DE10260020A1

DE10260020A1 - Netzstecker mit einer Steckerauswurfeinrichtung

Info

Publication number: DE10260020A1
Application number: DE2002160020
Authority: DE
Inventors: Kai Buller; Dirk Wegener
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-07-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Netzstecker (3) für das Anschlusskabel (2) eines an eine Steckdose (4) eines Versorgerstromkreises anschließbaren elektrischen Gerätes (1), einer Kabeltrommel oder dgl., mit einer Steckerauswurfeinrichtung, welche einen im Netzstecker verschiebbar geführten und sich an der Steckdose (4) abstützenden Stößel (7) aufweist, der unter der Kraftwirkung einer Feder (11) steht und für den Steckerauswurf elektrisch über einen separaten Schalter (9) entriegelbar ist. DOLLAR A Um einen Netzstecker (3) mit einer Steckerauswurfeinrichtung (6), zumindest annähernd in der Größe eines handelsüblichen Norm-Schutzkontaktsteckers konstruktiv einfach zu gestalten, ist zur Stößelauslösung über den separaten Schalter (9) ein direkt oder fremdbeheiztes Memorymetalldrahtelement (10) als Aktor im Steckergehäuse (5) des Netzsteckers (3) vorgesehen.

Description

Der Gegenstand der Erfindung betrifft einen Netzstecker für das Anschlusskabel eines an eine Steckdose eines Versorgerstromkreises anschließbaren elektrischen Gerätes, einer Kabeltrommel oder dergl., mit einer Steckerauswurfeinrichtung, welche einen im Netzstecker verschiebbar geführten und sich an der Steckdose abstützenden Stößel aufweist, der unter der Kraftwirkung einer Feder steht und für den Steckerauswurf elektrisch über einen separaten Schalter entriegelbar ist.
Ein selbsttrennender elektrischer Steckverbinder dieser Art ist aus der US Patentschrift 34 75 715 bekannt.
Die bekannte Vorrichtung ist so ausgebildet, dass der Steckerauswurf direkt vom angeschlossenen ortsveränderlichen Gerät über das Anschlusskabel gesteuert werden kann. Dafür ist dem Stößel im Stecker eine elektrische Magnetspule zugeordnet, deren verschiebbarer Anker bei Stromanschluss den Stößel aktiviert. Dies erfolgt über einen entsprechenden Taster oder Schalter am elektrischen Gerät. Im Ruhezustand, d. h. wenn der Stecker in eine Steckdose eingeschoben ist, steht der Stößel unter der Vorspannung einer Feder und ist mechanisch verriegelt. Die in der Verlängerung des Stößels angeordnete Magnetspule löst diese Verriegelung, wenn der steckerferne Schalter im Stromkreis der Magnetspule geschlossen wird. Hierdurch wird der Stößel freigegeben und durch die Kraft der Feder aus dem stirnseitigen Steckergehäuse nach außen gegen die Steckdose gedrückt, so dass das Auswerfen des Steckers aus der Steckdose stattfindet. Der vorbeschriebene Stecker mit der integrierten Auswurfeinrichtung verlangt zur Unterbringung des elektrischen Aktors für die Auslösung der Stößelbewegung eine von der üblichen Ausbildung eines Normsteckers stark abweichende voluminöse gestreckte Bauform. Andererseits sind elektrische Magnetspulen der vorbekannten Art mit den zugeordneten Stößelverriegelungen teuer in der Herstellung und im Betrieb einem hohen Stromfluss ausgesetzt, der besonderen Sicherheitsvorkehrungen genügen muss.
Bei einem ferner bekannten Stecker in der Ausbildung als Schutzkontaktstecker ist der Stecker außen selbst mit einem verschiebbaren Betätigungsknopf für den Stößelauswurf versehen (siehe DE AS 29 07 967 ). Zur Bedienerleichterung des Betätigungsknopfes ist ein Griffteil für den Zeige- und/oder Mittelfinger am Stecker ausgeformt. Für den Steckerauswurf wird der Betätigungsknopf mit dem Daumen in das Steckergehäuse hineingedrückt. Der dabei erzeugte mechanische Druck schiebt den Stößel direkt aus dem Stecker heraus, der seinerseits gegen die Wand der Steckdose drückt und den Stecker aushebt. Die Rückstellung des herausgeschobenen Stößels erfolgt hier bei gezogenem Stecker durch die Kraft der Stößelfeder. Da das Lösen der Steckverbindung dementsprechend nur manuell durchführbar ist, bleibt bei diesem Technikstand dem Gerätebediener der Weg zum Stecker nicht erspart. Für die Anwendung bei ständig benutzten ortsveränderlichen Geräten, wie z. B. Staubsaugern, Rasenmähern oder dergl. mit einem in der Regel abgespulten Kabelvorrat von mehreren Metern Länge kann diese Art der manuellen Kabeltrennung vom Versorgungsstromkreis lästig und auch mühsam werden. Andererseits verlangt die bekannte Steckerauswurfvorrichtung mit dem am Steckergehäuse herausgeführten Bedienstößel und den ausgeformten Finger-Griffmulden eine komplizierte teuere Steckerausbildung gegenüber bekannten Serien-Schutzkontaktsteckern. Auch hier soll die Erfindung Abhilfe schaffen.
Erfindungsgemäß werden diese Probleme mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass zur Stößelauslösung über den separaten Schalter ein direkt oder fremdbeheiztes Memorymetalldrahtelement als Aktuator im Steckergehäuse vorgesehen ist. Gemäß einer anderen Lösungsvariante ist die den Stößel vorspannende Druckfeder selbst als Stößelauslöser ausgebildet, wofür das direkt oder indirekt beheizte Memorymetalldrahtelement als Memorymetall-Federelement ausgebildet ist und die herkömmliche Druckfeder ersetzt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Durch die Verwendung des an sich problemlos in herkömmliche Netzstecker mit wenig Platzbedarf einsetzbaren Memorymetalldrahtelements als Aktuator, der im Zusammenwirken mit einer den Stößel verriegelnden und freigebenden Rastvorrichtung in einfacher Konstruktion betriebssicher arbeitet, kann vorteilhaft ein Netzstecker mit einer Steckerauswurfeinrichtung zumindest annähernd in der Steckergröße eines handelsüblichen Norm-Schutzkontaktsteckers geschaffen werden. Alle wesentlichen aktiven Funktionselemente, wie Stößel, Stößelauslöser oder Aktuator sind mit minimalem Platzbedarf betriebssicher im Netzstecker unterzubringen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
1 einen elektrischen Staubsauger in perspektivischer Darstellung, dessen Anschlusskabel mit Netzstecker an eine Steckdose eines Versorgerstromkreises angeschlossen ist,
2 den mit einer integrierten Steckerauswurfeinrichtung kombinierten Netzstecker in perspektivischer Ansicht,
3 den geöffneten Netzstecker mit der integrierten Steckerauswurfeinrichtung gemäß 2 im Einzelnen,
4 einen Stößel der Steckerauswurfeinrichtung mit einer Rasteinrichtung des Stößels in perspektivischer Darstellung,
5 den geöffneten Netzstecker in vereinfachter Darstellung mit nicht aktiviertem Stößel, in der Draufsicht,
6 den geöffneten Netzstecker nach 5 mit aktiviertem Stößel.
Die 1 zeigt ein elektrisches Gerät (1) in der Ausbildung eines an sich bekannten Staubsaugers, dessen abgespultes Anschlusskabel (2) mit einem Netzstecker (3) versehen ist, welcher ein Schutzkontaktstecker ist. Der Netzstecker (3), siehe auch 2, ist für den Saugbetrieb in eine Steckdose (4) eines Versorgerstromkreises eingesteckt. Im Steckergehäuse (5) des bspw. aus zwei Halbschalen bestehenden Netzsteckers (3) ist eine Steckerauswurfeinrichtung (6) ausgebildet, welche im aktiv geschalteten Zustand den Netzstecker (3) nach dem Staubsaugen selbsttätig, ohne dass der Gerätebediener selbst am Stecker ziehen muss, über einen im Netzstecker (3) verschiebbar geführten sich an der Steckdose (4) abstützenden Stößel (7) aus der Steckdose (4) auswirft bzw. herausschiebt. Der im Ruhezustand in den Netzstecker (3) eingeschobene Stößel (7) steht unter der Kraftwirkung einer Feder (8), 3 bis 6, und ist für den Steckerauswurf elektrisch über einen separaten steckerfernen Schalter (9) entriegelbar, welcher am Gerät (1) vorgesehen werden kann.
Zur Stößelauslösung über den steckerfernen Schalter (9) ist erfindungsgemäß ein direkt oder fremdbeheiztes Memorymetalldrahtelement (10) als Aktuator im Steckergehäuse (5) vorgesehen, welches allein oder zusätzlich unterstützt durch eine Wickelfeder (11) auf eine Rastvorrichtung (12) für den Stößel (7) einwirkt. Die Rastvorrichtung im Steckergehäuse (5) ist als Sperrklinke (12) ausgebildet und zwischen einer Zugentlastung (13) für das Anschlusskabel (2) und den Steckerkontakten (14) verschwenkbar im Steckergehäuse (5) gelagert und in den Verschiebeweg des Stößels (7) einfallend angeordnet. Die vom Memorymetalldrahtelement (10) bewegte Sperrklinke (12) verrastet sich mit dem eingeschobenen Stößel (7) über einen am Stößel (7) ausgebildeten Rastnocken (15), einer Rastkerbe oder dergl. Wird die Rastverbindung bei aktiviertem Aktuator aufgehoben, so entspannt sich die über den Stößel (7) geschobene Feder (8), wobei der Stößel (7) aus dem Steckergehäuse (5) heraustritt und den Stecker aus der Steckdose (4) drückt.
Das Memorymetalldrahtelement (10) ist als ein sich bei Erwärmung längendes Drahtelement zwischen einer Steckerklemme (16) und der schwenkbaren Sperrklinke gespannt und wird über das Anschlusskabel (2) mit Spannung versorgt. Die Ansteuerung erfolgt wie schon erwähnt leitungsgebunden über den separaten Schalter (9) am ortsveränderlichen Gerät (1). Der separate Schalter (9) könnte jedoch auch ggf. noch zusätzlich am Netzstecker (3) vorgesehen werden.
Ebenso ist auch eine drahtlose ferngesteuerte Aktivierung des Memorymetallelements (10) realisierbar. Hierfür könnte dem elektrischen Gerät (1) bzw. dem Netzstecker (3) ein den elektrischen Aktor (10) steuerndes Funkempfangsmodul zugeordnet werden, welches über ein mobiles oder am Staubsauger platziertes Sendemodul (nicht dargestellt) aktivierbar ist.
Im Ausführungsbeispiel ist als ortsveränderliches Gerät (1) ein Staubsauger vorgesehen. Ebenso kann auch jedes andere netzbetriebene elektrische Gerät ggf. auch über eine separate Kabeltrommel mit dem erfindungsgemäßen Netzstecker (3) ausgerüstet werden.
Die Funktionsweise der Stößelmechanik ist an Hand der 5 und 6 näher veranschaulicht und wird nachstehend erläutert.
Bei der im Netzstecker (3) integrierten Auswurfmechanik wird beim Einstecken des Netzsteckers (3) der durch die Feder (8) herausgeschobene Stößel (7) wieder in den Stecker eingeschoben und mittels der Sperrklinke (12) verrastet. Die Feder (8) dient hierbei als Kraftspeicher.
Zum Auswerten des Netzsteckers (3) aus der Steckdose (in 5 schematisch gezeigt) wird nun der auf die Rastvorrichtung wirkende und zwischen der Sperrklinke (12) und der Kabelzugentlastung (gehäusefeste Steckerklemme 16) eingespannte Memorymetalldraht (10) (Nitinoldraht) erwärmt. Erwärmt wird das Element beim Betätigen des Auslöseschalters (9) durch Anlegen einer Kleinspannung, welche vorzugsweise drahtgebunden von einer beispielsweise im Staubsauger oder dergl. Gerät (1) installierten Kleinspannungsquelle über das Anschlusskabel (2), Leitung (17), herangeführt wird. Durch die Erwärmung zieht sich der Nitinoldraht zusammen und entriegelt die Sperrklinke (12) der Rasteinrichtung. Der aus dem Stecker (3) herausstoßende Stößel (7) drückt nun über seine aufgeschobene Druckfeder (8) den Stecker aus der Steckdose (4) heraus. Bei diesem Aktorprinzip können Auslösezeiten jeweils im Sekundenbereich (bspw. 1 Sekunde) erzielt werden. Nach der Auslösung kühlt sich das Memorydrahtelement (10) ab und wird dabei wieder gelängt (5), was auch nur wenige Sekunden dauert. Der Memorymetalldraht (10) drückt selbsttätig oder durch die Zuhilfenahme der Wickelfeder (11) auf der Rastvorrichtung die Sperrklinke (12) wieder in ihre Rastposition gemäß 5. Die Erwärmung des Aktuators erfolgt durch eine direkte Bestromung, kann jedoch auch durch eine indirekte Beheizung durch ein separates Heizelement im Steckergehäuse (5) des Netzsteckers (3) realisiert werden.
Eine andere Lösungsvariante (nicht dargestellt) für einen konstruktiv einfachen und ebenso betriebssicheren Steckerauswurf sieht vor, die den Stößel (7) vorspannende Druckfeder (8) selbst als Stößelauslöser auszubilden. Hierfür ist dann ein direkt oder indirekt beheizbares Memorymetall-Federelement als Druckfeder ausgebildet, welche über den Stößel geschoben im unbeheizten Zustand bei eintauchendem Stößel mechanisch verkürzt (gestaucht) und bei Erwärmung in der Länge gedehnt ist. Die gedehnte Feder treibt den Stößel (7) aus dem Stecker und diesen aus der Wandsteckdose bzw. aus der Steckerkupplung bei Verwendung einer Kabelrolle oder Verlängerungsschnur heraus. Eine Rastvorrichtung im Steckergehäuse kann dabei entfallen, weil das sich nach dem Steckerauswurf wieder abkühlende Memoryfederelement in seine gestauchte Form (gekürzte Feder) zurückverformt.
Die erfindungsgemäße Verwendung eines Memorymetalldrahtelements als Aktor für den Stößel ist vorteilhaft, da dieses Element auch in der Kombination mit der im Steckerraum zwischen den Kontaktstiften bequem unterbringbaren einschwenkbaren Sperrklinke der Rastvorrichtung äußerst wenig Platz beansprucht und daher konstruktiv einfach in bekannte Schutzkontakt-Netzstecker unterbringbar ist, ohne dass deren Aussehen, Form und/oder Größe wesentlich verändert werden müsste. Im Idealfall könnte sogar ein Serien-Netzstecker mit der erfindungsgemäßen Steckerauswurfeinrichtung komplettiert werden.

Claims

Netzstecker für das Anschlusskabel eines an eine Steckdose eines Versorgerstromkreises anschließbaren elektrischen Gerätes, einer Kabeltrommel oder dergl., mit einer Steckerauswurfeinrichtung, welche einen im Netzstecker verschiebbar geführten und sich an der Steckdose abstützenden Stößel aufweist, der unter der Kraftwirkung einer Feder steht und für den Steckerauswurf elektrisch über einen separaten Schalter entriegelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Stößelauslösung über den separaten Schalter (9) ein direkt oder fremdbeheiztes Memorymetalldrahtelement (10) als Aktor im Steckergehäuse (5) des Netzsteckers (3) vorgesehen ist.
Netzstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem federbelasteten Stößel (7) eine Rastvorrichtung mit einer in den Verschiebeweg des Stößels einfallenden Sperrklinke (12) zugeordnet ist, welche vom Memorymetalldrahtelement (10) bewegt ist.
Netzstecker nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinke (12) im Steckergehäuse zwischen einer Zugentlastung (13) für das Anschlusskabel (2) und den Steckerkontakten (14) schwenkbar gelagert ist.
Netzstecker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Memorymetalldrahtelement (10) als ein sich bei Erwärmung längendes Drahtelement zwischen einer Steckerklemme (16) im Netzstecker (3) und der schwenkbaren Sperrklinke (12) eingespannt ist.
Netzstecker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrklinke (12) eine Wickelfeder (11) zur Rückstellung der Rastvorrichtung zugeordnet ist.
Netzstecker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Aktuator (10) über das Anschlusskabel (2) mit Spannung versorgt und drahtlos oder leitungsgebunden ferngesteuert ist.
Netzstecker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößelauslösung leitungsgebunden über den separaten Schalter (9) des ortsveränderlichen Gerätes (1) erfolgt.
Netzstecker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Schalter (9) am Netzstecker (3) ggf. zusätzlich vorgesehen ist.
Netzstecker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem elektrischen Gerät (1) bzw. dem Netzstecker (3) ein den elektrischen Aktuator (10) steuerndes Empfangsmodul zugeordnet ist, welches über ein mobiles oder am elektrischen Gerät (1) platziertes Sendemodul drahtlos aktivierbar ist.
Netzstecker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das ortsveränderliche Gerät (1) ein Staubsauger ist.
Netzstecker nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Stößel (7) vorspannende Druckfeder selbst als Stößelauslöser ausgebildet ist.
Netzstecker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein direkt oder indirekt beheiztes Memorymetall-Federelement als Druckfeder ausgebildet ist, welche im unbeheizten Zustand bei eintauchendem Stößel gestaucht und bei Erwärmung in der Länge gedehnt ist, wobei der Stößel (7) aus dem Netzstecker (3) heraustritt.