DE69306455T2 - Elektrische Buchse für eine Anschlussklemme - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektrischen Verbindung zwischen einem Versorgungskabel und einem Anschluß, auf welchen das Kabel aufgesteckt werden soll.
• Die Erfindung zielt insbesondere auf die Verbindung zwischen einer Buchse an einem Elektrokabel und einem Verbindungsanschluß mit männlichem Gegenstück. Bei der bevorzugten Anwendung zielt die Erfindung auf die elektrische Verbindung bei Zündkabeln für Wärmekraftmaschinen mit gesteuerter Verbrennung und Zündung.
• In dem bevorzugten Anwendungsgebiet wird in verstärktem Maße eine Modifizierungswelle von Verbindungsanschlüssen und insbesondere von männlichen Gegenstücken festgestellt, um auf die Probleme besserer mechanischer Verbindung und besserer elektrischer Verbindung zu reagieren.
• Daher kommt es, daß die Verbindungsanschlüsse auf Zündkerzen, Spulen oder Verteiler mehr und mehr in Form von männlichen Gegenstücken mit Hohlkehle oder Gewinde ausgeführt werden und einen relativ kleinen Durchmesser haben, allgemein in der Ordnung von dem der Gewindestücke, auf welche normale Tüllen montiert und verschraubt werden, wie es der Fall bei den Zündkerzen von dem Typ ist, der in dem Patent US-1.792.866 vorgeschlagen wurde.
• Der Aufbau der Verteiler und insbesondere der Induktionsspulen zeigt auch Verbindungsanschlüsse in Form eines Aufbaus, einen Schacht begrenzend, meistens kegelstumpfförmig, von dessen Grund sich ein männliches Gegenstück mit Hohlkehle oder Gewinde erhebt.
• In einem solchen Fall springt das männliche Gegenstück in das Innere des Schachtes hervor, ohne daß dieser von außen zugänglich ist, wobei dessen Mündung oder Eintrittsöffnung deutlich größer als der Querschnitt des Bodens ist, um die Einführung der Buchse vor dem Aufstecken zu erleichtern.
• Es läßt sich sagen, daß diese Anschlüsse sich mehr und mehr auf allen Zubehör-, Transformations- oder Verteilungsgeräten für elektrische Energie finden.
• Allgemein umfaßt eine Verbindungsbuchse für ein elektrisches Kabel einen Quetschverbindungsabschnitt auf dem besagten Kabel, einen Zwischenteil zur Verbindung und einen Verbindungsabschnitt, der im wesentlichen tubusförmig ist. Der Verbindungsabschnitt ist direkt oder indirekt elastisch deformierbar in radialer Richtung und verfügt über einen Aufsteckteil, der mit dem männlichen Gegenstück zusammenwirkt.
• Als Beispiel für den Stand der Technik auf diesem Gebiet kann das US-Patent 1.792.866 genannt werden, das eine Buchse zeigt, die tubusförmig ist, die dazu dient, das Aufstekken auf die Tülle mit dem männlichen Gegenstück bei einer Zündkerze zu ermöglichen. Die Buchse umfaßt einen Verbindungsteil mit im wesentlichen allgemein konstantem Durchmesser, der in etwa so groß ist wie der der Tülle. Der Verbindungsteil umfaßt zwei voneinander beabstandete Wülste, um ein elastisches Röhrchen zurückzuhalten, das teilweise den inneren Querschnitt des Verbindungsteils überragt, um mit der Schulter der Tülle zusammenzuwirken.
• Im allgemeinen sind die Verbindungsbuchsen auch mit einer Schutzkappe aus Elastomer versehen, die in den Verbindungsanschluß eingesetzt werden sollen, zum Beispiel auf dem Schaft der Kerze oder auf dem Aufbau einer Induktionsspule. Eine solche Schutzkappe bedeckt den Verbindungsabschnitt, der sich meistens vollständig versteckt angeordnet ist.
• Aufgrund der Beschreibung der zu den obigen komplementären Strukturen zur Herstellung einer elektrischen Verbindung läßt sich sagen, daß der Verbindungsabschnitt blind auf den Anschluß geführt wird, ob es sich um eine Kerze oder einen Stift handelt. Der Verbindungsabschnitt kann auch eine nichtaxiale Orientierung in Bezug auf das männliche Gegenstück einnehmen, entweder aufgrund der Eintrittsöffnung der Schutzkappe aus Elastomer oder auch des Stiftes für den Fall, daß es sich um einen Verbindungsanschluß für eine Induktionsspule handelt.
• Die daraus resultierenden Schwierigkeiten beim Aufstecken führen im allgemeinen dazu, daß Verbindungen nicht korrekt mechanisch hergestellt werden, vor allem spätere Unterbrechungen hervorrufen, zum Beispiel unter der Einwirkung der funktionellen Schwingungen der Einheit, zu der der Verbindungsanschluß gehört.
• Bei gewissen Anwendungen ist ein solches Risiko nicht vereinbar mit der Einhaltung optimaler Bedingungen oder schlimmer noch mit der Bewahrung der Unversehrtheit der konstituierenden Teile des funktionellen Ensembles. Dies ist der Fall insbesondere bei Wärmekraftmaschinen bei Autofahrzeugen, deren Ausgangskreis mit einem Katalysator versehen ist, dessen Unversehrtheit rapide leidet durch den Durchgang von unverbranntem Gas.
• Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, dieses obige Problem zu beseitigen, und schlägt daher eine neue elektrische Steckverbindungsbuchse vor, die vor allem für die Verbindung mit einem Verbindungsanschluß in Form eines männlichen Gegenstücks mit Hohlkehle oder Gewinde gedacht ist.
• Um diese obige Aufgabe zu lösen, umfaßt die Steckverbindungsbuchse einen Quetschverbindungsabschnitt auf einem elektrischen Kabel, einen Zwischenteil zur Verbindung und einen Verbindungsabschnitt, der im wesentlichen tubusförmig ist und eine lokal konjugierte Form hat, um sein Aufstecken auf ein männliches Gegenstück, das standardmäßig eine Hohlkehle oder ein Gewinde hat, zu ermöglichen, wobei der Verbindungsabschnitt umfaßt:
• - ein Endteil in Form eines Trompetentrichters ,
• - eine Übergangseinschnürung zwischen Trichter und dem Abschnitt und zur Definition eines Steckabschnitts mit einem inneren Durchmesser, der bis auf ein gewisses Spiel dem äußeren des männlichen Gegenstückes entspricht, wobei dieser Steckabschnitt der einzige mit dem männlichen Gegenstück kompatible Teil ist,
• eine Öffnung (27), die in die Einschnürung in einer Ebene eingeschnitten ist, die um wenigstens 30º gekippt ist,
• eine elastische Nadel, die auf der Einschnürung angebracht ist, so daß sie sich zum Teil mit der Öffnung verhakt und ins Innere des Steckabschnitts hereinragt.
• Diverse andere Eigenschaften ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die Bezug nimmt auf die beigefügten Zeichnungen, die als nichteinschränkende Beispiele Ausführungsformen für die Aufgabe der Erfindung zeigen.
• Fig. 1 ist ein Aufriß von einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Buchse.
• Fig. 2 zeigt im Schnitt in vergrößertem Maßstab die Form der Buchse mit Einzelheiten.
• Fig. 3 ist ein Schnitt senkrecht zur Linie III-III in Fig. 1.
• Fig. 4 zeigt den Vorteil bei der Verbindung durch die erfindungsgemäße Buchse.
• Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform.
• Fig. 6 ist ein Aufriß einer anderen Ausführungsform der Buchse.
• Fig. 7 ist ein Schnitt analog zu Fig. 5, aber mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel für Zündkerzen mit der Buchse nach Fig. 6.
• Gemäß der ersten Ausführungsform in den Fig. 1 bis 3 umfaßt die erfindungsgemäße Verbindungsbuchse, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, einen Teil oder Abschnitt 2 für die Quetschung, der dazu dient, eine mechanische und elektrische Verbindung mit dem Kabel 3 zum Beispiel für die Zündung einer Wärmekraftmaschine insbesondere für ein Autofahrzeug herzustellen.
• Die Buchse 1 umfaßt einen Zwischenteil 4, der eine physikalische Verbindung zwischen dem Quetschverbindungsabschnitt und einem Abschnitt 5 zur Verbindung herstellt, der dazu dient, auf einen Verbindungsanschluß 6 aufgesteckt zu werden. Als Beispiel ist der Anschluß 6 in Form eines Aufbaus 7 dargestellt, der sich von unten 8 von einem Zubehörgerät, Transformator oder Elektroenergieverteiler wie zum Beispiel einer Induktionsspule erhebt. Der Aufbau 7 begrenzt einen Schacht 9 mit invertierter kegelstumpfförmiger Form, dessen Mündung der großen Basis entspricht. Der Schacht 9 hat einen Boden 11, von welchem sich das männliche Gegenstück 12 mit Hohlkehle oder Gewinde 13 erhebt.
• In dem dargestellten Beispiel ist die Buchse 1 abgewinkelt, sie kann aber auch gleichermaßen geradeaus geführt werden. Die Ausführung einer solchen Buchse kann in ihrer Technik als bekannt angesehen werden und muß nicht im einzelnen beschrieben werden.
• Der Verbindungsabschnitt 5 wird in einer allgemein tubusförmigen Form hergestellt, zum Beispiel durch Rollbiegen, und umfaßt einen tubusförmigen Teil 20 mit konstantem Durchmesser, dessen Endteil eine Art aufgehende Öffnung 21 darstellt, die eingefaßt ist oder nicht und verlängert ist oder nicht durch einen zylindrischen Rand 22. Die aufgehende Öffnung 21 wird mit dem tubusförmigen Teil 20 durch eine Einschnürung 23 verbunden, die einen Steckabschnitt 24 definiert, dessen innerer Durchmesser D bis auf ein kleines Spiel gleich dem externen Durchmesser des männlichen Gegenstücks 12 ist. In dem dargestellten Beispiel wird die Einschnürung 23 mit dem tubusformigen Teil 20 über einen konisch zulaufenden Teil verbunden, der zum Beispiel denselben Formdefinitionen wie der Trompetentrichter 21 entspricht.
• Somit definiert die Einschnürung 23 in gewisser Weise zwischen dem Trichter 21 und dem Teil 20 eine Art periphere Kehle 26, deren Grund begrenzt wird durch die externe Wand der Einschnürung 23. Dies wird insbesondere sichtbar in den Fig. 2 und 3, wobei die Wand, die die Einschnürung definiert, eine Öffnung 27 aufweist, die in eine schiefe Ebene α mindestens 30º und vorzugsweise zwischen 60 und 90º gebohrt wurde.
• Die Öffnung 27 dient dazu, den Durchtritt in das Innere des Steckabschnittes 24 zu erlauben, und zwar für einen Teil einer elastischen Nadel 28, die unter Spannung in der Auskehlung 26 montiert ist. Die elastische Nadel 28 ist vorzugsweise ein offenes Röhrchen oder ein Federring, dessen Enden sich berühren, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Das elastische Röhrchen ist so geformt, daß es einen geraden Teil 29 hat, der im Inneren der Öffnung 27 verhakt ist, so daß er in das Innere des Steckabschnitts 24 vorspringt, entsprechend im wesentlichen der Tiefe der Auskehlung oder des Gewindes 13 an dem männlichen Gegenstück 12.
• Wie die Feder in Fig. 1 bis 3 ist der Verbindungsabschnitt 5 so geformt, daß er global einen Außendurchmesser hat, der global größer als der des männlichen Gegenstücks 12 ist und der kompatibel mit der Steckumgebung des Anschlusses ist, so wie dies der Durchmesser am Grund des Schachts des Aufbaus 7 ist. Die Einschnürung 23 ist im Gegenteil so geformt, daß ein Steckabschnitt 24 definiert wird, der der einzige kompatible Teil mit dem männlichen Gegenstück 12 ist.
• Diese konisch vorgeformte Anordnung erlaubt es, wie in Fig. 4 dargestellt den Verbindungsabschnitt 5 in dem Schacht 9 in einer Richtung etweder rein axial mit Bezug auf das männliche Gegenstück 12 oder allgemeiner in einem bestimmten Winkel in Bezug auf letzteres zu orientieren. Wie auch die eingenommene Orientierung ist, so hat ein solches Verhaken den Effekt, den Trompetentrichter 21 in Richtung des Gegenstücks 12, das den Steckabschnitt 24 natürlich führt, einfädeln und bequem auf das männliche Gegenstück 12 aufstecken zu können, der quer zum Steckabschnitt verbogen ist, indem diese sich in ihrem gradlinigen Teil 29 der Nadel 28 durch elastische Deformation löst.
• Am Ende des Aufsteckens führt die elastische Reaktion der Nadel 28 den Teil 29 über die Öffnung 27 zurück und in das Innere des Steckabschnitts 24, um so sein Verhaken mit einer der Kehlen 13 oder dem entsprechenden Teil des Gewindes in dem männlichen Gegenstück 12 sicherzustellen.
• Somit kann auch beim blinden Vorgehen die Verbindung zwischen Buchse 1 und Anschluß 6 zuverlässig sichergestellt werden, mechanisch und elektrisch effizient, ohne daß eine zufällige Verbindung zustandekommt, die sich später lösen kann, insbesondere durch Schwingungen. Die bisher beschriebene Verbindungsbuchse kann auch mit einer Elastomer- Schutzkappe für den Anschluß 6 auf bekannte und bewährte Art ausgestattet werden. Auch ist es üblich, daß eine solche Schutzkappe den Abschnitt 5 vollständig bedeckt, dessen offenes Ende zurückgezogen von der Mündung der Schutzkappe angeordnet ist. Eine solche Anordnung schadet nicht dem korrekten Aufstecken, selbst wenn die Schutzkappe auf dem Aufbau 7 eingepaßt ist, da das Zusammenwirken zwischen dem Aufsteckabschnitt 24 und dem männlichen Gegenstück 12 geführt und sichergestellt wird über den Trompetentrichter 21.
• Fig. 5 zeigt den Einsatz der obigen Vorrichtungen bei einer Buchse 1 vom geraden Typ für ein Kabel 3, zum Beispeil, um die Verbindung mit dem Anschluß 6 einer Zündkerze 30 sicherzustellen. Der Anschluß 6 besteht aus einem männlichen Gegenstück 31, analog dem Gegenstück 12, und hat einen Gewindeendteil der zentralen Zündelektrode 32. In einem solchen Beispiel sind Kabel 3 und Buchse 1 mit einer Schutzkappe aus Elastomer 33 versehen, die den Verbindungsabschnitt 5 total abdeckt, dessen Aufstecken auf den Schaft der Kerze 30 nur blind erfolgen kann.
• Wie in dem vorangegangenen Beispiel wird der Anschluß 31 automatisch durch den Trompetentrichter 21 in Richtung auf den Steckabschnitt geführt, um sicher eine gute mechanische Verbindung herzustellen und gleichzeitig eine bequeme und dauerhafte elektrische Verbindung sicherzustellen.
• Fig. 6 zeigt eine Ausführungsvariante, in welcher die Buchse 1 vom geraden Typ einen Abschnitt 5 aus einem tubusförmigen Teil 20 umfaßt, der über den Verbindungsteil 40 mit der Einschnürung 41 verbunden ist, welche eine axiale Ausdehnung in der Ordnung der Höhe des männlichen Gegenstücks 12 besitzt. Die Einschnürung 41 ist für den Trompetentrichter 21 und die Nadel 28 vorgesehen, entsprechend den in Bezug auf die Fig. 3 beschriebenen Eigenschaften. Der Verbindungsteil 40 hat eine kegelstumpfförmige Form oder aufgeweitete Form, die die Verbindung zwischen Steckabschnitt und tubusförmigem Teil 20 sicherstellt.
• Eine solche Ausführungsform, die gleichermaßen für abgewinkelte Buchsen vorgesehen werden kann, findet eine besonders interessante Anwendung als gerade Buchse für Zündkerzen, wie in Fig. 7 dargestellt. In der Tat stellt in diesem Fall der aufgeweitetet Teil 40 einen Anschlag für das axiale Gleiten der Schutzkappe aus Elastomer 33 dar, die so daran gehindert wird, in ihrer rückwärtigen Richtung in Bezug auf die Buchse 1 zu gleiten, insbesondere bei dem Abstecken von der Kerze 30.
• Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele beschränkt, diverse Modifizierungen können an ihr vorgenommen werden, ohne den durch die Ansprüche definierten Rahmen zu verlassen.

Claims (8)

1. Elektrische Steckverbindungsbuchse, die standardmäßig einen Quetschverbindungsabschnitt (2) auf einem elektrischen Kabel, einen Zwischenteil (4) zur Verbindung und einen Verbindungsabschnitt (5) hat, der im wesentlichen tubusförmig ist und eine lokal konjugierte Form hat, um sein Aufstecken auf ein männliches Gegenstück (12), das standardmäßig eine Hohlkehle oder ein Gewinde hat, zu ermöglichen, wobei der Verbindungsabschnitt umfaßt:

- ein Endteil in Form eines Trompetentrichters (21),

- eine Übergangseinschnürung (23) zwischen Trichter und dem Abschnitt und zur Definition eines Steckabschnitts (24) mit einem inneren Durchmesser (D) , der bis auf ein gewisses Spiel dem äußeren (d) des männlichen Gegenstückes entspricht, wobei dieser Steckabschnitt der einzige mit dem männlichen Gegenstück kompatible Teil ist,

- eine Öffnung (27), die in die Einschnürung in einer Ebene eingeschnitten ist, die um wenigstens 30º gekippt ist (α),

- eine elastische Nadel (28), die auf der Einschnürung angebracht ist, so daß sie sich zum Teil mit der Öffnung verhakt und ins Innere des Steckabschnitts hereinragt.

2. Steckverbindungsbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung (23) mit einem tubusförmigen Teil (20) mit. konstantem Durchmesser verbunden ist, durch den der Verbindungsabschnitt definiert wird.

3. Steckverbindungsbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung (41) einen tubusförmigen Steckabschnitt bildet, dessen axiale Länge im wesentlichen gleich der Höhe des männlichen Gegenstückes (12) ist.

4. Steckverbindungsbuchse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung (23, 41) mit dem röhrenförmigen Teil des Abschnitts über einen konisch zulaufenden Abschnitt (25, 40) verbunden ist.

5. Steckverbindungsbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung umfaßt:

eine Öffnung (27), die herausgearbeitet wurde in einer schiefen Ebene, so daß die Nadel (28) im Inneren des Steckabschnitts (24) mit einer Radialausdehnung, die wenigstens der Tiefe der Auskehlung oder des Gewindes des männlichen Gegenstücks entspricht, verhakt wird.

6. Steckverbindungsbuchse nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (28) aus einem elastischen, offenen Röhrchen besteht, dessen Enden benachbart sind.

7. Steckverbindungsbuchse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Röhrchen einen im wesentlichen geradlinigen Teil (29) umfaßt, der mit der Öffnung verhakt ist.

8. Steckverbindungsbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Verbindungsabschnitt mit einer Schutzkappe aus Elastomer (33) versehen ist, die ihn bedeckt.