DE102008060925B3

DE102008060925B3 - Montageoptimierte Mehrfachsteckvorrichtung

Info

Publication number: DE102008060925B3
Application number: DE200810060925
Authority: DE
Inventors: Hartmut Tertel; Gundolf Tertel
Original assignee: KALTHOFF GmbH
Current assignee: KALTHOFF GmbH
Priority date: 2008-12-06
Filing date: 2008-12-06
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2028-12-07

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Steckvorrichtungen, insbesondere Mehrfach-Steckvorrichtungen, vorzugsweise solche Steckvorrichtungen, die sich an die Normanforderungen der DIN 49440 / DIN 49441 anlehnen. Diese Art der Steckvorrichtungen dient als Stromverteiler, die im Allgemeinen einen Anschlussbereich für eine Zuleitung besitzen und mehr als eine Abgangsseite aufweisen. Der Erfindung liegt das technische und wirtschaftliche Problem zugrunde, das Anschließen der Zuleitung so zu gestalten, dass einerseits die Abfolge der Leitungszuführung und der Kontaktierung als auch das Zusammenfügen der kompletten Baugruppe vereinfacht wird und somit das Anschließen der Anschlussleitung für den Anwender in einer erheblich kürzeren Anschlusszeit erfolgen kann und der Aufwand bei der Herstellung solcher Baugruppen durch eine geringere Anzahl von Schrauben und Muttern vereinfacht wird. Auch gilt es, unnötige Schraubprozesse und Verbindungsprozesse wie Nieten oder Schrauben von internen Verdrahtungen durch technisch sinnvolle Lösungen einzusparen, um die Herstellung weiter zu vereinfachen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Steckvorrichtungen, insbesondere Mehrfach-Steckvorrichtungen, vorzugsweise solche Steckvorrichtungen, die sich an die Normanforderungen der DIN 49440/DIN 49441 anlehnen. Diese Art der Steckvorrichtungen dient als Stromverteiler, die im allgemeinen einen Anschlußbereich für eine Zuleitung besitzen und mehr als eine Abgangsseite aufweisen.
Eine technische Anforderung an solche Steckvorrichtungen ist das komfortable Anschließen der Zuleitung mit möglichst wenig Werkzeug- und Zeitaufwand. Zudem werden solche Steckvorrichtungen weitestgehend für den Einsatz im Außenbereich konzipiert, also mit einer erhöhten Anforderung an die Dichtheit und größeren Schutz vor Umwelteinflüssen und mechanischer Belastung.
Derartige Steckvorrichtungen bestehen hauptsächlich aus Gummi oder thermoplastischen Elastomeren und sind so aufgebaut, daß sie mehrere kontakttragende Bauteile, eine Zugentlastung für die Zuleitung, ein isolierendes Umgehäuse und eine Kabelknickschutzeinheit besitzen. Oftmals sind die stromführenden Kontakte und der Schutzleiter in einzelnen Kontaktträgern angeordnet, die dann von dem Isolationsgehäuse als Vorbaugruppen aufgenommen werden. Oder die Kontaktgeometrien werden als Stanzbiegeteile ausgeformt und unter Verzicht der Kontaktträger direkt in das Isolationsgehäuse eingelegt. Diese Aufbauformen erfordern mindestens eine Zweiteilung, oftmals aber eine Mehrteilung des Isolationsgehäuses. Üblicherweise werden die Isolationsgehäuse in der Mitte geteilt und zusätzlich wird der Anschlußraum als gesonderter Bauraum abgetrennt. Das Fügen der Gehäuseteile erfolgt in der Regel über Schraubverbindungen von jeweils vier bis acht speziell gefertigten Einpressmuttern und den komplementären Schrauben. Im Regelfall sind sechs und mehr Schraub-Mutternpaare notwendig, um eine gleichmäßige Kraftverteilung auf die Trennfuge der Gehäuseteilung beim Zusammenfügen der Gehäusepaare zu erzeugen. Trotz dieser hohen Anzahl an Schraubverbindungen ist die Dichtheit der Geräte an der Trennfuge stets ein Problem.
Der Anschlußraum für die Zuleitung wird als solches entweder durch zwei Gehäusehälften des Isoliergehäuses gebildet, indem die komplette Baueinheit beim Anschließen auseinander und dann wieder zusammengeschraubt wird oder aber separat durch eine zusätzliche Abdeckung, die durch zwei Schrauben gelöst werden kann und nach dem Anschließen der Zuleitung wieder auf das Isoliergehäuse aufgeschraubt wird.
Die Zugentlastung soll die angeschlossenen Adern vor unzulässigen Zugbelastungen schützen und sitzt im Inneren des Isolationsgehäuses. Üblicherweise als Schellenlösung aufgebaut besitzt sie einen Klemmbügel und wird wiederum durch zwei Schrauben und zwei Muttern auf dem Unterteil des Isolationsgehäuses befestigt.
Allen Steckvorrichtungen dieser Bauart liegt zugrunde, daß die Zuleitung dem System zugeführt werden muß, die Adern der Zuleitung an die Kontakte angeschlossen werden und die Zugentlastung die Lage der Zuleitung zum Kontaktträger fixiert. Zur Zeit besteht noch bei solchen Steckvorrichtungen die Normanforderung, das Anschließen der Zuleitung mittels Schraubeverbindungen zu realisieren.
Die AT 006 130 U1 zeigt eine Steckvorrichtung der artverwandten Art mit einer Zugentlastungseinheit, die vor bzw. nach dem Anschließen der Zuleitung in den Kontaktträger eingerastet wird. Nach dem Einrasten der Zugentlastung ist diese nicht wieder lösbar am Kontaktträger befestigt. Diese Zugentlastung arbeitet nach dem Schellenprinzip. Die Anschlußleitung wird zwischen einem Unterteil und dem Schellenbügel fixiert. Das Unterteil ist hier ein Teil der Zugentlastungseinheit, auf dem der Schellenbügel mit zwei Schrauben aufgeschraubt wird.
In der DE 10 2004 018 708 B3 ist eine Steckvorrichtung der artverwandten Art aufgeführt, die eine Zugentlastungseinheit am äußeren Ende des Isolationsgehäuses aufweist, die ohne Schraubverbindungen von außen auf das Isolationsgehäuse aufgesteckt wird.
Bei allen Varianten erfolgt die Kontaktierung der Anschlußleitung über eine nach Norm geforderten Schraubverbindung an den Kontaktelementen. Um an diese Schraubverbindungen zu gelangen, müssen all die oben genannten Schraubverbindungen gelöst, die Zuleitung angeschlossen und die Schraubverbindungen wieder befestigt werden. Da dies in der Regel durch ein manuelles Betätigen erfolgt, wird ein großer Teil der Zeit beim Anschließen für das Schrauben benötigt. Hierdurch wird die Anschlußzeit einer Mehrfachsteckvorrichtung maßgeblich beeinflußt.
Auch ist das Fügen der Gehäusehälften mit der hohen Anzahl an Einpressmuttern und Schrauben in der Herstellung und durch den Montageaufwand ein bestimmender wirtschaftlicher Kostenpunkt für das Gesamtprodukt.
Der Erfindung liegt daher das technische und wirtschaftliche Problem zugrunde, das Anschließen der Zuleitung so zu gestalten, daß einerseits die Abfolge der Leitungszuführung und der Kontaktierung als auch das Zusammenfügen der kompletten Baugruppe vereinfacht wird und somit das Anschließen der Anschlußleitung für den Anwender in einer erheblich kürzeren Anschlußzeit erfolgt kann und der Aufwand bei der Herstellung solcher Baugruppen durch eine geringere Anzahl von Schrauben und Muttern vereinfacht wird.
Auch gilt es, unnötige Schraubprozesse und Verbindungsprozesse wie Nieten oder Schrauben von internen Verdrahtungen durch technisch sinnvolle Lösungen einzusparen, um die Herstellung weiter zu vereinfachen.
Verbesserungsbedarf besteht auch in der Handhabung der Zugentlastung, die in den meisten Fällen als Schellenlösung eingesetzt wird. Diese Schellenlösung ist durch das Anschrauben der Schelle in das Isolationsgehäuse sehr zeitaufwendig und hinderlich für einen komfortablen Leitungsanschluß.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bei Steckvorrichtungen der eingangs beschriebenen Art vor, die Form der Gehäusehälften so auszugestalten, daß das Fügen der Gehäusehälften mit nur einer zentral positionierten Gehäuseverbindung erfolgt, die Zugentlastung schraubenlos als selbsttätige Klemmeinheit in das Gehäuse formschlüssig eingelegt wird und dass die internen Verdrahtungen als steckbare Verbindungen aufgebaut werden.
Erfindungsgemäß wird dies durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 erreicht, dadurch wird das Isolationsgehäuse weitestgehend von störenden Schraubverbindungen befreit, die ein schnelles Anschließen und Zuführen der Anschlußleitung an die Kontaktanschlußeinheit ermöglicht. Zudem wird mit dieser Anordnung das Fügen der Isolationsgehäuseteile wesentlich erleichtert, eine zeitlich reduzierte Handhabung für den Anwender beim Anschließen erreicht und eine wirtschaftlichere Herstellung erzielt.
In Anspruch 2 und 3 wird darauf eingegangen, dass die Gehäuseverbindung als Schraubverbindung ausgelegt ist.
Der Anspruch 4 beschreibt den geometrischen Aufbau und die Fixierung der Zugentlastung im Isolationsgehäuse.
Die Ansprüche 5 bis 7 beziehen sich auf den Aufbau und die Wirkung der zugentlastenden Elemente.
Der Anspruch 8 beschreibt die Art der Anschlußklemme für die Zuleitung.
Im Anspruch 9 und 10 wird eine schraubenlose und nietfreie Kontaktierung des Schutzleiters als Steckkontaktierung beschrieben.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einiger lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert;
es zeigen:
1 Eine Mehrfachsteckvorrichtung in isometrischer Darstellung als komplette Baugruppe mit einem äquivalenten Stecker.
2 Eine Mehrfachsteckvorrichtung in isometrischer Explosionsdarstellung mit angedeuteter Gehäuseteilung und ungeteilten Steckeraufnahmen.
3 Eine Mehrfachsteckvorrichtung in isometrischer Explosionsdarstellung mit der Zugentlastungseinheit.
4 Einen Vollschnitt durch die Zugentlastungseinheit mit angedeuteter Anschlußleitung.
5 Eine Mehrfachsteckvorrichtung in isometrischer Darstellung in einem Teilschnitt durch die Schutzleiterkontaktierung und dem Anschlußraum.
6 Draufsicht auf einen Schutzleiterbügel mit angeformten Sperrösen.
7 Isometrische Darstellung eines Kontaktwinkels mit Sperrschenkel für den Schutzleiter.
8 Vollschnitt durch eine Mehrfachsteckvorrichtung mit Zugentlastungseinheit und zentraler Verschraubung.
In den Figuren ist eine Mehrfachsteckvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel mit vier Steckplätzen für die äquivalenten Stecker dargestellt. Bei dieser Mehrfachsteckvorrichtung handelt es sich um 2 polige Stecker und Kupplungseinsätze mit Schutzleitersystem. Die Erfindung kann aber auch auf andere Stecksysteme mit anderen Polanordnungen angewandt werden.
Zum grundsätzlichen Aufbau der Mehrfachsteckvorrichtung (1) gehört das topfförmige Isolationsgehäuse-Unterteil (2), das die Basis der Steckvorrichtung bildet. Dieses topfförmige Isolationsgehäuse-Unterteil (2) ist aus nicht stromleitendem Material wie Gummi oder thermoplastischen Elastomeren gefertigt und nimmt die stromführenden Kontakte auf. Auf der Gehäuseaußenseite sind die Steckeraufnahmen (6) für die äquivalenten Stecker (24) angeordnet.
Erfindungsgemäß sind die Steckeraufnahmen (6) ganzheitlich aus dem topfförmigen Isolationsgehäuse-Unterteil (2) ausgeformt, so daß die Gehäuseteilung (5) außerhalb der Steckeraufnahmen (6) verlaufen muß. Hierdurch entsteht der Vorteil, dass die Steckplätze in sich keine Trennfugen aufweisen, die durch Schraubverbindungen zusammengefügt werden müssen. Somit kann ein Abdichten des topfförmigen Isolationsgehäuse-Unterteil (2) mit dem deckelförmigen Isolationsgehäuse-Oberteils (3) einfacher gestaltet werden. Durch eine zentrale Anordnung der gehäuseverbindenden Elemente, wird die Kraftverteilung gleichmäßig vom deckelförmigen Isolationsgehäuse-Oberteil (3) auf das topfförmige Isolationsgehäuse-Unterteil (2) aufgebracht. Bei unserem Ausführungsbeispiel erfolgt dies durch eine Zentralschraube (20), die in der Mitte des deckelförmigen Isolationsgehäuse-Oberteils (3) sitzt und beim Fügen beider Gehäuseteile in eine Einpressmutter (21), die zentral im topfförmigen Isolationsgehäuse-Unterteil (2) befestigt ist, eingedreht wird. Dadurch entfallen die sonst üblichen Gehäuseschraubverbindungen, die an den Seiten der Steckplätze angeordnet sind, um beide Gehäusehälften dichtenderweise zu verbinden.
Um weitere störende Schraubverbindungen auszuschließen, die sich zur Zeit noch durch die angewandte Schellenlösung für die Zugentlastung der Anschlußleitung ergeben, wird erfindungsgemäß die Zugentlastung formschlüssig in das topfförmige Isolationsgehäuse-Unterteil (2) eingelegt. Die Zugentlastung (7) ist so ausgestaltet, daß die Funktion, die Anschlußleitung (25) zu fixieren und die Zugkraft auf die Komplettbaugruppe Mehrfachsteckvorrichtung (1) zu übertragen, entkoppelt wurde. Diese Entkopplung übernehmen in unserem Ausführungsbeispiel die Klemmkrallen (10, 11) des Basisteils der Zugentlastung (8), die nach Einführen der Anschlußleitung (25) durch den Druckring (15) auf die Anschlußleitung (25) gepreßt werden und die Anschlußleitung (25) in ihrer Lage zur kompletten Zugentlastungsbaugruppe (7) fixieren. In dem Ausführungsbeispiel erfolgt die Axialbewegung des Druckrings (15) über eine Gewindepaarung (12). Aber auch Schiebe- oder Keillösungen sind hierbei denkbar.
Der Kraftfluß von Anschlußleitung (25) zur Komplettbaugruppe Mehrfachsteckvorrichtung (1) erfolgt nun mittels angeformter Rippe (9) am Basisteil der Zugentlastung (8) und einer komplementär ausgeformten Nut (14) im topfförmigen Isolationsgehäuse-Unterteil (2) und deckelförmigen Isolationsgehäuse-Oberteils (3) durch Einlegen der kompletten Zugentlastungbaugruppe (9) mit fixierter Anschlußleitung (25) in die Nutausformung (14) der Komplettbaugruppe Mehrfachsteckvorrichtung (1). Durch diesen Aufbau der kompletten Zugentlastungbaugruppe (7) können weitere Schraubverbindungen entfallen und die Kosten durch unnötiger Schraubvorgänge gesenkt werden. Auch wird durch den Wegfall der Schraubvorgänge die Handhabung beim Anschließen wesentlich vereinfacht.
Montageseitig wird die Verbindung des Schutzleiters zur Anschlußstelle herkömmlicherweise durch Niet- oder Schraubverbindungen über eine Innenverteilung hergestellt. Erfindungsgemäß werden diese Niet- und Schraubprozesse durch eine Stecklösung, die den Montageprozess nicht nachhaltig durch unnötige Positionswechsel der Baugruppen behindert, eliminiert.
Am Schutzleiterbügel (16) befindet sich mindestens eine oder aber mehrere Verriegelungsösen (17), die bei der stirnseitigen Montage des Schutzleitersbügels (16) durch die Gehäusewand im Bereich der Steckeraufnahmen (6) für den Stecker (24) in das topfförmige Isolationsgehäuse-Unterteil (2) gesteckt werden. Durch diese Verriegelungsösen (17) tauchen nun die Sperrschenkel (19) der Kontaktwinkel (18) und kontaktieren und verriegeln den Schutzleiterbügel (16). Die Kontaktwinkel (18) sind so gestaltet, dass gleichzeitig die Schutzleiterbügel (16) und auch die Innenverteilung kontaktiert und fixiert werden und keine weiteren Niet- oder Schrauboperationen anfallen.

1: Komplettbaugruppe Mehrfachsteckvorrichtung
2: Topfförmige Isolationsgehäuse-Unterteil
3: Deckelförmige Isolationsgehäuse-Oberteil
4: Anschlußseite
5: Gehäuseteilung
6: Steckeraufnahme
7: Komplette Zugentlastungsbaugruppe
8: Basisteil Zugentlastung
9: Umlaufende Rippe
10: Klemmkralle
11: Klemmkralle
12: Gewinde groß
13: Gewinde klein
14: Nutausformung im Unterteil
15: Druckring
16: Schutzleiterbügel
17: Verriegelungsösen (a und b)
18: Kontaktwinkel
19: Sperrschenkel
20: Zentralschraube
21: Zentral-Einpressmutter
22: Rahmenklemme (Fahrstuhlklemme)
23: Aufnahmedom
24: Stecker
25: Anschlußleitung

Claims

Elektrische Steckvorrichtung, insbesondere Mehrfach-Steckvorrichtungen (1), die vorzugsweise aus einem Isolationsgehäuse-Unterteil (2) und Isolationsgehäuse-Oberteils (3) oder mehrteiligen Isolationsgehäuse bestehen, aus thermoplastischen Elastomeren oder Gummi oder ähnlich weichen Materialien hergestellt sind, eine Zugentlastungsbaugruppe (7) besitzen und dessen Kontaktbaugruppen die für die Phase und den Nulleiter jeweils aus einem Stanzbiegeteil bestehen das in seiner Grundform ringförmig ausgeformt ist und die auf der Steckeraufnahmeseite die Kontakte zur Aufnahme der Steckerstifte bildet und auf der Anschlußseite für die Anschlußleitung einen Anschlußbereich aufweist der mittels einer Klemmtechnik die Anschlußleitung aufnimmt so, daß die Stromführung von der Anschlußleitung (25) zu den Abnahmestellen der Steckeraufnahmen (6) für die Stecker (24) verteilt wird dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteilung (5) der Mehrfach-Steckvorrichtungen (1) ein topfförmiges Isolationsgehäuse-Unterteil (2) ergibt an dessen Seitenflächen die Steckeraufnahme (6) für die zugeführten Stecker (24) ungeteilt bleiben und dass die gehäuseverbindenden Elemente (20, 21) des Isolationsgehäuse-Unterteil (2) und des deckelförmigen Isolationsgehäuse-Oberteils (3) zentral angeordnet sind und die Zugentlastungsbaugruppe (7) eine Außenkontur (9) aufweist, die komplementär zu einer Innenkontur (14) der Isolationsgehäuse (2, 3) ausgebildet ist und somit formschlüssig und schraubenlos in das Isolationsgehäuse (2, 3) eingesetzt wird.
Elektrische Steckvorrichtung, insbesondere Mehrfach-Steckvorrichtungen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, die Gehäuseverbindung als Schraubverbindung ausgelegt ist und durch eine zentral wirkende Schraube (20) die Gehäuseteile (2, 3) miteinander verbindet.
Elektrische Steckvorrichtung, insbesondere Mehrfach-Steckvorrichtungen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseverbindung als Schraubverbindung ausgelegt ist und die zentral wirkende Schraube (20) in eine im Gegenstück des topfförmigen Isolationsgehäuses-Unterteils (2) eingepresste Einpressmutter (21) eingeschraubt wird und somit die Ober- und Unterteile des Isolationsgehäuses (2, 3) verbindet.
Elektrische Steckvorrichtung, insbesondere Mehrfach-Steckvorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugentlastungbaugruppe (7) bestehend aus einem rohrförmigen Basisteil der Zugentlastung (8) an dessen Außenseite eine umlaufende Rippe (9) angeformt ist, die in eine komplementär ausgeformte Nut (14) im Ober- und Unterteil des Isolationsgehäuses (2, 3) schraubenlos eingesetzt wird.
Elektrische Steckvorrichtung, insbesondere Mehrfach-Steckvorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil der Zugentlastungseinheit (8) rohrförmig aufgebaut ist und auf Ihrer Rohraußenseite ein oder mehrere Außengewindebereiche (12, 13) aufweist.
Elektrische Steckvorrichtung, insbesondere Mehrfach-Steckvorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außengewindebereiche (12, 13) des Basisteils der Zugentlastung (8) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Elektrische Steckvorrichtung, insbesondere Mehrfach-Steckvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil der Zugentlastungseinheit (8) rohrförmig aufgebaut ist, axial angeordnete Klemmkrallen (10, 11) aufweist, die durch einen Druckring (15) der axial auf dem Rohrkörper bewegt wird, die Klemmkrallen (10, 11) auf die Anschlußleitung (25) preßt.
Elektrische Steckvorrichtung, insbesondere Mehrfach-Steckvorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußgeometrien für die Anschlußleitung (25) als Fahrstuhlklemmen oder Rahmenklemmen (22) ausgelegt sind.
Elektrische Steckvorrichtung, insbesondere Mehrfach-Steckvorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzleiterbügel (16) einen oder zwei Verriegelungsösen (17) angeformt hat.
Elektrische Steckvorrichtung, insbesondere Mehrfach-Steckvorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzleiterbügel (16) mit Sperrelementen (19) die in den Verriegelungsösen (17) eintauchen kontaktiert und in Ihrer Lage fixiert werden.