Kfz-Zusatzsteckdose - Automobile auxiliary power outlet

Zigarettenanzünder aus Metall und Kunststoff
Handy-Ladegerät für den Einsatz im Auto

Eine Kfz-Zusatzsteckdose (auch bekannt als Kfz-Steckdose , Kfz-Steckdose , Kfz-Steckdose , Fahrzeugsteckdose , Zigarettenanzünder-Steckdose , Zigarettenanzünder-Steckdose , CLR oder Zigarrenanzünder-Steckdose ) in einem Automobil wurde ursprünglich für die Stromversorgung eines elektrisch beheizten Zigarettenanzünders entwickelt , sondern wurde zu einem De-facto-Standard- DC-Steckverbinder , um elektrische Energie für tragbares Zubehör, das in oder in der Nähe eines Automobils verwendet wird, direkt aus dem elektrischen System des Fahrzeugs zu liefern. Dazu gehören Handy-Ladegeräte ,Kühlventilatoren , tragbare Kühlschränke , elektrische Luftpumpen und Wechselrichter .

In den meisten Fahrzeugen ist mindestens eine Autosteckdose vorhanden. Einige Fahrzeuge, insbesondere Vans , haben tendenziell mehr Steckdosen, normalerweise eine für die Beifahrer, eine für die Fondpassagiere und eine für den Kofferraum.

Die Spannung der Steckdose liegt normalerweise in der Nähe von 12 V DC (13,5 V bis 15 V während der Motor die Lichtmaschine dreht , um die Autobatterie zu laden und gleichzeitig Strom zu liefern), da sie direkt und ohne Regulierung von der Elektrik des Autos. Im Deutschen wird diese Spannung als „ Bordspannung “ bezeichnet, was wörtlich übersetzt „Bordspannung“ wie „an Bord“ bedeutet und als „Bordspannung“ verstanden werden kann.

Der 12-V-Stromkreis ist durch eine Kfz-Sicherung geschützt , die oft mit 10 bis 20 Ampere bemessen ist. Großgeräte wie Fön oder Toaster verbrauchen zu viel Strom, um über eine Zusatzsteckdose gespeist zu werden.

Geschichte

Das elektrische Zigarettenanzünder wurde in den frühen 1880er Jahren von den schweizerisch-österreichischen Erfindern erfunden und patentiert Friedrich Wilhelm Schindler  [ de ] . In den 1890er Jahren wurden diese Werkzeuge als elektrische Zigarrenanzünder ( Cigarrenanzünder ) und später als Zigarrenanzünder in den großen deutschen Lagerkatalogen verkauft. Wahrscheinlich wurden sie in den 1920er Jahren in "Zigarettenanzünder" umbenannt, da Zigaretten die Zigarren im Verkauf überholten.

Im Jahr 1921 wurde das US-Patent 1,376,154 von Morris für ein sogenanntes "drahtloses" oder "schnurloses" Feuerzeug mit einem abnehmbaren Element erteilt. Der Zünder wurde in der Fassung erhitzt und dann nach einem angemessenen Zeitintervall manuell zur Verwendung entfernt.

In den Vereinigten Staaten wurden von 1925 bis 1926 Zigarettenanzünder als Standardausrüstung in Autos verwendet.

Im Jahr 1928 patentierte die Connecticut Automotive Specialty Company (Casco) in Bridgeport ihre Version eines Zigarettenanzünders für Autos, die ein Kabel und eine Spule verwendete. Bei den Spulenfeuerzeugen war die Zündeinheit mit einer Stromquelle durch ein Kabel verbunden, das auf eine Federtrommel gewickelt war, so dass die Zündeinheit und das Kabel aus der Steckdose gezogen und zum Anzünden einer Zigarre oder Zigarette verwendet werden konnten. Als der abnehmbare Stecker in die Steckdose zurückgeführt wurde, wurden die Drähte wieder darin aufgewickelt. Der Stromkreis wurde entweder durch Drücken eines Knopfes oder durch Entfernen des Zünders aus seiner Steckdose geschlossen.

Das moderne "automatische" abnehmbare V-Coil-Feuerzeug für Kraftfahrzeuge wurde 1956 von Casco entwickelt, für das es 1960 das US-Patent 2,959,664 erhielt.

Technisches Design

Die Buchsen und Gegenstecker sind in der ANSI/SAE J563-Spezifikation definiert. Bei den 12-Volt-Systemen ist der Mittelkontakt der Pluspol und die Schale der Minuspol. Die meisten Autos verbinden den Minuspol mit dem Fahrzeugrahmen (Minusmasse).

12-Volt-Autosteckverbinder entsprechen einem Sicherheitsstandard der Underwriters Laboratories . UL2089 wurde entwickelt, um die Anforderungen an tragbare Adapter mit einer Nennspannung von 24 V DC oder weniger abzudecken, die aus dem batteriebetriebenen Bordnetz eines Fahrzeugs versorgt werden sollen. Zu den von der Norm abgedeckten Produkten gehören Kabelbaugruppen mit einem Stecker, der mit der in Kraftfahrzeugen üblichen Zigarettensteckdose zusammenpasst.

6-Volt-Zigarettenanzünderbuchse und -stecker
  • Aufnahmeinnendurchmesser: 21,34–21,46 mm (Median 21,4 mm )
  • Steckerkörperdurchmesser : 21,08–21,23 mm (Median 21,155 mm )
12-Volt-Zigarettenanzünder-Steckdose und -Stecker, Größe A
  • Aufnahmeinnendurchmesser: 20,93–21,01 mm (Median 20,97 mm )
  • Steckerkörperdurchmesser : 20,73–20,88 mm (Median 20,805 mm )
  • Am häufigsten in amerikanischen Automobilen verwendet
12-Volt-Zigarettenanzünderbuchse und Stecker, Größe B
  • Aufnahmeinnendurchmesser: 21,41–21,51 mm (Median 21,455 mm )
  • Steckerkörperdurchmesser : 21,13–21,33 mm (Median 21,18 mm )
  • Am häufigsten in europäischen Automobilen verwendet und manchmal als zweite Steckdose in amerikanischen Automobilen ausdrücklich für Gleichstromanschlüsse.

Stecker enthalten oft eine Zündflamme LED - Anzeige , um anzuzeigen , dass eine elektrische Stromversorgung angeschlossen ist. Optional kann der Stecker mit einer internen Sicherung für die elektrische Sicherheit ausgestattet sein, die normalerweise auf 10 Ampere oder weniger ausgelegt ist. Bei einigen Konstruktionen kann die Spitze des Stopfens abgeschraubt werden, um eine zylindrische Glassicherung freizulegen; andere Varianten können eine Flachsicherung verwenden, die in die Seite oder Rückseite des Steckers eingesetzt wird.

Verwendet

Feuerzeug

KFZ-Zigarettenanzünder, mit messingfarbenem Heizelement vorne sichtbar

Das Feuerzeug ist ein Metall- oder Kunststoffzylinder, der eine dünne, flache Spule aus Nichrom- Metallstreifen enthält, durch die ein hoher Strom (≈10 Ampere ) fließt, wenn das Gerät aktiviert wird, normalerweise indem es wie ein Druckknopf in die Steckdose gedrückt wird . Beim Einschieben wird das Feuerzeug durch einen an einem Bimetallstreifen befestigten Clip gegen die Kraft einer Feder gehalten . Das Heizelement leuchtet in Sekunden orange heiß, wodurch sich der Bimetallstreifen verbiegt und den Mechanismus freigibt. Der Griff springt heraus, so dass der Benutzer den Heizvorgang nicht zeitlich einstellen muss. Wird das Feuerzeug dann umgehend aus der Steckdose gezogen, kann es eine Zigarette, Zigarre oder Zunder anzünden .

Ein gemeinsames Merkmal italienischer Autos in den 1960er bis 1970er Jahren, wie Alfa Romeos und Ferraris, ist der Brico Pram Zigarettenanzünder, der sich von herkömmlichen Designs dadurch unterscheidet, dass das Feuerzeug zum Anzünden einer Zigarette nicht herausspringt, obwohl es ähnelt optisch dem traditionellen Design. Stattdessen verfügt die Mitte des Feuerzeugs über eine sich verjüngende Öffnung, in die der Benutzer eine Zigarette einführen kann, bis sie das Heizelement berührt. Der Rand des Griffs wird dann heruntergedrückt, um das Feuerzeug zu aktivieren, das Heizelement zündet dann die Zigarette an und trennt den Stromkreis mit einem hörbaren Ping sobald die gewünschte Temperatur wie bei einem herkömmlichen Feuerzeug erreicht ist. Der Vorteil einer solchen Konstruktion liegt in der Sicherheit, da das glühende Heizelement nicht versehentlich auf den Schoß eines Insassen fallen kann. Es nimmt jedoch die Möglichkeit, das Feuerzeug zu entfernen, um die Steckdose als Steckdose zu verwenden, und ermöglicht auch nicht das Anzünden von Zigarren, da die Öffnung nicht groß genug ist.

Steckdose

Ein 12-Volt-Zigarettenanzünderstecker mit einer Spitze, die abgeschraubt werden kann, um eine interne Sicherung zu ersetzen
Eine Steckerleiste zur Verwendung mit Hilfs Steckdosen

Bei neueren Autos ist die Steckdose mit einer Kunststoffabdeckung ohne das Feuerzeugheizelement ausgestattet. Die Steckdose wurde jedoch umfunktioniert und wird weiterhin zur Stromversorgung von Unterhaltungselektronik in Fahrzeugen verwendet. Häufig kann ein Fahrzeug aus praktischen Gründen mit mehreren Steckdosen ausgestattet sein, einige im hinteren Fahrgastbereich des Fahrzeugs oder sogar im Laderaum, um tragbare Geräte mit Strom zu versorgen. An diesen Steckdosen ist normalerweise eine Plastikkappe befestigt und sie sind normalerweise nur für Gleichstrom gekennzeichnet, da sie der von einem elektrischen Zigarettenanzünder erzeugten Hitze nicht standhalten sollen.

Die Verwendung von Zigarettenanzünderbuchsen zur Versorgung mit 12 Volt Gleichstrom ist ein Beispiel für die Abwärtskompatibilität zu einem De-facto-Standard . Als Stromanschluss ist die leichtere Buchse größer, schwieriger zu verwenden und weniger zuverlässig als andere DC-Anschlüsse. Zigarettenanzünder-Behälter sind in vielen Straßenfahrzeugen und einigen Booten weit verbreitet. Zur vorübergehenden Verwendung stehen tragbare Zigarettenanzünderbuchsen, die an Kabeln befestigt sind, und Krokodilklemmen zum direkten Anschluss an Autobatterien zur Verfügung. In neueren Fahrzeugen können auch ein oder mehrere USB-Anschlüsse vorgesehen sein. Außerdem ist die Stromabgabe des Feuerzeugsteckers in neueren Autos so zuverlässig, dass Laptops ohne Spannungsprobleme aufgeladen werden können.

Standardisierte 12-Volt-Gleichstrom-Autostecker sind in den Vereinigten Staaten durch den UL- Standard 2089 in Bezug auf Fahrzeugbatterieadapter definiert. Diese Norm gilt für Stecker und Kabelsätze zum Einstecken in Zigarettenanzünderbuchsen. In Europa sind 12-Volt-Stecker und -Steckdosen nicht besonders reguliert und benötigen keine Zulassungen für das CE-Zeichen .

Der Stecker wird manchmal Einspeiseleistung verwendet in einem Fahrzeug die Batterie wieder aufzuladen , weil es in der Regel keine Regulierungsschaltung zwischen dem Ausgang und der Fahrzeugbatterie aufweist. Zum Beispiel werden tragbare Solarbatterie-Wartungsgeräte im Allgemeinen auf diese Weise mit einer Fahrzeugbatterie verbunden. Auch Erhaltungsladegeräte werden manchmal auf diese Weise angeschlossen, sodass die Motorhaube des Fahrzeugs nicht geöffnet werden muss und die Möglichkeit einer Verpolung ausgeschlossen ist. Die meisten Autos sind heutzutage mit einem Batterie-Minus-Erdungssystem ausgestattet und haben daher eine +12-V-Plus-Stromverteilung. In einem solchen Fall beträgt der mittlere Pin eines Steckers / einer Buchse +12 V DC und das Außengehäuse 0 V. Obwohl die Polarität bei einem Zigarettenanzünder kein Problem darstellt, ist es ratsam, die richtige Polarität beim Anschließen anderer Arten von Zubehör zu überprüfen.

Bei einigen Modellen wird die Zigarettenanzünder-Steckdose nicht mit Strom versorgt, wenn der Zündschlüssel abgezogen wird und das Aufladen ist nicht möglich, obwohl eine Modifikation des Sicherungskastens das Entsperren der kontinuierlichen Stromausgabe ermöglichen kann, indem eine Parallelschaltung von einem kontinuierlich mit Strom versorgten Sicherungsschlitz durch ein " Huckepack"-Anschluss.

Da die Zigarettenanzünderbuchse ursprünglich nur zum Erwärmen eines Zigarettenanzünders entworfen wurde, kann die Umnutzung dieser Steckdosen als allgemeine Stromanschlüsse zu vielen Problemen führen. Neben den Problemen mit teilweise kompatiblen Baumaßen können die Stecker unter normalen Fahrbedingungen aufgrund mangelnden Halts aus der Steckdose vibrieren. Es gab auch Berichte über geschmolzene Steckerspitzen aufgrund von schlechtem Kontakt und Wärmeentwicklung durch ohmschen Widerstand .

Ein zweites Problem besteht darin, dass die nominelle "Zwölf-Volt"-Leistung in Autos stark schwankt. Die Steckdose wird direkt an das Bordnetz des Autos angeschlossen. Die tatsächliche Spannung, die der Spannung der Autobatterie entspricht, beträgt ungefähr 12,5 Volt im Ruhezustand (weniger bei Kälte), ungefähr 14,5 Volt, wenn der Motor und die Lichtmaschine/Generator in Betrieb sind (mehr im kalten Zustand) und kann kurzzeitig auf bis zu sinken 5–6 Volt während des Motorstarts aufgrund des hohen vorübergehenden Batteriestromverbrauchs. Wenn DC-DC-Wandler verwendet werden, kompensieren normalerweise kleine Schwankungen, aber ohne eine unabhängige batteriebetriebene unterbrechungsfreie Stromversorgung ist möglicherweise kein zuverlässiger Strom verfügbar .

Selten kann es zu extremeren Spannungsschwankungen kommen, wenn die Autobatterie bei laufendem Motor abgeklemmt wird oder das Auto eine Starthilfe erhält . Wenn die Batterie bei laufendem Motor abgeklemmt wird, ist ihre spannungsglättende Wirkung (ähnlich wie bei Kondensatoren ) nicht verfügbar und ein Lastabwurf- Transient kann sehr hohe Spannungen erzeugen, da der eingebaute Spannungsregler den Feldstrom der Lichtmaschine zum Laden des Fahrzeugs geregelt hat Batterie und obwohl es versucht, den Feldstrom zu reduzieren, um die Ausgangsspannung konstant zu halten, ist die Feldwicklung stark induktiv und das Einstellen des Stroms auf seinen neuen Wert dauert mehrere hundert Millisekunden, während denen die Ausgangsspannung der Lichtmaschine ihren beabsichtigten Wert überschreitet. Der Transient des Lastabwurfs kann auch die Dioden in der Lichtmaschine ruinieren, indem er ihre Durchbruchspannung überschreitet. Ein Auto, das eine Starthilfe von einem Lkw erhält, kann in einigen Fahrzeugen einem 24-V-Bordnetz unterliegen. Außerdem wird von einigen Abschleppwagenfahrern in kalten Klimazonen ein "Doppelbatterie-Fremdstart" durchgeführt.

-Geräte , die von der Aufnahme Bedürfnissen Rechnung für eine intermittierenden Kontakt und Spannungen außerhalb des Nenn gespeist werden 12 V DC , wie beispielsweise maximale Spannung 9-16 V kontinuierlich oder maximale Spannung von 20 V bleibenden 1 Stunde , 24 V bleibende 1 Minute , und 40 V mit einer Dauer von 400 ms . Ein Beispiel für die Toleranz der Nennwerte von Schutzkomponenten ist +50 bis –60 V DC . Robuste Geräte müssen Temperaturen zwischen –40 und +85 °C (–40 und 185 °F) sowie mögliche hohe Luftfeuchtigkeit und Kondensation von Wasser vertragen.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Externe Links