DE1077288B

DE1077288B - Power plug

Info

Publication number: DE1077288B
Application number: DEF26355A
Authority: DE
Inventors: Edgar Frank; Waldemar Manfred Schoen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-08-05
Filing date: 1958-08-05
Publication date: 1960-03-10

Description

DEUTSCHESGERMAN

Durch die Patentanmeldung Sch 21869 VIIIc/21 f sind bereits Netzsteckereinrichtungen vorgeschlagen worden, die rein ohmsche Widerstände in den Netzsteckerstiften unterbringen, um die Netzspannung auf den erforderlichen Wert eines Niederspannungsverbrauchers herabzusetzen. Die Verlegung der wärmeentwickelnden Widerstände in die Netzsteckerstifte hat den bekannten Vorteil der überraschend guten Wärmeabfuhr an die Kontakteinrichtungen der Netzsteckdose, und weiter wird die Spannungsherabsetzung, die sonst durch Vorschaltkondensatoren oder Transformatoren relativ geräumiger Bauweise bewirkt werden müßte, hier auf kleinstmöglichem Raum untergebracht, ohne daß die unvermeidliche Wärmeerzeugung an den Widerständen Schaden an den elektrischen Einrichtungen des Niederspannungsverbrauchers anrichten kann. Der Verlustleistung dieser Widerstände sind jedoch aus wärmetechnischen und Gründen der elektrischen Isolationssicherheit Grenzen gesetzt, so daß der Niederspannungsverbraucher nur bis zu einer gewissen Grenze mit Strom versorgt werden kann.By the patent application Sch 21869 VIIIc / 21 f mains plug devices are already proposed have been to accommodate the purely ohmic resistors in the mains plug pins to the mains voltage reduce the required value of a low-voltage consumer. The laying of the heat-generating Resistances in the power connector pins has the well-known advantage of being surprisingly good Heat dissipation to the contact devices of the mains socket, and further the voltage reduction, which are otherwise caused by ballast capacitors or transformers of relatively spacious design would have to be housed here in the smallest possible space without the inevitable heat generation cause damage to the electrical equipment of the low-voltage consumer at the resistors can. The power loss of these resistors are, however, due to thermal and technical reasons electrical insulation security set limits, so that the low-voltage consumer only up to one certain limit can be supplied with electricity.

Gerätetechnischerseits besteht aber oft die Forderung, bei Spannungen von einigen Volt doch Ströme in der Größenordnung von SO Milliampere zur Verfügung zu haben, wobei der Platzbedarf, da es sich um transportable Geräte handeln wird, eine vordringliche Rolle spielt. Man stellt somit oft die Forderung, die gesamte Spannungsumwandlung in einem Netzstecker unterzubringen, sei es, um mit ihm ein anderes Gerät zu betreiben, oder sei es, daß er selbst eine beispielsweise signalgebende Funktion auszuführen hat.In terms of equipment technology, however, there is often a requirement for currents at voltages of a few volts on the order of SO milliamps available, taking up the space as it is transportable devices will play a major role. One often makes the demand that to accommodate the entire voltage conversion in a power plug, be it to connect it to another device to operate, or be it that he himself has to perform a signaling function, for example.

Eine der Forderungen nach den Strömen in der obigen Größenordnung ließe sich unschwer durch schon bekannte Anordnungen von Netzsteckern mit eingebauten Transformatoren oder mit eingebauten Kondensatoren erfüllen, jedoch wäre die Forderung nach kleinstmöglichem Volumen des Netzsteckers nicht zu erfüllen, weil der Transformator wie auch der Kondensator aus Isolationsgründen in ihren Volumen nicht unterschritten werden können, wenn sie für direkten Netzspannungseingang ausgelegt werden. Mit solchen Bauelementen ausgerüstete Stecker würden unhandlich und entsprächen damit nicht mehr dem Stand der verfeinerten Mikrotechnik.One of the requirements for the currents in the above order of magnitude could easily be passed through already known arrangements of power plugs with built-in transformers or with built-in Capacitors meet, but the requirement would be for the smallest possible volume of the power plug not to be fulfilled because the volume of the transformer and the capacitor for insulation reasons cannot be fallen below if they are designed for direct mains voltage input. With Connectors equipped with such components would be unwieldy and no longer correspond to the State of the art of refined microtechnology.

Um jedoch zu kleinen räumlichen Abmessungen, bei zugleich von den Widerständen in den Netzsteckerstiften unabhängigen, die zulässige Wärme dieser Stifte überschreitenden Strömen zu kommen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, diesen Widerständen entweder Kondensatoren parallel zu schalten, so daß diesen Kondensatoren oder dem Kondensator nur ein Teil der Netzspannung zugeführt wird, oder Transformatoren in Serie zu schalten, derart, daß der Verbraucher mit seinem Verbraucherstrom unabhängigHowever, in order to have small spatial dimensions, at the same time from the resistors in the power plug pins independent currents exceeding the permissible heat of these pins are in accordance with the invention provided to connect these resistors either capacitors in parallel, so that only part of the mains voltage is fed to these capacitors or the capacitor, or transformers to be connected in series, so that the consumer is independent with its consumer current

Zusatz zur Patentanmeldung Sch 21869 "VHIc/21 f
(Auslegeschirift 1 069 286)Addition to patent application Sch 21869 "VHIc / 21 f
(Distribution letter 1 069 286)

Anmelder:Applicant:

Edgar Frank, Ludwigsburg, Wernerstr. 101,Edgar Frank, Ludwigsburg, Wernerstr. 101,

und Waldemar Manfred Schoen,
Stuttgart-Zuffenhausen, Mönchsbergstr. 61and Waldemar Manfred Schoen,
Stuttgart-Zuffenhausen, Mönchsbergstr. 61

Edgar Frank, Ludwigsburg,Edgar Frank, Ludwigsburg,

und Waldemar Manfred Schoen,and Waldemar Manfred Schoen,

Stuttgart-Zuffenhausen,
sind als Erfinder genannt wordenStuttgart-Zuffenhausen,
have been named as inventors

von der Temperaturentwicklung der Widerstände wird. Da diesen Kondensatoren nicht mehr die volle Netzspannung, dem Transformator nur ein kleiner Teil derselben zugeführt wird, können ihre Bauformen sehr klein gehalten werden. Eine Einrichtung mit diesen Merkmalen kann man, wie unschwer einzusehen ist, vorteilhaft zum Betrieb von elektrischen Geraten mit gemäßigter Leistungsaufnahme, wie z. B. Prüfstecker mit Signallampe, Notlicht, Ladestecker für Kleinstverstärker und Kleinfunkgeräte, Kleinmotoren usw., um hier nur einige der Anwendungsmöglichkeiten zu nennen, eingesetzt werden. Dabei ist es völlig gleichgültig, ob die nachgeschalteten elektrischen Schaltmittel unmittelbar im Netzstecker untergebracht werden, oder ob sie sich in dem zu betreibenden Gerät befinden.from the temperature development of the resistors. Because these capacitors are no longer full Mains voltage, to which only a small part of the same is fed to the transformer, can vary in design can be kept very small. A facility with these characteristics is easy to see is advantageous for the operation of electrical devices with moderate power consumption, such as B. Test plug with signal lamp, emergency light, charging plug for small amplifiers and small radio devices, small motors, etc., to name just a few of the possible applications. It is it makes no difference whether the downstream electrical switching means are located directly in the mains plug or whether they are in the device to be operated.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, zum Zwecke der Spannungswahl Steckerstifte aus Widerstandsmaterial mit verschiedenen äußeren Abgriffen zu versehen oder derartige Stifte unterschiedlich tief in den Steckkontakt einzuführen, um ihren Widerstand nur teilweise wirken zu lassen.-Die Erfindung sieht, da die vorstehend beschriebene Spannungswahl umständlich und auch nicht narrensicher ist, vor, Widerstände mit steigender Charakteristik zu verwenden. Derartige Widerstände erhöhen mit steigender Temperatur ihren Widerstandswert, so daß bei beispielsweiser niedriger Spannung der Anfangswiderstand wirken wird, während bei höherer Spannung des Netzes sich eine größere Erwärmung einstellt, wodurch der Widerstandswert ansteigt und der Strom sich auf den Anfangswert einstellt.It has also already been proposed, for the purpose of voltage selection, plug pins made of resistance material to be provided with different outer taps or such pins of different depths to be introduced into the plug contact in order to let their resistance work only partially. The invention provides that the voltage selection described above is cumbersome and not foolproof, Use resistors with increasing characteristics. Such resistances increase with increasing Temperature their resistance value, so that with low voltage, for example, the initial resistance will act, while at a higher voltage of the network there will be a greater temperature rise, as a result of which the resistance value increases and the current adjusts to the initial value.

309 759/309309 759/309

Widerstände in Netzsteckerstiften haben aber nicht nur als spannungsherabsetzendes Mittel Bedeutung, sondern sie können auch als spannungsabhängige Widerstände dem an die Steckerstifthülsen angeschlossenen Verbraucher parallel geschaltet werden, um unerwünschte Spannungsspitzen, beispielsweise von Kontaktstellen des Verbrauchers herrührend, zu unterdrücken. Die dabei entstehende Temperatur wird vorteilhaft zu den Steckdosenorganen abgeleitet.However, resistors in power supply pins are not only important as a voltage-reducing agent, but they can also be connected to the pin sleeves as voltage-dependent resistors Loads are connected in parallel to avoid unwanted voltage peaks, for example originating from contact points of the consumer. The resulting temperature is advantageously derived to the socket organs.

Auch können die Widerstände der Netzsteckerstifte je nach der Art des Verbrauchers Richtwirkung besitzen, so daß viele in die Steckerstifthülse eingelassene Gleichrichterpillen eine vorzügliche Wärmeableitung erfahren. Ebenso können in derartige Stifte moderne Siliziumgleichrichter sowie gesteuerte Halbleiter eingebracht werden, um eine günstige Wärmeableitung sicherzustellen.The resistances of the mains plug pins can also have a directional effect, depending on the type of consumer. so that many rectifier pills embedded in the pin sleeve provide excellent heat dissipation Experienced. Modern silicon rectifiers and controlled semiconductors can also be used in such pens be introduced to ensure favorable heat dissipation.

Weiterhin können die Widerstände in den Netzsteckerstiften unterschiedliche Werte haben. Es kann auch notwendig sein, nur einen der Steckerstifte mit einem Widerstand auszurüsten, während der oder die anderen Stifte ohne Widerstand sind. Auch kann dieser eine Widerstand infolge eines geringen Widerstandswertes einen solchen Spannungsabfall bei mittlerem Stromverbrauch, oder bei Kurzschluß eine Signallampe aufleuchtend, haben, daß dieser Spannungsabfall andere zum Verbraucher gehörende Einrichtungen steuert. Der oder die Widerstände in den Steckerstiften können auch unterteilt, mit Anzapfungen versehen, aus mehreren in einen Steckerstift untergebrachten Widerstandskörpern bestehen, wobei sie auch ein beliebiges, nicht nur zur Netzspannung herabsetzendes Schaltelement darstellen können. Das kann sehr oft nicht nur aus Temperaturgründen, sondern auch aus Raum- bzw. Platzmangel der Fall sein.Furthermore, the resistances in the mains plug pins can have different values. It can it may also be necessary to equip only one of the connector pins with a resistor during the other pins are without resistance. This can also be a resistance due to a low resistance value such a voltage drop at medium power consumption, or a short circuit If the signal lamp lights up, this voltage drop has other devices belonging to the consumer controls. The resistor (s) in the connector pins can also be subdivided with taps provided, consist of several resistive bodies accommodated in a plug pin, whereby they also any one that does not only lower the mains voltage Can represent switching element. This can very often not only be due to temperature reasons, but also be the case due to lack of space or space.

Zum Schutz vor Übertemperatur der vorgeschlagenen Einrichtungen kann einer der Widerstände als Sicherung ausgebildet werden oder an Stelle des Widerstandes eine Sicherungspatrone auf Abschmelzbasis oder auf elektromagnetischer Basis eingebaut werden.To protect the proposed devices from overtemperature, one of the resistors can be used as Fuse are formed or instead of the resistor a fuse cartridge on a consumable basis or installed on an electromagnetic basis.

In den Abbildungen sind die verschiedenen Schaltschemen der im Vortext besprochenen Einrichtungen als Ausführungsbeispiele dargestellt, soweit das noch zur weiteren Unterrichtung notwendig ist.The illustrations show the various circuit diagrams for the facilities discussed in the previous text shown as exemplary embodiments, insofar as this is necessary for further information.

Die Abb. 1 zeigt die beiden Steckerstifte St und St 1, die die beiden Widerstände R und R1 enthalten. Die Widerstände sind einerseits mit dem beispielsweisen Verbraucher, der Glühlampe L verbunden, und andererseits sind ihnen die beiden Kondensatoren C und Cl parallel geschaltet. In der Annahme, daß die beiden Widerstände gleiche elektrische Werte haben, die Glühlampe L eine Kleinspanmingslampe wäre, so würde sich die Netzspannung auf jeden Widerstand hälftig verteilen, so daß, wie beabsichtigt, die zur Stromerhöhung parallel geschalteten Kondensatoren C und Cl nur für die halbe Netzspannung und damit klein ausgelegt werden können.Fig. 1 shows the two connector pins St and St 1, which contain the two resistors R and R 1. The resistors are on the one hand connected to the consumer, for example, the incandescent lamp L , and on the other hand the two capacitors C and Cl are connected in parallel to them. Assuming that the two resistors have the same electrical values, the incandescent lamp L would be a small voltage lamp, the mains voltage would be divided equally between each resistor, so that, as intended, the capacitors C and Cl connected in parallel to increase the current only for half Mains voltage and can therefore be designed to be small.

In der Abb. 2 sind ebenfalls wieder die Steckerstifte St und St 1 mit ihren Widerständen R und R1 dargestellt und beispielsweise mit einem Trenntransformator T verbunden. Dieser Transformator kann selbstverständlich als Spartransformator, oder auch mit mehreren getrennten Wicklungen, auch nur als Einfachdrossel usw. ausgebildet werden. In der Annahme, daß der in Abb. 2 dargestellte Transformator mit seiner den Widerständen zugekehrten Seite bzw. Wicklung beispielsweise SO Volt und 10 Milliampere aufnehmen würde, so wäre an seiner Sekundärseite bzw. Wicklung bei einem Übersetzungsverhältnis von 5 :1 ein Strom von theoretisch 50 Milliampere und ' eine Spannung von 10 Volt zu erreichen. Da der Transformator gemäß dem Beispiel nur für eine Eingangsspannung von 50 Volt ausgelegt werden müßte, kann seine Dimensionierung überraschend klein gehalten werden, so daß sie etwa der Größe von Transistorübertragern entspricht. Es ist selbstverständlich, daß sich der Transformator auch in einem Kleingerät, von den Netzsteckerstiften entfernt, befinden kann, wie esIn Fig. 2, the connector pins St and St 1 with their resistors R and R 1 are also shown and connected to an isolating transformer T , for example. This transformer can of course be designed as an autotransformer, or with several separate windings, also just as a single choke, etc. Assuming that the transformer shown in Fig. 2 with its side or winding facing the resistors would consume, for example, 50 volts and 10 milliamps, a current of theoretically 50 would be on its secondary side or winding with a transformation ratio of 5: 1 Milliamps and 'reach a voltage of 10 volts. Since the transformer according to the example would only have to be designed for an input voltage of 50 volts, its dimensions can be kept surprisingly small, so that it corresponds approximately to the size of transistor transformers. It goes without saying that the transformer can also be located in a small appliance, away from the mains plug pins, like this

ίο auch möglich ist, über den Trafo jedes andere elektrische Gerät oder Schaltmittel, wie im Vortext beschrieben, anzuschalten.ίο is also possible via the transformer any other electrical Switch on the device or switching means as described in the previous text.

In der Abb. 3 sind dem beispielsweisen Motor M. der seine Betriebsspannung in diesem Beispiel direkt aus dem Netzt bezieht, die beiden Widerstände R und Rl mit spannungsabhängigem Charakter, die sich wieder in den Steckerstiften St und St 1 befinden, parallel geschaltet, um Spannungsspitzen zu unterdrücken. Die Schaltung könnte auch nur mit einem derartigen Widerstand ausgerüstet sein, während der andere Widerstand zur Spannungsherabsetzung dem Motor M vorgeschaltet wäre.In Fig. 3, for example, motor M., which in this example draws its operating voltage directly from the mains, the two resistors R and Rl with a voltage-dependent character, which are again located in the connector pins St and St 1, are connected in parallel to avoid voltage peaks to suppress. The circuit could also be equipped with just such a resistor, while the other resistor would be connected upstream of the motor M to reduce the voltage.

In Abb. 4 wird ein Netzsteckerstift St mit mehreren Gleichrichterpillen Gl dargestellt, wobei die Gleichrichterelemente eine vorzügliche, immer anzustrebende Wärmeabfuhr über das Steckerstiftgehäuse zum Steckdosenkontakt erfahren.In Fig. 4, a power plug pin St is shown with several rectifier pills Gl , the rectifier elements experiencing an excellent, always desirable heat dissipation via the plug pin housing to the socket contact.

In der Abb. 5 ist ein Widerstand geringen Ohmwertes untergebracht, der die Lampe oder andere an- zuschließende Signaleinrichtungen shuntet. Da bekanntlich Shuntwiderstände je nach Stromdurchgang ebenfalls Temperaturen erzeugen, ist die Ableitung dieser Temperaturen über die Steckerstifte ein willkommener Vorteil. Es können auch nach Abb. 6 mehrere Widerstände in einem Steckerstift hintereinander untergebracht und mit Anzapfungen versehen sein, um sie mit beliebigen Punkten einer Schaltung verbinden zu können. Zum Schutz vor Übertemperaturen können nach Abb. 7 Widerstände mit vorgeschalteten Sicherungen Si in dem Steckerstift St eingebaut sein. Auch können solche Sicherungen durchaus allein, ohne Widerstand, in den Steckerstift eingebaut werden, um den nachgeschalteten Stromkreis zu schützen. Es erweist sich dann sehr vorteilhaft, wenn der Steckerstift nach vorn abzuschrauben ist, so daß die Sicherungspatrone ausgewechselt werden kann. Bekanntlich erwärmen sich auch Sicherungen, so daß eine Unterbringung in einem Steckerstift nicht nur aus räumlichen, sondern insbesondere aus Temperaturgründen wünschenswert erscheint.In Fig. 5 there is a resistor with a low ohmic value that shunts the lamp or other signaling devices to be connected. Since it is known that shunt resistors also generate temperatures depending on the passage of current, the derivation of these temperatures via the connector pins is a welcome advantage. According to Fig. 6, several resistors can be accommodated one behind the other in a plug pin and provided with taps in order to be able to connect them to any point in a circuit. To protect against excess temperatures, resistors with upstream fuses Si can be built into the plug pin St as shown in Fig. 7. Such fuses can also be built into the connector pin on their own, without resistance, in order to protect the downstream circuit. It then proves to be very advantageous if the connector pin has to be unscrewed towards the front so that the fuse cartridge can be replaced. As is well known, fuses also heat up, so that they are placed in a plug pin not only for spatial reasons, but also for temperature reasons in particular.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Power plug according to patent application Sch 21869 VIIIc / 21f with resistors housed in connector pins, characterized in that these resistors to increase the consumer current capacitors (C and C 1) are switched on so that these capacitors or the capacitor only part of the mains voltage is fed .

2. Mains plug according to patent application Sch 21869 VIIIc / 21f with resistors housed in plug pins, characterized in that a transformer (T) is connected downstream of these resistors (R and Rl) such that the consumer with its consumer current regardless of the temperature development of the resistors ( R and Rl) .

3. Power plug according to claims 1 and 2, characterized in that in the connector pins

(St and StI) several resistors (Rl and R2) are housed and provided with taps.

4. Power plug according to claims 1 to 3, characterized in that the resistors (R, R 1 and R 2) housed in the connector pins (St and St 1) have voltage-dependent characteristics.

5. Power plug according to claim 4, characterized in that the resistors (R ₁ Rl and R2) are capacitive and or inductive in character with a suppressing effect for high-frequency voltage peaks.

6. Power plug according to claims 1 to 4, characterized in that the pins in the plug (St and StI) located resistors (R, Rl and R2) are controlled or non-controlled semiconductors with directional characteristics.

7. Power plug according to claims 1 to 4, characterized in that the resistors located in the connector pins (St and StI) ^, Rl and R2) have a characteristic that increases with temperature.

8. Power plug according to claims 1 to 4 and 6 and 7, characterized in that these resistors ^, Rl and R2) fuses () to protect against excess temperature and to protect the entire circuit within the connector pins (St and St 1) both or upstream.

9. Power plug according to claims 1 to 8, characterized in that the resistors (R, Rl and R2) in the plug pins (St and StI) are connected as a shunt for controlling other devices.

10. Power plug according to claims 1 to 9, characterized in that the resistors (R, Rl and R2) in the connector pins (St and StI) perform any functions within a circuit, including those not directly connected to the network.

11. Power plug according to claims 1 to 10 with in pins (St and St 1) housed resistors (R, Rl and R2), characterized in that one or more features and parts of the features of claims 1 to 10 are in the same, the the connector pins (St and StI) are in a housing or in a special housing.

1 sheet of drawings