DE102006024996A1

DE102006024996A1 - Berührschutzelement

Info

Publication number: DE102006024996A1
Application number: DE200610024996
Authority: DE
Inventors: Udo Pech; Mathias Weller
Original assignee: ABL SURSUM BAYERISCHE ELEKTROZ; Abl Sursum Bayerische Elektrozubehor & Co KG GmbH
Current assignee: ABL SURSUM BAYERISCHE ELEKTROZ; Abl Sursum Bayerische Elektrozubehor & Co KG GmbH
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2026-05-31
Also published as: DE102006024996B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Berührschutzelement (10) für eine elektrische Kupplung und/oder eine elektrische Steckdose, eine elektrische Kupplung und/oder Steckdose mit einem Berührschutzelement (10) sowie ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kupplung oder einer elektrischen Steckdose mit Berührschutzelement. Das vorgeschlagene Berührschutzelement (10) ist ausgebildet und bestimmt zum Einschieben in einen hierfür vorgesehenen Einschubspalt im Kontaktträger der Kupplung und/oder Steckdose. Es umfasst ein Schutzteil (11), dass die Kontaktbuchsen der Kupplung bzw. Steckdose im eingeschobenen Zustand des Berührschutzelements (10) verschließt, sowie ein Fixierteil (12), über das das Berührschutzelement (10) im eingeschobenen Zustand im Kontaktträger verankert ist. Im eingeschobenen Zustand ist das Schutzteil (11) gegenüber dem Fixierteil (12) beweglich zwischen einer Schutzstellung, in der die Kontaktbuchsen (32) verschlossen sind, und einer Kontaktstellung, in der die Kontaktstifte eines Steckers in die Kontaktbuchsen eingeschoben oder einschiebbar sind. Ferner weist das Berührschutzelement (10) zwischen Fixierteil (12) und Schutzteil (11) eine elastische Einrichtung (13) auf, die das Schutzteil (11) in der Schutzstellung hält und einer Bewegung in Richtung Kontaktstellung eine Schließkraft entgegensetzt. Auch weist das Schutzteil (11) Schrägflächen (14) auf, die in der Schutzstellung vor den Kontaktbuchsen angeordnet sind. Die Schrägflächen (14) sind dazu ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Berührschutzelement für eine elektrische Kupplung und/oder eine elektrische Steckdose, eine elektrische Kupplung und/oder Steckdose mit einem Berührschutzelement sowie ein Verfahren zum Herstellung einer elektrischen Kupplung oder elektrischen Steckdose mit Berührschutzelement.
Elektrische Kupplungen und elektrische Steckdosen sind dafür ausgebildet, mit einem elektrischen Stecker derart zusammenzuwirken, dass elektrische Verbindungen durch Einstecken des Steckers in die Kupplung bzw. die Steckdose geschlossen und durch Herausziehen des Steckers wieder geöffnet werden können. Hierfür weisen Kupplung und Steckdose Kontaktbuchsen auf, die mit Kontaktstiften der jeweiligen Stecker zusammenwirken, wobei die Kontaktstifte zur Herstellung der elektrischen Verbindung in die Kontaktbuchsen gesteckt werden.
Um Unfälle durch Stromschläge zu vermeiden, sind die Kontaktbuchsen derart im Inneren von Kupplung bzw. Steckdose angeordnet, dass eine direkte Berührung durch Menschen nicht möglich ist. Die Kontaktbuchen sind in oder an einem Kontaktträger der Kupplung bzw. Steckdose angeordnet. Um das Einschieben der Kontaktstifte eines Steckers zu ermöglichen, sind die Kontaktbuchsen über Kontaktbuchsenöffnungen im Kontaktträger von außen zugänglich. Die Abmessungen dieser Öffnungen sind zwar so gewählt, dass ein Mensch nicht direkt die Kontaktbuchsen berühren kann, jedoch können hierfür nicht bestimmte Gegenstände, insbesondere längliche Gegenstände, in die Kontaktbuchsen eingeschoben werden und dadurch zu Un fällen aufgrund der gegebenenfalls an den Kontaktbuchsen anliegenden elektrischen Spannung führen.
Um das Einschieben derartiger Gegenstände in die Kontaktbuchse zu verhindern sind spezielle Berührschutzelemente bekannt. Diese werden auch als Kinderschutz, Kinderschutzelemente oder Sicherheitselemente bezeichnet.
Berührschutzelemente können nachträglich an Kupplungen oder Steckdosen angebracht werden. Es ist aber auch bekannt, Berührschutzelemente als festen Bestandteil in Kupplungen bzw. Steckdosen zu integrieren.
Bei der letztgenannte Variante ist üblicherweise eine Beweglichkeit der Berührschutzelemente quer zur Ausrichtung der Kontaktbuchsen und damit quer zu den Kontaktbuchsenöffnungen vorgesehen. Ein derartiges Berührschutzelement ist beispielsweise aus WO 02/41455 A1 bekannt.
In der Regel weist das Berührschutzelement Schrägflächen auf, die vor den Kontaktbuchsen angeordnet sind. Bei einem vorgesehenen Einstecken der Kontaktstifte eines Steckers in die Kontaktbuchsenöffnungen führt die dabei auf die Schrägflächen wirkende Kraft dazu, dass das Berührschutzelement zur Seite bewegt wird und damit die Kontaktbuchsen freigibt. Die Ausbildung und Anordnung der Berührschutzelemente erfolgt dabei derart, dass nur das parallele Einschieben aller Kontaktstifte in die jeweiligen Kontaktbuchsenöffnung eine Freigabe der Kontaktbuchse bewirkt. Wird hingegen ein länglicher Gegenstand in nur eine der Kontaktbuchsenöffnungen eingeschoben und gegen die Schrägfläche gedrückt, so ist das Berührschutzelement derart ausgebildet und angeordnet, dass sich Verkantungen ergeben, die eine Bewegung des Berührschutzelements und damit eine Freigabe der Kontaktbuchse verhindern. Ist kein Stecker eingesteckt, wird das Berührschutzelement über eine zwischen Berührschutzelement und Kontaktträger der Kupplung bzw. Steckdose angeordnete Feder in einer Stellung gehalten, in der die Kontaktbuchsen verschlossen sind.
Ein Nachteil bekannter Berührschutzelemente ist der hohe Aufwand der Integration der Berührschutzelemente in Kupplung bzw. Steckdose. Hierfür müssen mehrere Komponenten in exakter Zuordnung zueinander angebracht werden, beispielsweise das Berührschutzelemente sowie die diesem zugeordnete Feder zwischen Berührschutzelement und Kontaktträger.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Berührschutzelement sowie eine neue Kupplung bzw. Steckdose mit einem Berührschutzsystem anzugeben, das bzw. die eine einfache und zeitsparende Montage ermöglicht. Ferner soll ein einfaches Verfahren zum Herstellung einer elektrischen Kupplung oder elektrischen Steckdose mit Berührschutzelement angegeben werden.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Berührschutzelements mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst und hinsichtlich der Kupplung bzw. der Steckdose mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7. Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das Berührschutzelement gemäß der Erfindung ist für eine elektrische Kupplung und/oder eine elektrische Steckdose vorgesehen, wobei die Kupplung und/oder Steckdose Kontaktbuchsen umfasst, die in oder an einem Kontaktträger angeordnet sind und die dazu bestimmt sind, elektrische Verbindungen mit eingeschobenen Kontaktstiften eines elektrischen Steckers herzustellen. Das Berührschutzelement ist ausgebildet und bestimmt zum Einschieben in einen hierfür vorgesehenen Einschubspalt im Kontaktträger der Kupplung und/oder Steckdose. Ferner ist das Berührschutzelement dazu ausgebildet und bestimmt, in einem in den Einschubspalt eingeschobenen Zustand die Kontaktbuchsen zu verschließen und nur für ein Einschieben der Kontaktstifte eines elektrischen Steckers freizugeben.
Das Berührschutzelement umfasst ein Schutzteil und ein Fixierteil. Im eingeschobenen Zustand des Berührschutzelements, das heißt wenn das Berühr schutzelement in Kupplung bzw. Steckdose integriert ist durch Einschieben in den Einschubspalt (oder: Aufnahmeschacht) des Kontaktträgers, verschließt das Schutzteil die Kontaktbuchsen. Das Fixierteil ist in diesem Zustand des Berührschutzelements fest im Kontaktträger verankert bzw. angebracht, das heißt es ist fest mit dem Kontaktträger verbunden, eine Relativbewegung zwischen Fixierteil und Kontaktträger ist nicht möglich, es besteht eine starre Verbindung zwischen Fixierteil des Berührschutzelements und Kontaktträger.
Das Schutzteil hingegen ist im eingeschobenen Zustand gegenüber dem Fixierteil und damit auch gegenüber dem Kontaktträger beweglich, und zwar zwischen einer Schutzstellung, in der die Kontaktbuchsen durch das Schutzteil verschlossen sind, und einer Kontaktstellung, in der die Kontaktstifte eines Steckers in die Kontaktbuchsen eingeschoben oder einschiebbar sind, das heißt in der die Kontaktbuchsen freigegeben sind.
Das Berührschutzelement weist ferner zwischen Fixierteil und Schutzteil eine elastische Einrichtung auf, die das Schutzteil in der Schutzstellung hält und einer Bewegung in Richtung Kontaktstellung eine Schließkraft entgegensetzt.
Ferner ist vorgesehen, dass das Schutzteil Schrägflächen aufweist, die in der Schutzstellung vor den Kontaktbuchsen angeordnet sind, wobei die Schrägflächen dazu ausgebildet und bestimmt sind, eine von den Kontaktstiften eines Steckers beim Einstecken übertragene Kraft zumindest teilweise in eine Öffnungskraft zu überführen, die eine Bewegung des Schutzteils aus der Schutzstellung in die Kontaktstellung bewirkt und damit der von der elastischen Einrichtung ausgehenden Schließkraft entgegenwirkt.
Das Berührschutzelement ist somit insgesamt als Baueinheit oder Modul ausgebildet, das in einen hierfür vorgesehenen Einschubspalt oder Aufnahmeschacht des Kontaktträgers der Kupplung bzw. Steckdose einschiebbar ist. Diese Baueinheit bzw. dieses Modul enthält alle für die Funktion des Berührschutzelements wichtigen Komponenten, das heißt es umfasst sowohl den Schutzteil als auch den Fixierteil sowie die elastische Einrichtung.
Die Vorteile der Erfindung liegen somit insbesondere in der einfachen Einbringung des Berührschutzelements in die Kupplung bzw. Steckdose bei deren Herstellung bzw. Montage. Es muss lediglich das Berührschutzelement als Baueinheit bzw. Modul in den Einschubspalt bzw. Aufnahmeschacht des Kontaktträgers eingeschoben werden. Eine Einbringung und exakte Zueinanderanordnung mehrere Komponenten, wie beim Stand der Technik, ist nicht erforderlich. Insbesondere ist keine direkte Anordnung einer Feder als elastische Einrichtung zwischen Berührschutzelement und Kontaktträger erforderlich. Vielmehr umfasst nunmehr das Berührschutzelement selbst beide für die Bewegung erforderlichen Komponenten (Schutzteil und Fixierteil), das heißt die elastische Einrichtung, beispielsweise Feder oder Federbügel, ist vollständig innerhalb des Berührschutzelements abgestützt, beide Seiten der elastischen Einrichtung (beispielsweise Feder oder Federbügel) sind an einem Teil des Berührschutzelements angeordnet. Die Bewegung gegenüber dem Kontaktträger und damit gegenüber Kontaktbuchsenöffnungen im Kontaktträger wird sichergestellt über das Fixierteil des Berührschutzelements, das fest und starr bzw. unbeweglich bei der Montage (Einschieben in Einschubspalt) mit dem Kontaktträger verbunden wird, beispielsweise über eine Rastverbindung. Insgesamt ermöglicht das Berührschutzelement nach der Erfindung somit eine einfache, zeitsparende und damit kostengünstige Herstellung einer Kupplung bzw. Steckdose mit Berührschutzfunktion.
Bei einer bevorzugten und vorteilhaften ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass Fixierteil und Schutzteil in einem Produktionszustand des Berührschutzelements, das heißt nach Fertigstellung des Berührschutzelements (der vollständigen Baueinheit bzw. des vollständigen Moduls) und vor Einschieben in den Einschubspalt, einstückig ausgebildet sind, insbesondere in einem Formprozess gemeinsam und zusammenhängend hergestellt sind. Hierbei sind Fixierteil und Schutzteil über eine oder mehrere, insbesondere zwei Verbindungsstege fest miteinander verbunden, das heißt eine Relativbewegung zwischen Fixierteil und Schutzteil ist im Produktionszustand nicht möglich. Ferner ist in oder an jedem der Verbindungsstege mindestens eine Sollbruchstelle vorgesehen. Diese ist im eingeschobenen Zustand des Berührschutzelements gebrochen, wodurch in diesem Zustand eine Relativbewegung zwischen Fixierteil und Schutzteil möglich ist.
Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass in die zunächst vorliegende Einheit aus Fixierteil und Schutzteil problemlos eine elastische Einrichtung, beispielsweise eine Feder (z.B. eine Spiral- oder Schraubenfeder), zwischen den beiden Teile angeordnet werden kann, da diese sich ja noch nicht gegeneinander Bewegen können. Erst beim Einschieben in den Aufnahmespalt des Kontaktträgers brechen die Sollbruchstellen und ermöglichen dann die Relativbewegung zwischen Fixierteil und Schutzteil, geregelt über die zwischen den beiden Teilen angeordnete elastische Einrichtung.
Bevorzugt ist die elastische Einrichtung bei der vorbeschriebenen ersten Ausführungsform des Berührschutzelement eine Feder, insbesondere eine Spiral- oder Schraubenfeder.
Eine ebenfalls bevorzugte und vorteilhafte zweite Ausführungsform des Berührschutzelements nach der Erfindung sieht vor, dass Fixierteil und Schutzteil und elastische Einrichtung einstückig ausgebildet sind. Damit sind alle für die Funktion des Berührschutzelements wichtigen Komponenten nicht nur im Berührschutzelement selbst vorgesehen, sondern liegen sogar einstückig miteinander verbunden vor. Insbesondere sind sie in einem Formprozess gemeinsam und zusammenhängend hergestellt. Bevorzugt ist diese Einstückigkeit nicht nur im Produktionszustand des Berührschut1zelements gegeben, sondern sie bliebt – im Unterschied zu der vorbeschriebenen ersten Ausführungsform – auch im eingesetzten Zustand, das heißt nach dem Einschieben in den Aufnahmespalt des Kontaktelements und damit auch nach der fertigen Montage der Kupplung bzw. Steckdose, erhalten.
Der Vorteil dieser zweiten Ausführungsform liegt insbesondere darin, dass das vollständige Berührschutzelement direkt nach seinem Formungsprozess, ohne Hinzufügung weiterer Komponenten, beispielsweise einer elastischen Einrichtung, in den Aufnahmespalt des Kontaktelements eingeschoben werden kann. Es entfällt eine Vormontage des Berührschutzelements ebenso wie das zusätzliche Einbringen oder Vorsehen von ergänzenden Teilen im Kontraktträger. Die Montage der Kupplung bzw. der Steckdose wird dadurch besonders einfach, zeitsparend und damit kostengünstig.
Von Vorteil ist ferner, dass das Berührschutzelement bei dieser zweiten Ausführungsform aufgrund der Einstückigkeit nur noch aus einem Material besteht, üblicherweise einem Kunststoff. Dies reduziert die Herstellungskosten und vereinfacht die Bereitstellungslogistik. Zusätzliche Komponenten, beispielsweise Federn zur Bildung der elastischen Einrichtungen, müssen nicht mehr zugekauft, bereitgestellt und montiert werden.
Zweckmäßigerweise bilden im Falle der zweiten Ausführungsform ein oder mehrere, insbesondere zwei Federbügel die elastische Einrichtung. Hierfür besteht das Berührschutzelement bevorzugt aus einem Kunststoff mit ausreichender Elastizität. Material und Formgebung der Federbügel sind zweckmäßigerweise so gewählt, dass auch langfristig (das heißt mindestens über die gesamte Lebensdauer der Kupplung bzw. Steckdose) kein Bruch der Federbügel auftritt, gleichzeitig aber ebenfalls langfristig die für die Funktion des Berührschutzelements erforderliche Beweglichkeit und Rückstellkraft zwischen Fixierteil und Schutzteil gewährleistet ist.
Bei allen Berührschutzelementen nach der Erfindung kann zweckmäßigerweise zur Verankerung des Fixierteils im Kontaktträger mindestens eine Rastverbindung vorgesehen sein. Bevorzugt weist diese Rastverbindung eine Rastnase (auch: Rasthaken) am Fixierteil auf, die in eine korrespondierende Ausnehmung im Kontaktträger eingreift. Diese Rastverbindung rastet beim Einschieben des Berührschutzelements in den Einschubspalt des Kontakt trägers ein und sorgt für eine starre Verbindung zwischen Fixierteil und Kontaktträger.
Die elektrische Kupplung oder elektrische Steckdose nach der Erfindung umfasst einen Kontaktträger mit Kontaktbuchsen, die in oder an dem Kontaktträger angeordnet sind und die dazu bestimmt sind, elektrische Verbindungen mit eingeschobenen Kontaktstiften eines elektrischen Steckers herzustellen. Im Kontaktträger weist die Kupplung bzw. Steckdose einen Einschubspalt auf.
Ferner umfasst die elektrische Kupplung bzw. Steckdose ein Berührschutzelement. Bei diesem Berührschutzelement handelt es sich bevorzugt um ein Berührschutzelement entsprechend den vorstehenden Ausführungen. Das Berührschutzelement ist in den vorgenannten Einschubspalt im Kontaktträger der Kupplung bzw. Steckdose eingeschoben.
Das Berührschutzelement selbst ist hierbei dazu ausgebildet und bestimmt, die Kontaktbuchsen zu verschließen und nur für ein Einschieben der Kontaktstifte eines elektrischen Steckers freizugeben. Es umfasst ein Schutzteil, das die Kontaktbuchsen verschließt, und ein Fixierteil, über das das Berührschutzelement im Kontaktträger verankert ist. Das Schutzteil ist gegenüber dem Fixierteil beweglich, und zwar zwischen einer Schutzstellung, in der die Kontaktbuchsen verschlossen sind, und einer Kontaktstellung, in der die Kontaktstifte eines Steckers in die Kontaktbuchsen eingeschoben oder einschiebbar sind, das heißt die Kontaktbuchsen sind in der Kontaktstellung freigegeben. Ferner weist das Berührschutzelement zwischen Fixierteil und Schutzteil eine elastische Einrichtung auf, die das Schutzteil in der Schutzstellung hält und einer Bewegung in Richtung Kontaktstellung eine Schließkraft entgegensetzt. Auch ist vorgesehen, dass das Schutzteil Schrägflächen aufweist, die in der Schutzstellung vor den Kontaktbuchsen angeordnet sind. Diese Schrägflächen sind dazu ausgebildet und bestimmt, eine von den Kontaktstiften eines Steckers beim Einstecken übertragene Kraft zumindest teilweise in eine Öffnungskraft zu überführen, die eine Bewegung des Schutz teils aus der Schutzstellung in die Kontaktstellung bewirkt und damit der von der elastischen Einrichtung ausgehenden Schließkraft entgegenwirkt.
Die Vorteile dieser elektrische Kupplung bzw. Steckdose ergeben sich aus den vorstehend anhand des erfindungsgemäßen Berührschutzelements erläuterten Vorteilen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung (oder: Montage) einer elektrischen Kupplung oder elektrischen Steckdose umfasst folgende Schritte:
Ein Berührschutzelement umfassend ein Schutzteil und ein Fixierteil wird in einen Einschubspalt eines Kontaktträgers eingeschoben. Bei dem Berührschutzelement handelt es sich hierbei bevorzugt um das erfindungsgemäße Berührschutzelement entsprechend den vorstehenden Ausführungen.
Schließlich verrastet das Fixierteil des Berührschutzelements mit dem Kontaktträger, wodurch eine weitere Einschubbewegung und ein Herausziehen des Fixierteils und damit des gesamten Berührschutzelements aus dem Einschubspalt verhindert wird.
Ergänzend kann vorgesehen sein, dass das Schutzteil des Berührschutzelements gegen einen Anschlag gedrückt und anschließend das Fixierteil des Berührschutzelement auf das Schutzteil zu bewegt wird. Dabei wird eine zwischen Schutzteil und Fixierteil angeordnete elastische Einrichtung vorgespannt.
Schließlich kann das Verfahren noch den Schritt umfassen, dass beim Einschieben des Berührschutzelements mindestens eine Sollbruchstelle in einem oder mehreren starren Verbindungsstegen zwischen Schutzteil und Fixierteil bricht. Dadurch wird das Schutzteil gegenüber dem Fixierteil und gegenüber dem Kontaktträger der Kupplung oder Steckdose beweglich.
Die Vorteile des Verfahrens ergeben sich aus den vorstehend anhand des erfindungsgemäßen Berührschutzelements erläuterten Vorteilen. Bei der herzustellenden Kupplung bzw. der herzustellenden Steckdose handelt es sich bevorzugt um eine erfindungsgemäße Kupplung bzw. Steckdose entsprechend den vorstehenden Ausführungen.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
1 bis 5 in verschiedenen Ansichten ein Ausführungsbeispiel für die vorbeschriebene erste Ausführungsform eines Berührschutzelements nach der Erfindung,
6 bis 9 in verschiedenen Darstellungen und Schnitten die Anordnung des Berührschutzelements nach 1 bis 5 in einer Kupplung,
10 bis 14 in verschiedenen Darstellungen und Schnitten das Vorgehen bei Einbringung des Berührschutzelements nach 1 bis 5 in eine Kupplung,
15 bis 18 in Schnittdarstellungen die Funktionsweise des in eine Kupplung eingesetzten Berührschutzelements nach 1 bis 5, und
19 ein Ausführungsbeispiel für die vorbeschriebene zweite Ausführungsform eines Berührschutzelements nach der Erfindung.
Einander entsprechende Teile sind in 1 bis 19 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 bis 5 zeigen in verschiedenen Ansichten ein Ausführungsbeispiel für die vorbeschriebene erste Ausführungsform eines Berührschutzelements 10 nach der Erfindung. 1 zeigt in dreidimensionaler Darstellung einen Blick auf eine Vorderseite 21 des Berührschutzelements 10, wobei die Vorderseite 21 die in einem in eine Kupplung 30 eingesetzten Zustand des Berührschutzelements 10 einem einzusteckenden Stecker zugewandte und entsprechend den in der Kupplung 30 angeordneten Kontaktbuchsen 32 abgewandte Seite des Berührschutzelements 10 ist. 2 zeigt, ebenfalls in dreidimensionaler Darstellung, einen Blick auf eine der Vorderseite 21 gegenüberliegende Rückseite 22 (den Kontaktbuchsen 32 zugewandte Seite) des Berührschutzelements 10. 3 und 4 zeigen in zweidimensionaler Darstellung eine Draufsicht auf die Vorderseite 21 bzw. auf die Rückseite 22 des Berührschutzelements 10. 5 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus 4, wobei die verschiedenen Flächen ergänzend schraffiert sind.
Das Berührschutzelement 10 ist in 1 bis 5 in einem Produktionszustand, das heißt vor dem Einschieben in einen Kontaktträger 31 einer Kupplung 30 oder Steckdose, dargestellt. Das Berührschutzelement 10 weist ein Schutzteil 11 und ein Fixierteil 12 auf, die einstückig ausgebildet sind. Schutzteil 11 und Fixierteil 12 sind starr über zwei Verbindungsstege 15 miteinander verbunden. Angrenzend an das Schutzteil 11 weisen diese Verbindungsstege 15 eine Sollbruchstelle 16 auf. Diese sind dazu bestimmt, beim Einschieben in den Kontaktträger 31 zu brechen und damit die starre Verbindung zwischen Schutzteil 11 und Fixierteil 12 zu lösen, das heißt Schutzteil 11 und Fixierteil 12 sind dann (im eingeschobenen Zustand) relativ zueinander beweglich. Die Verbindungsstege 15 und die Sollbruchstellen 16 sind in 5 vergrößert dargestellt.
In 1 bis 4 ist weiter zu erkennen, dass zwischen Schutzteil 11 und Fixierteil 12 eine Feder 13 als elastische Einrichtung angeordnet ist. Ein Federende ist am Schutzteil 11, ein gegenüberliegendes Federende am Fixierteil 12 abgestützt.
1 ist ferner entnehmbar, dass das Berührschutzelement 10 an seiner Vorderseite 21 zwei Schrägflächen 14 aufweist, die nach Einschieben des Berührschutzelements 10 in einen Kontaktträger 31 zwischen Kontaktbuchsen 32 und Kontaktbuchsenöffnungen 33 (vgl. 7) angeordnet sind. Eine Ausnehmung 25 im Schutzteil 11 korrespondiert mit einem Anschlagelement 35 in der Kupplung 30 bzw. Steckdose, der am Kontaktträger 31 selbst ausgebildet sein kann oder als eigenes Element 35 in den Kontaktträger 31 eingesteckt ist (vgl. 10). Ausnehmung 25 und Anschlagelement 35, das gleichzeitig weitere Funktionen übernehmen kann, begrenzen die Einschubbewegung des Berührschutzelements 10 in den Kontaktträger 31.
Weiter sind in 1 bis 4 Führungsstege 23 am Schutzteil 11 und Führungsausnehmungen 24 am Fixierteil 12 dargestellt, die eine Führung für einer Bewegung des Schutzteils 11 gegenüber dem Fixierteil 12 bei ordnungsgemäß eingestecktem Stecker sicherstellen und damit die Kontaktbuchsen 32 für die Kontaktstifte des Steckers freigeben. Gleichzeitig sorgen Führungsstege 23 und Führungsausnehmungen 24 durch Verkantungen dafür, dass bei einem nicht vorgesehenen Einschieben eines längliches Gegenstandes ein Wegschieben des Schutzteils 11 blockiert ist und somit die Kontaktbuchsen 32 verschlossen bleiben (vgl. hierzu 17 und 18).
In 1 bis 4 ist ferner eine Rastnase 19 am Fixierteil 12 zu sehen, die mit einer Ausnehmung 20 im Kontaktträger 31 zusammenwirkt. Rastnase 19 und Ausnehmung 20 bilden eine Rastverbindung 18, über die das Fixierteil 12 bei eingestecktem Berührschutzelement 10 starr mit dem Kontaktträger 31 verbunden ist.
6 bis 9 zeigen in verschiedenen Darstellungen und Schnitten die Anordnung des Berührschutzelements 10 nach 1 bis 5 in einer elektrischen Kupplung 30. 6 zeigt die vollständige elektrische Kupplung 30, die bis auf die spezielle Ausbildung und Anordnung des Berührschutzelements 10 an sich bekannt ist. Im Inneren der Kupplung 30 ist der bereits vorstehend angesprochene Kontaktträger 31 zu erkennen, der von einem Kupplungsgehäuse 36 umgeben ist. Ferner zeigt 6 eine von zwei Kontaktbuchsenöffnung 33 im Kontaktträger 31 (die zweite ist vom Gehäuse 36 verdeckt). Die Kontaktbuchsen 32 selbst sind hinter diesen Kontaktbuchsenöffnungen 33 und hinter dem Schutzteil 12 des Berührschutzelements 10 im Inneren der Kupplung 30 angeordnet und über die Kontaktbuchsenöffnungen 33 mittels Kontaktstiften eines Steckers kontaktierbar (nicht dargestellt).
7 zeigt die Kupplung 30 ohne Kupplungsgehäuse 36 und ohne Anschlusskabel. Zu erkennen ist eine hinter der Kontaktbuchsenöffnung 33 angeordnete Kontaktbuchse 32. Weiter ist ein Kontaktelement 37 und eine Kabelzugentlastung 38 zu sehen. Ferner ist das in einen Einschubspalt 34, der im Kontaktträger 31 ausgebildet ist, eingeschobene Berührschutzelement 10 zu erkennen. Dieses Berührschutzelement 10 entspricht dem Berührschutzelement nach 1 bis 5. Das Berührschutzelement 10, und zwar das Fixierteil 12 des Berührschutzelements (in 7 nicht zu erkennen, vgl. 9), ist mit dem Kontaktträger 31 verrastet, und zwar über die Rastnase 19, die in die Ausnehmung 20 im Kontaktträger 31 eingerastet ist und damit die Rastverbindung 18 ausbildet. Damit ist das Fixierteil 12 fest und starr im Kontaktträger 31 verankert. Aus 7 ist ersichtlich, dass Ausbildung und Verankerung des Fixierteils 12 des Berührschutzelements 10 im Kontaktträger 31 derart erfolgen, dass die von außen sichtbare Fläche des Fixierteils 12 direkt an die Außenfläche des Kontaktträgers 31 anschließt.
8 zeigt eine 7 vergleichbare Darstellung, jedoch ohne Kontaktbuchse 32, Kontaktelement 37 und Kabelzugentlastung 38.
In 9 zeigt die Komponenten entsprechend 8, jedoch ist der Einschubspalt 34 an seiner vorderen Begrenzung aufgeschnitten, das heißt die vordersten Flächenelemente des Kontaktträgers 31, die die Kontaktbuchsenöffnungen 33 enthalten, sind entfernt, um die Anordnung des Berührschutz elements 10 im Einschubspalt 34 zu verdeutlichen. Gleiches gilt auch für 10 bis 12.
9 zeigt das Berührschutzelement 10 im vollständig eingeschobenen Zustand. Das Fixierteil 12 ist über die Rastnase 19 fest mit dem Kontaktträger 31 verrastet (vgl. 7 und 8). Das Schutzteil 11 nimmt seine Schutzstellung ein, das heißt die Kontaktbuchsen 32 sind verschlossen. Die Feder 13 sorgt aufgrund ihrer Federkraft dafür, dass das Schutzteil 11 in der Schutzstellung gehalten wird.
10 bis 14 zeigen in verschiedenen Darstellungen und Schnitten das Vorgehen bei Einbringung des Berührschutzelements 10 nach 1 bis 5 in die Kupplung 30.
In 10, in der wiederum der Einschubspalt 34 aufgeschnitten ist, befindet sich das Berührschutzelement 10 noch in seinem bereits vorstehend erläuterten Produktionszustand, das heißt Schutzteil 11 und Fixierteil 12 sind noch einstückig ausgebildet und über Verbindungsstege 17 starr miteinander verbunden. Die Feder 13 ist zwischen Schutzteil 11 und Fixierteil 12 angeordnet. Das Berührschutzelement 10 steht bereit, um in den Einschubspalt 34 des Kontaktträgers 31 der Kupplung 30 eingeschoben bzw. eingesetzt zu werden. In den Kontaktträger 31 ist bereits das Anschlagelement 35 eingesetzt.
In 11, in der ebenfalls der Einschubspalt 34 aufgeschnitten ist, ist das Berührschutzelement 10 bis zum Anschlagelement 35 in den Einschubspalt 34 des Kontaktträgers 31 eingeschoben, das heißt die Ausnehmung 25 im Schutzteil 11 des Berührschutzelements 10 liegt am Anschlagelement 35 an. Die Sollbruchstellen 16 an den Verbindungsstegen 15 sind noch nicht gebrochen, das Fixierteil 12 ist noch nicht mit dem Kontaktträger 31 verrastet.
In 12, in der wiederum der Einschubspalt 34 aufgeschnitten ist, wird das Berührschutzelement 10 weiter in den Einschubspalt 34 des Kontaktträ gers 31 gedrückt. Das Schutzteil 11 kann sich hierbei aufgrund des Anschlagelements 35 nicht weiter in den Einschubspalt 34 bewegen, so dass nunmehr das Fixierteil 12 gegen das Schutzteil 11 bewegt wird und dabei die Sollbruchstellen 16 an den Verbindungsstegen 15 brechen. Zum Abschluss dieser Bewegung des Fixierteils 12 gegen das Schutzteil 11 verrastet das Fixierteil 12 mit dem Kontaktträger 31 über Rastnase 19 und Ausnehmung 20 (in 12 nicht dargestellt), die eine Rastverbindung 18 ausbilden. Das Fixierteil 12 ist daher nicht mehr gegenüber dem Kontaktträger 31 beweglich. Aufgrund der gebrochenen Sollbruchstellen 16 ist nunmehr jedoch das Schutzteil 11 gegenüber dem Fixierteil 12 und damit auch gegenüber dem Kontaktträger 31 beweglich. Die Außenfläche des Fixierteils 12 bildet mit der Außenfläche des Kontaktträgers eine durchgehende gemeinsame Oberfläche, das heißt der Einschubspalt 34 wird durch das Kontaktelement 10 vollständig verschlossen.
13 bis 15 zeigen die Einschiebesituation entsprechend 10 bis 12 jeweils aus anderer Perspektive. Dargestellt ist der Blick auf die Rückseite 22 des Berührschutzelements 10 beim Einsetzen in den Einschubspalt 34, das heißt der Einschubspalt 34 ist an seiner hinteren Seite aufgeschnitten, der Blick geht aus dem Kontaktträger 31 heraus in Richtung auf die Kontaktbuchsenöffnungen 33. Letztendlich blickt der Betrachter einem einzusteckenden Stecker (nicht dargestellt) entgegen. Zur weiteren Erläuterung von 13 bis 15 sein auf die Ausführungen zu 10 bis 12 verwiesen.
16 bis 18 entsprechen in ihrer Darstellung 13 bis 15, das heißt der Blick ist wiederum auf die Rückseite 22 des eingesetzten Berührschutzelements 10 gerichtet, der Einschubspalt 34 ist an seiner Rückseite aufgeschnitten.
Aus 15 bis 18 ergibt sich die Funktionsweise des vollständig in die Kupplung 30 eingesetzten Berührschutzelements 10 (nach 1 bis 5). In 15 werden die Kontaktbuchsen 32 durch das Schutzteil 11 verschlos sen, das Schutzteil 11 befindet sich in einer Schutzstellung, die von der Feder 13 ausgehende Federkraft hält das Schutzteil 11 in dieser Schutzstellung. In 16 befindet sich das Schutzteil 11 in seiner Kontaktstellung, die Kontaktbuchsenöffnungen 33 sind von hinten zu sehen, das heißt die Kontaktbuchsen 32 sind für eine Kontaktierung freigegeben. Dies ist nur möglich, wenn gleichzeitig Kontaktstifte eines Steckers durch beide Kontaktbuchsenöffnungen 33 eingeschoben werden und damit über beide Schrägflächen 14 eine Kraft auf das Schutzteil 11 wirkt, deren Komponente quer zur Einschubrichtung des Steckers zumindest nahezu exakt der von der Feder 13 ausgehenden Federkraft entgegengerichtet ist, diese überwindet und damit das Schutzteil 11 auf das Fixierteil 12 zu bewegt. Das Schutzteil 11 wird somit innerhalb des Einschubspaltes 34 in Richtung auf das Fixierteil 12 bewegt, entgegen der ursprünglichen Einschubrichtung des Berührschutzelements 10. Nur eine zumindest nahezu gleichmäßige Kraft der Kontaktstifte des Steckers auf beide Schrägflächen 14 kann eine Verkantung des Schutzteils 11 gegenüber dem Fixierteil 12 verhindern und damit eine Freigabe der Kontaktbuchsen 32 bewirken.
Wird hingegen nur eine Schrägfläche 14 belastet, das heißt nur in eine Kontaktbuchsenöffnung ein Gegenstand eingeschoben, so verkanten Schutzelement 11 und Fixierelement 12 miteinander, das Schutzelement 11 kann nicht weit genug aus der Schutzstellung bewegt werden, die Kontaktbuchsen 32 bleiben verschlossen. Diese Situation in ist 17 und 18 dargestellt. Hier zeigt das Berührschutzelement seine Schutzwirkung vor einer ungewollten bzw. nicht vorgesehenen Kontaktierung der Kontaktbuchsen.
Anzumerken ist noch, dass nach dem Herausziehen der in die Kontaktbuchsen 32 eingesteckten Kontaktstifte des Stecker die von der Feder 13 ausgehende Federkraft dafür sorgt, dass das Schutzelement 11 von seiner Kontaktstellung wieder in die Schutzstellung bewegt wird.
19 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die vorbeschriebene zweite Ausführungsform eines Berührschutzelements 10 nach der Erfindung. Dieses Berührschutzelement 10 weist ebenfalls ein Schutzteil 11, ein Fixierteil 12 und eine elastische Einrichtung 17 auf. Diese drei Komponenten 11, 12, 17 sind einstückig ausgebildet, das heißt auch die elastische Einrichtung 17 ist einstückig mit Schutzteil 11 und Fixierteil 12 gebildet. Die elastische Einrichtung 17 besteht hierbei aus zwei Federbügeln 17, die zwischen Schutzteil 11 und Fixierteil 12 ausgebildet sind. Diese Federbügel 17 sind derart elastisch, dass eine Relativbewegung zwischen Schutzteil 11 und Fixierteil 12 möglich ist.
Auch das in 19 dargestellte Berührschutzelement 10 ist zum Einschub in einen Einschubspalt eines Kontaktträgers einer Kupplung bestimmt. Beim Einschieben verrastet das Fixierteil 12 über hieran angebrachte Rasthaken 19 mit korrespondierenden Ausnehmungen im Kontaktträger, so dass das Fixierteil fest und starr mit dem Kontaktträger verbunden ist. Über die beiden Federarme 17 ist dann das Schutzteil 11 innerhalb des Einschubspaltes des Kontaktträgers gegenüber dem Fixierteil 11 und dem Kontaktträger beweglich. Am Schutzteil 11 sind wiederum zwei Schrägflächen 14 ausgebildet, die im eingeschobenen Zustand hinter Kontaktbuchsenöffnungen im Kontaktträger angeordnet sind. Die Orientierung der Schrägflächen 14 ist anders als bei der ersten Ausführungsform nach 1 bis 5. Bei der ersten Ausführungsform führt das Einschieben der Kontaktstifte eines Steckers dazu, dass das Schutzteil 11 auf das Fixierteil 12 zu bewegt wird. Bei der in 19 dargestellten zweiten Ausführungsform jedoch wird beim Einschieben der Kontaktstifte das Schutzteil 11 vom Fixierteil 12 wegbewegt, das heißt in seiner Kontaktstellung ist das Schutzteil 11 hier weiter vom Fixierteil 12 entfernt als in seiner Schutzstellung. Dieser Bewegung setzen die Federbügel 17 aufgrund ihrer Elastizität eine Federkraft entgegen, die dafür sorgt, dass sich das Schutzteil 11 ohne Einwirkung äußerer Kräfte immer in der Schutzstellung befindet. Auch nach dem Herausziehen der Kontaktstifte geht das Schutzteil 11 aufgrund der von den Federbügeln 17 ausgehenden Federkraft wieder in seine Schutzstellung über.
Das Fixierteil 12 ist wiederum derart ausgebildet, dass es den Einschubspalt im Kontaktträger nach außen hin verschließt und mit der Außenfläche des Kontaktträgers eine gemeinsame, nahezu durchgehende Oberfläche bildet. Das Schutzteil 11 ist in seiner Formgebung derart mit der Form des Einschubschachtes im Kontaktträger abgestimmt, dass das Einschieben eines Gegenstandes nur in eine Kontaktbuchsenöffnung zu Verkantungen führt, die eine Bewegung des Schutzteils aus der Schutzstellung derart begrenzen, dass die Kontaktbuchsen weiterhin verschlossen bleiben. Nur das korrekte Einschieben von Kontaktstiften eines Steckers gegen beide Schrägflächen 14 ermöglicht die Freigabe der Kontaktbuchsen für eine Kontaktierung.

10: Berührschutzelement
11: Schutzteil
12: Fixierteil
13: Feder, elastische Einrichtung
14: Schrägflächen
15: Verbindungssteg
16: Sollbruchstelle
17: Federbügel
18: Rastverbindung
19: Rastnase, Rasthaken
20: Ausnehmung
21: Vorderseite
22: Rückseite
23: Führungsstege
24: Führungsausnehmung
25: Ausnehmung
30: Elektrische Kupplung
31: Kontaktträger
32: Kontaktbuchse
33: Kontaktbuchsenöffnung
34: Einschubspalt
35: Anschlagelement
36: Kupplungsgehäuse
37: Kontaktelement
38: Kabelzugentlastung

Claims

Berührschutzelement (10) für eine elektrische Kupplung (30) und/oder eine elektrische Steckdose a) wobei die Kupplung (10) und/oder Steckdose Kontaktbuchsen (32) umfasst, die in oder an einem Kontaktträger (31) angeordnet sind und die dazu bestimmt sind, elektrische Verbindungen mit eingeschobenen Kontaktstiften eines elektrischen Steckers herzustellen, b) wobei das Berührschutzelement (10) ausgebildet und bestimmt ist zum Einschieben in einen hierfür vorgesehenen Einschubspalt (34) im Kontaktträger (31) der Kupplung (30) und/oder Steckdose, c) wobei das Berührschutzelement (10) dazu ausgebildet und bestimmt ist, in einem in den Einschubspalt (34) eingeschobenen Zustand die Kontaktbuchsen (32) zu verschließen und nur für ein Einschieben der Kontaktstifte eines elektrischen Steckers freizugeben, d) wobei das Berührschutzelement (10) ein Schutzteil (11) umfasst, das die Kontaktbuchsen (32) im eingeschobenen Zustand des Berührschutzelements (10) verschließt, e) wobei das Berührschutzelement (10) ein Fixierteil (12) umfasst, über das das Berührschutzelement (10) im eingeschobenen Zustand im Kontaktträger (31) verankert ist, f) wobei das Schutzteil (11) im eingeschobenen Zustand gegenüber dem Fixierteil (12) beweglich ist zwischen einer Schutzstellung, in der die Kontaktbuchsen (32) verschlossen sind, und einer Kontaktstellung, in der die Kontaktstifte eines Steckers in die Kontaktbuchsen (32) eingeschoben oder einschiebbar sind, g) wobei das Berührschutzelement (10) zwischen Fixierteil (12) und Schutzteil (11) eine elastische Einrichtung (13, 17) aufweist, die das Schutzteil (11) in der Schutzstellung hält und einer Bewegung in Richtung Kontaktstellung eine Schließkraft entgegensetzt, h) wobei das Schutzteil (11) Schrägflächen (14) aufweist, die in der Schutzstellung vor den Kontaktbuchsen (32) angeordnet sind, und i) wobei die Schrägflächen (14) dazu ausgebildet und bestimmt sind, eine von den Kontaktstiften eines Steckers beim Einstecken übertragene Kraft zumindest teilweise in eine Öffnungskraft zu überführen, die eine Bewegung des Schutzteils (11) aus der Schutzstellung in die Kontaktstellung bewirkt und damit der von der elastischen Einrichtung (13, 17) ausgehenden Schließkraft entgegenwirkt.
Berührschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a) Fixierteil (12) und Schutzteil (11) in einem Produktionszustand des Berührschutzelements (10) einstückig ausgebildet sind, wobei Fixierteil (12) und Schutzteil (11) über eine oder mehrere, insbesondere zwei Verbindungsstege (15) fest miteinander verbunden sind, b) wobei in oder an jedem der Verbindungsstege (15) mindestens eine Sollbruchstelle (16) vorgesehen ist, und c) wobei die Sollbruchstellen (16) im eingeschobenen Zustand des Berührschutzelements (10) zur Gewährleistung der Relativbewegung zwischen Fixierteil (12) und Schutzteil (11) gebrochen sind.
Berührschutzelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Einrichtung eine Feder (13) ist.
Berührschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fixierteil (12) und Schutzteil (11) und elastische Einrichtung (17) einstückig ausgebildet sind.
Berührschutzelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Einrichtung ein oder mehrere, insbesondere zwei Federbügel (17) sind, über die Fixierteil (12) und Schutzteil (11) beweglich miteinander verbunden sind.
Berührschutzelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verankerung des Fixierteils (12) im Kontaktträger (31) mindestens eine Rastverbindung (18) vorgesehen ist, insbesondere mindestens eine Rastnase (19) oder mindestens ein Rasthaken (19) am Fixierteil (12), die oder der in eine korrespondierende Ausnehmung (20) im Kontaktträger (31) eingreift.
Elektrische Kupplung (30) oder elektrische Steckdose a) mit einem Kontaktträger (31), und b) mit Kontaktbuchsen (32), die in oder an dem Kontaktträger (31) angeordnet sind und die dazu bestimmt sind, elektrische Verbindungen mit eingeschobenen Kontaktstiften eines elektrischen Steckers herzustellen, c) mit einem Einschubspalt (34) im Kontaktträger (31), und d) mit einem Berührschutzelement (10), insbesondere einem Berührschutzelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, e) wobei das Berührschutzelement (10) in den Einschubspalt (34) eingeschoben ist, f) wobei das Berührschutzelement (10) dazu ausgebildet und bestimmt ist, die Kontaktbuchsen (32) zu verschließen und nur für ein Einschieben der Kontaktstifte eines elektrischen Steckers freizugeben, g) wobei das Berührschutzelement (10) ein Schutzteil (11) umfasst, das die Kontaktbuchsen (32) verschließt, h) wobei das Berührschutzelement (10) ein Fixierteil (12) umfasst, über das das Berührschutzelement (10) im Kontaktträger (31) verankert ist, i) wobei das Schutzteil (11) gegenüber dem Fixierteil (12) beweglich ist zwischen einer Schutzstellung, in der die Kontaktbuchsen (32) verschlossen sind, und einer Kontaktstellung, in der die Kontaktstifte eines Steckers in die Kontaktbuchsen (32) eingeschoben oder einschiebbar sind, j) wobei das Berührschutzelement (10) zwischen Fixierteil (12) und Schutzteil (11) eine elastische Einrichtung (13, 17) aufweist, die das Schutzteil (11) in der Schutzstellung hält und einer Bewegung in Richtung Kontaktstellung eine Schließkraft entgegensetzt, k) wobei das Schutzteil (11) Schrägflächen (14) aufweist, die in der Schutzstellung vor den Kontaktbuchsen (32) angeordnet sind, und l) wobei die Schrägflächen (14) dazu ausgebildet und bestimmt sind, eine von den Kontaktstiften eines Steckers beim Einstecken übertragene Kraft zumindest teilweise in eine Öffnungskraft zu überführen, die eine Bewegung des Schutzteils (11) aus der Schutzstellung in die Kontaktstellung bewirkt und damit der von der elastischen Einrichtung (3, 7) ausgehenden Schließkraft entgegenwirkt.
Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kupplung (30) oder elektrischen Steckdose, insbesondere einer elektrischen Kupplung (30) oder elektrischen Steckdose nach Anspruch 7, bei dem a) in einen Einschubspalt (34) eines Kontaktträgers (31) der Kupplung (30) oder Steckdose ein Berührschutzelement (10) mit einem Schutzteil (11) und einem Fixierteil (12), insbesondere ein Berührschutzelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, eingeschoben wird, b) wobei das Fixierteil (12) des Berührschutzelements (10) schließlich mit dem Kontaktträger (31) verrastet und damit eine weitere Einschubbewegung und ein Herausziehen des Fixierteils (12) und damit des gesamten Berührschutzelements (10) aus dem Einschubspalt (34) verhindert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzteil (11) des Berührschutzelements (10) beim Einschieben gegen einen Anschlag (35) gedrückt wird und anschließend das Fixierteil (12) des Berührschutzelement (10) auf das Schutzteil (11) zu bewegt wird, unter Vorspannung einer zwischen Schutzteil (11) und Fixierteil (12) angeordneten elastischen Einrichtung (3, 7).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einschieben mindestens eine Sollbruchstelle (16) in einem oder mehreren Verbindungsstegen (15) zwischen Schutzteil (11) und Fixierteil (12) bricht.