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Elektrische Anschlußeinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlußeinrichtung, bestehend
aus einem männlichen und einem weiblichen Anschlußteil, wobei die Anschlußteile
mit einander zugeordneten Gewinden versehen und mit elektrischen Leitungen verbindbar
sind.
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Derartige elektrische Anschlußeinrichtungen sind beispielsweise in
der Form bekannt, daß das männliche Anschlußteil aus einem Gewindebolzen besteht,
auf dem das weibliche Anschlußteil in Form einer mit Innengewinde sersehens Hülse
auf ge -schraubt wird. Sowohl Gewindebolzen als auch Hlüse können mit den jeweiligen
elektrischen Leitungen beispielsweise durch Quetschen, Löten, Punktschweißen usw.
verbunden werden.
Die bekannten Anschlußeinrichtungen dieser Gattung
haben trotz ihrer großen Verbreitung erhebliche Nachteile. So sind in vielen Fällen,
insbesondere wenn zugleich eine Feuchtigkeitsabdichtung der elektrischen Anschlußeinrichtung
vorgesehen ist, Hülse bzw. Gewindebolzen mit zugehörigem elektrischen Leiter in
eine Muffe aus elektrisch isolierendem und zur Abdichtung geeigneten Material eingebettet.
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Dabei gestaltet das Herstellen der Schraubverbindung zwischen den
Anschlußteilen sich sehr umständlich, weil dabei mindestens einer der elektrischen
Leiter verdreht werden muß, da diese zuvor mit den Anschlußteilen verbunden werden
müssen. Ferner hat sich in der Praxis gezeigt, daß die Schraubverbindung dieser
bekannten Anschlußeinrichtungen keine ausreichende Verdrehsicherung besitzt, so
daß die Gefahr einer Lockerung im Betrieb besteht. Es kommt hinzu, daß bei zahlreichen
Anwendungen, insbesondere wenn mit hohen Stromdichten gearbeitet wird, der elektrische
Übergangswiderstand zwischen den Anschlußteilen unerwünscht hoch ist.
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Im übrigen sind zahlreiche elektrische Anschlußeinrichtungen anderer
Gattung bekannt, die jedoch gleichfalls die erwähnten oder andere Schwierigkeiten
mit sich bringen. So sind mit Widerhaken versehene Steckverbinder, beispielsweise
bei Flach-oder Profilsteckern, bekannt. Diese sind jedoch nicht hinreichend stabil,
nicht wasserdicht und außerdem verhältnismäßig voluminös. Weiter kennt man unlösbare
Steckverbinder mit Außenisolation, die gleichfalls verhältnismäßig groß und damit
kostspielig sind und sich außerdem nur verhältnismäßig umständlich montieren lassen.
Schließlich sind aus mehreren Teilen bestehende und verhältnismäßig kompliziert
aufgebaute
Steckverbinder gemäß MIL-Norm bekannt. Diese sind jedoch
gleichfalls verhältnismäßig aufwendig, überdies groß, umständlich und für zahlreiche
Anwendungen im Bereich der Gerätetechnik wenig geeignet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Anschlußeinrichtung
der eingangs erläuterten Gattung anzugeben, bei der der Anschluß sich auf einfache
Weise verwirklichen läßt und die sich durch hohe Verdrehsicherheit bei geringem
Übergangswiderstand auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anschlußteile
unter Verformung in Achsrichtung der Gewinde gsadlinig ineinander geschoben sind.
- Erfindungsgemäß werden damit die üblichen Bestandteile einer Schraubverbindung
beispielsweise in der Form von Gewindebolzen und mit Innengewinde versehener Hülse,eingesetzt
- jedoch nicht in der üblichen Weise durch Schraben miteinander verbunden. Geradlinig
bedeutet vielmehr im Rahmen der Erfindung, daß die Anschlußteile im wesentlichen
ohne Drehung sondern - unter ensprechender Krafteinwirkung - lediglich unter linearer
Verschiebung ineinander gefügt werden. Dabei kommt es selbstverständlich zu einer
Verformung mindestens der Gewindegänge der Anschlußteile, diese Verformung verläuft
in der Regel mehr oder weniger plastisch. Dabei kommt es zu einer sehr innigen oberflächligen
Anlage zwischen den Anschlußteilen und damit zu einem außerordentlich geringen elektrischen
Übergangswiderstand. Das Außmaß der Verformung und damit die aufzuwendende Kraft
hängt von der Tolerierung der Gewinde
der Anschlußteile, d.h. von
dem zwischen ihnen bestehenden Spiel ab. Normalerweise ist eine besondere Tolerierung
aber nicht notwendig, die entsprechenden/Kräfte lassen sich üblicherweise ohne weiteres
auch bei Normgewinden aufbringen.
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Die resultierende Verbindung zwischen den Anschlußteilen hängt - wie
erläutert - zunächst vom Ausmaß der Verformung im Bereich der Gewindegänge ab. Eine
weitere Einflußgröße ist die Geschwindigkeit, mit der die Anschlußteile ineinandergeschoben
werden. Erfolgt dies mit einer hinreichend hohen Geschwindigkeit (wobei der erforderliche
Mindestwert bei höherer Verformung im Bereich der Gewindegänge geringer ist), so
läßt sich erfindungsgemäß erreichen, daß in einem mehr oder mindest ausgedehnten
Bereich der Gewindegänge eine Reibungsverschweißung eintritt, die zu einer besonders
innigen Verbindung zwischen den Anschlußteilen bei außerordentlich geringem elektrischen
Übergangswiderstand führt.
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Für die Werkstoffpaarung zwischen den Anschlußteilen bestehen verschiedene
Möglichkeiin. Besonders bewährt hat es sich, eines der Anschlußteile, vorzugsweise
das männliche Anschlußteil, aus Stahl und das andere Anschlußteil aus Messing herzustellen.
Gute Ergebnisse werden auch mit einer Ausführungsform erzielt, bei der beide Anschlußteile
aus Aluminium bzw.
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einer Aluminiumlegierung bestehen.
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Die eingangs erläuterten Bedingungen, aus denen sich die Aufgabe der
Erfindung herleitet, bestehen in besonderem Maße bei elektrischen Rohrheizkörpern.
Die bekannten Rohrheizkörper (vgl. DT-OS 17 65 324) bestehen im wesentlichen aus
einer
Heizwendel, die mit einem der Anschlußteile, vorzugsweise
dem männlichen Anschlußteil verbunden ist, aus einem die Heizwendel umgebenden und
mit einer elektrisch isolierenden Masse gefüllten Mantelrohr sowie aus einem mit
seinem einen Ende in das Mantelrohr dichtend eingreifenden und die Anschlußteile
umgebenden Dichtkörper aus elastischem Material. Im montierten Zustand der Anschlußeinrichtung
ist dabei der Dichtkörper fest in die Öffnung des Mantelrohrs gepreßt, damit die
erforderliche Dichtigkeit gegenüber dem Eintreten von Feuchtigkeit gewährleistet
ist. Bei derartigen Rohrheizkörpern bestehen die Bedingungen, aus dnen die Aufgabe
der Erfindung sich herleitet, in besonderem Maße. Der Anschluß muß sich mit Rücksicht
auf die Fertigungskosten in einfacher Weise herstellen lassen und zu einem geringen
elekbrfsrgheiderstand führen, der sich selbst unter lang dauernder Temperaturbelastung
nicht verschlechtert. außerdem ist ein Verdrehen der Anschlußteile bei der Montage
äußerst unerwünscht, und zwar nicht nur wegen der sich mitdrehenden elektrischen
Leitung sondern vor allem wegen der Reibung, die überwunden werden muß, wenn der
elastische Dichtkörper beim Verschrauben der Anschlußteile komprimirt werden muß.
Zwar ist bei einer elektrischen Anschlußeinrichtung anderer Gattung, (vgl. DT-OS
17 65 324) bekannt, miteinander zu verschraubende Anschlußteile dadurch zu vermeiden,
daß zunächst eine elektrische Leitung mittels einer Hülse mit einem an die Heizwände
angeschlossenen Anschlußstift verbunden wird und daß darauf der die elektrische
Leitung verschiebbar umgebende
Dichtkörper in seine Dichtstellung
verschoben und hier fixiert wird. Diese Maßnahmen lassen aber gleichfalls noch zu
wünschen übrig, weil die mechanische Festigkeit der Verbindung noch nicht völlig
befriedigt und weil ausserdem der Durchlaß des Dichtkörpers für die elektrische
Leitung ein mögliches Leck darstellt.
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Erfindungsgemäß wird daher vorgesehen die Verwendung der vorstehend
erläuterten elektrischen Anschlußeinrichtung bei einem elektrischen Rohrheizkörper
des beschriebenen Aufbaus. Dabei empfiehlt ch insbesondere eine Ausführung, bei
der das mit einer elektrischen Leitung verbundene andere Anschlußteil im Dichtkörper
unverschiebbar eingebettet ist. In jedem Fall schafft die Erfindung dabei die Möglichkeit,
die Anschlußteile ohne Verdrehung so ineinander zu fügen, daß ein in elektrischer
und mechanischer Hinsicht hervorragender Anschluß resultiert und gleichzeitig der
Dichtkörper auf das erforderliche Maß axial komprimirt und somit radial abdichtend
gegen das Mantelrohr gedrückt ist.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen zunächst und
vor allem darin, daß eine elektrische Anschlußeinrichtung geschaffen wird, die eine
einfache, rationelle und weitgehend maschinelle Montage ermöglicht. Die resultierende
Verbindung ist in elektrischer Hinsicht optimal und läßt sich insbesondere trotz
ihrer verhältnismäßig kleinen Bauweise auch für hohe Stromdichten einsetzen. Zugleich
wird Verdrehsicherheit bei hohe mechanischer Festigkeit erreicht.
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Weitere Vorteile bestehen darin, daß eine Überschreitung
des
Durchmessers der angeschlossenen Geräte, beispielsweise von Heizelementen, vermieden
werden kann und daß die mögliche Verwendung serienmäßiger, mit Normgewinde versehener
Bauteile sowie von Normkabeln geringen Kostenaufwand ermöglichst. Es kommt hinzu,
daß sich zugleich in besonders einfacher Weise eine Abdichtung der Anschlußstelle
verwirklichen läßt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 eine elektrische Anschlußeinrichtung in der Ausführung
bei einem Rohrheizkörper vor dem Zusammenbau Figur 2 einen stark vergrößerten Ausschnitt
des Gegenstands der Figur 1 nach dem Zusammenbau Die Figur 1 zeigt im Schnitt einerseits
ein Ende eines Rohrheizkörpers 1 und andererseits eine elektrische Leitung in Form
eines Anschlußkabels 2, das an den Rohrheizkörper 1 angeschlossen werden soll. Dazu
ist eine elektrische Anschlußeinrichtung vorgesehen, die im wesentlichen aus einem
männlichen Anschlußteil in Form eines Gewindebolzens 3 und einem weiblichen Anschlußteils
in Form einer mit Innengewinde versehenen Hülse 4 besteht.
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Der Rohrheizkörper 1 besteht im wesentlichen aus einer Heizwendel
5, die - unter Einbettung in einer elektrisch isolierenden Masse 6 - in einem Mantelrohr
7 angeordnet ist. Der Gewindebolzen 3 ragt aus dem Mantelrohr 7 hervor undierläuft
übrigen durch einen von der isolierenden Masse 6 nicht erfüllten Endbereich 8 des
Mantelrohr 7, der für einen feuchtigkeitsdichten Abschluß von Bedeutung ist und
überdies einen Expansionsraum zum Ausgleich von Druckschwankungen darstellt.
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Die mit Ihnengewinde versehene Hülse 4 ist an die Seele des Anschlußkabels
2 angeschlossen. Ein Dichtkörper 9 aus elastischem Material umgibt die Hülse 4 und
den Endbereich des Anschlußkabels 2 und weist im übrigen einen Durchlaß 10 für den
Gewindebolzen 3 auf. Am freien Ende des Dichtkörpers 9 ist ein schwach konischer
Absatz 11 vorgesehen, der in den leeren Endbereich 8 des Mantelrohrs 7 einfaßt und
im zusammengebauten Zustand einen feuchtigkeitsdichten Abschluß gewährleistet. Dabei
besteht zwischen der freien Oberfläche der isolierenden Masse 6 und der Stirnfläche
des Absatzes 11 ein einen Expansionsraum gewährleistender Abstand, der durch Anlage
einer den Absatz 11 begrenzenden Schulter am Mantelrohr 7 eingehalten wird. Im übrigen
bestehen für die Gestaltung des Absatzes 11 zum Zwecke eines feuchtigkeitsdichten
Abschlusses des Mantelrohrs 7 zahlreiche weitere Möglichkeiten.
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Zum Zusammenbau der dargestellten elektrischen Anschlußeinrichtung
wird die Hülse 4 im wesentlichen geradlinig, d.h.
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ohne Schraubbewegung in Richtung des Pfeils 12 auf den Gewindebolzen
3 aufgeschoben. Dabei kommt es zu inner plastischen Verformung der Gewindegänge
13 von Gewindebolzen und Hülse 4,
die in Figur 2 stark vergrößert
und schematisch dargestellt ist. Man erkennt, wie die Gewindegänge 13 stark verformt
sind, nämlich in der Richtung 12 der Kraft-einwirkung sägezahnförmig überschoben
und dabei in gewissem Maße abgetragen sind. Die verbliebenen Gewindegänge 13 sind
stark verformt und stehen in inniger, einen geringen elektrischen Übergangswiderstand
gewährleistender Verbindung. Dies wird weiter dadurch unterstützt, das in (im einzelnen
nicht dargestelten) Bereichen eine Reibungsverschweissung stattgefunden hat. Der
dabei bestehende Verbund zwischen den Anschlußteilen 3,4 gewährleistet zugleich
hohe mechanische Festigkeit bei guter Verdrehsicherheit. Zugleich wird der Dichtkörper
9, der die Hülse 4 unverschiebbar umgibt, zuverlässig abdichtend unter Spannung
gehalten.
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Zur Herstellung der erläuterten Verbindung sind Kräfte erforderlich,
die sich ohne weiteres beherrschen lassen. So weist eine (nicht dargestellte) Vorrichtung,
mit der die Anschlußteile 3,4 aufeinandergeschoben werden können, je eine Aufnahme
auf, in der Mantelrohr 7 bzw. Dichtkörper 9 geklemmt werden können und zueinander
parallel verschieblich geführt sind. Diese Aufnahmen werden mittels zweier gelenkig
miteinander verbundener Hebel gegeneinander verstellt. Bei entsprechender Hebelübersetzung
ist es auch unter Handbetätigung ohne weiteres möglich, Gewindebolzen 3 und Hülse
4 von üblichen Gewindeabmessungen ineinander zu schieben.
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L e e r s e i t e