindung, bei welcher der die Elektrizität leitende Zweipol des verbindenden Zwischenstücks 6 durch einen Körper 18 gebildet wird, der aus einem Material hergestellt ist, das eine elektrische Impe­ danz vorgegebener Größe aufweist, um die Begrenzung der Störströme sicher­ zustellen. Beispielsweise kann der Körper 18 aus einem isolierenden oder einem halbleitenden Material bestehen. Vorzugsweise ist der Körper 18 in Teilbereichen mit zwei Verstärkungslaschen 19 versteift oder armiert, die ohne Kontakt miteinander in Verlängerung der Teilstücke 4 bzw. 7a des Fas­ sungsastes 2 bzw. des Anschlußastes 7 angeordnet sind. Die Verstärkungs­ laschen 19 sind mit winkelmäßig gegeneinander versetzten Abbiegungen 20 versehen, was die Verankerung des Körpers 18 auf den Ästen 2 und 7 verbes­ sert und den Übergangswiderstand weitestmöglich vermindert. Angemerkt sei, daß der Körper 18 auf diese Weise durch Umgießen oder Ummanteln der Ver­ stärkungslaschen 19 erhalten werden kann. Nach außen kann der Körper 18 mittels der dielektrischen Schutzhülle 16 geschützt werden, wie dies oben für die in Fig. 1 veranschaulichte Ausführungsvariante beschrieben ist.

In bevorzugter Ausführung ergibt die Erfindung eine Verbindungshülse mit integriertem elektrischem Widerstand, die einen Fassungsast für ein elektrisches Kabel und einen Anschlußast mit einer komplementären An­ schlußklemme aufweist, wobei der Fassungsast und der Anschlußast unter Zwischenfügung von zumindest teilweise in eine dielektrische Schutzhülle eingelassenen Verlängerungen beider Äste mit einem leitenden Zweipol elektrisch verbunden und mechanisch daran befestigt sind.

Claims (8)

1. Elektrische Verbindungsvorrichtung der Bauart, die

• - einen Elektrizität leitenden Zweipol (10, 18), der eine angepaßte Impedanz zum Begrenzen des Umlaufs von parasitären Strömen darstellt, und
• - eine diesen Zweipol (10, 18) umgebende dielektrische Schutzhülle (16) aufweist,

dadurch gekennzeichnet,
daß sie in Form einer Verbindungshülse (1) ausgebildet ist, die einen Fassungsast (2) für ein elektrisches Kabel (3) und einen Anschluß­ ast (7) mit einer komplementären Anschlußklemme (8) aufweist, und
daß der Fassungsast (2) und der Anschlußast (7) unter Zwischenfügung von zumindest teilweise in die dielektrische Schutzhülle (16) ein­ gelassenen Verlängerungen (13, 14, 19) der Äste mit dem leitenden Zweipol (10, 18) elektrisch verbunden und mechanisch daran be­ festigt sind.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Zweipol (10) durch einen elektrischen Widerstand gebildet ist, dessen beide Anschlußklemmen (11, 12) mit Klammern (13, 14) verbunden sind, die den Fassungsast (2) bzw. den An­ schlußast (7) verlängern.

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Zweipol (18) aus einem Körper aus einem Material besteht, das eine vorgegebene elektrischen Impedanz darstellt, um Störungen zu eliminieren.

4. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (18) von zwei Verstärkungslaschen (19) getragen wird, die ohne Kontakt miteinander angebracht sind und den Fassungsast (2) und den Anschlußast (7) verlängern.

5. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungslaschen (19) zur Verbesserung ihrer Verankerung im Körper (18) und zur Verminderung des Übergangswiderstandes gegen­ einander im Winkel versetzte Abbiegungen (20) aufweisen.

6. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (18) auf die Verstärkungslaschen (19) aufgepreßt oder aufgegossen ist.

7. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schutzhülle (16) auf den leitenden Zweipol (10, 18) aufgegossen ist.