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Elektrische Steckvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf elektrische
Steckvorrichtungen, wie elektrische Stecker, zum Anschluß elektrischer Geräte an
Steckdosen, aber auch auf Steckdosen, insbesondere Kupplungssteckdosen.
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Bei solchen elektrischen Steckvorrichtungen werden die Kontaktteile,
wie Kontaktstifte und Kontaktbuchsen, in einem Isolierstoff gehalten. Je nach der
zwischen den Kontaktteilen und gegebenenfalls gegenüber Erdungsteilen herrschenden
Spannung, muß eine geeignete Isolation vorgesehen werden, die je nach den Betriebsverhältnissen
auch so beschaffen sein muß, daß in feuchten oder gar von Säuredämpfen erfüllten
Atmosphären keine Kriechströme fließen und keine überschläge stattfinden. Der Isolierstoff,
gewöhnlich ein Kunststoff, muß daher in elektrischer Hinsicht besonders hochwertig
sein und außerdem noch die an diesen gestellten mechanischen Anforderungen erfüllen.
Werkstoffe, die sich hierfür ebenfalls als geeignet erwiesen haben, sind keramische
Wirkstoffe, wie Porzellan und Steatit. Sie haben z. B. als Einsatzteile in den Steckerkörper
der Steckvorrichtungen zur Halterung der Kontaktteile Anwendung gefunden. Unter
den Kunststoffen gibt es zwar eine Anzahl Werkstoffe, welche die an sie gestellten
Anforderungen in bezug auf mechanische Festigkeit, dielektrische Festigkeit und
Isolierfestigkeit erfüllen. Diese Werkstoffe sind jedoch verhältnismäßig teuer und
auch in vielen Fällen nicht einfach verarbeitbar. Solche Kunststoffe sind ebenfalls
als Einsatzteile in Steckvorrichtungen zur Halterung der Kontaktteile benutzt worden.
Das Einsatzteil diente in diesen Fällen auch vornehmlich dazu, den Abstand zwischen
den Kontaktteilen einzuhalten bzw. eine starre Halterung der Kontaktteile zu ermöglichen.
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Die Anwendung eines besonderen, in elektrischer Hinsicht hochwertigen
Einsatzteiles bedingt aber eine nicht unerhebliche Verteuerung der Fertigung.
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Es ist auch bekanntgeworden, die Kontaktteile von Steckern zunächst
mit entsprechend wärmebeständigem Werkstoff zu umgeben, beispielsweise durch Anwendung
kleiner über die Steckerstifte geschobener Röhrchen aus Porzellan, und sodann erst
in Weichgummi einzubetten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Schaffung einer elektrischen
Steckvorrichtung zum Anschluß elektrischer, mit in einem Isolierstoff, insbesondere
einem Isolierpreßstoff, eingebetteten oder eingepreßten Kontaktteilen, wie Steckerstifte
oder Kontaktbuchsen, ohne die Anwendung besonderer Einsatzteile zugrunde, bei der
es möglich ist, für den Steckerkörper einen Isolierstoff anzuwenden, der nur ausreichende
mechanische Festigkeitseigenschaften aufweisen und in bezug auf seine elektrischen
Eigenschaften nur sehr geringe Anforderungen erfüllen muß. Er kann z. B. auch eine
verhältnismäßig hohe Feuchtigkeitsaufnahme aufweisen. Die Kontaktteile weisen hierbei
im Ballungsbereich einen zusätzlichen Werkstoffauftrag auf.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die im Isolierstoff eingebetteten
oder eingepreßten Teile der Kontaktteile und gegebenenfalls die Leitungsanschlüsse
sowie gegebenenfalls die unisoliert gebliebenen Teile der Zuleitungen derart mit
einer besonderen elektrischen Isolation versehen, daß die Kontaktteile und der diese
tragende Werkstoff der Steckvorrichtung voneinander lückenlos elektrisch isoliert
sind und miteinander an keiner Stelle in Berührung kommen.
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Diese Isolation, die als ein Überzug auf die mit dem Isolierstoff
der Steckvorrichtung in Berührung kommenden Kontaktteile aufgebracht wird, ermöglicht
es, für den Träger der Kontaktteile einen Werkstoff anzuwenden, der als Werkstoff
billiger ist, so daß auch dadurch die gesamte elektrische Steckvorrichtung billiger
erstellt werden kann. Hierdurch lassen sich erhebliche Einsparungen erzielen. Die
nach der Erfindung auf die Kontaktteile aufgebrachte Isolation ist in ihrer Menge
so verschwindend gering, daß die Kosten dafür nicht ins Gewicht fallen. Als Isolation
kann ein isolierender Überzug auf Phosphatgrundlage benutzt werden, welche auf die
Flächen der Kontaktteile aufgebracht wird, welche mit dem Träger der Kontaktteile,
d. h. dem Körper der Steckvorrichtung, in Berührung kommen. Als isolierender überzug
kann aber auch eine Kupferoxydschicht benutzt werden. Es kann zweckmäßig sein, den
isolierenden überzug noch mit einem zusätzlichen
Auftrag eines
Isojierstoffes, insbesondere eines Isolierlackes, zu umgeben. Lacke dieser Art sind
z. B. Phenol-Formaldehydmassen, Polyamidmassen, Polystyrol, Epoxydharze, Polykarbonatmassen.
Als besonders vorteilhaft haben sich auch Einbrennlacke erwiesen. Es ist nicht unbedingt
erforderlich, daß die mit dem Isolierstoff in Berührung kommenden Kontaktteile oberflächlich
mit einem Isolierüberzug versehen werden, viehmehr kann auch irgendeine andere geeignete
Isolation Anwendung finden.
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Ein Beispiel einer andersartigen Ausführung der Isolation ist die
des Aufschrumpfens eines Schlauches aus einem Isolierstoff. Beispiele solcher Massen
sind: Polyamid, Polystyrol und ähnliche thermoplastische Werkstoffe.
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Die Erfindung ist in den Fig. 1 bis 6 beispielsweise an Hand von Steckern
dargestellt.
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In Fig. 1 sind die Steckerstifte einer elektrischen Steckvorrichtung
mit 10 bezeichnet, die, wie dargestellt, in einer Gehäusehälfte 12 der Steckvorrichtung
eingelegt sind. Zur Halterung der mit den Anschlußschrauben 14 versehenen Kontaktstifte
10 in den Gehäusehälften (von denen nur eine gezeigt ist), dienen beim vorliegenden
Beispiel die breitgedrückten Anschlußenden 16 der Kontaktstifte 10.
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Als Werkstoff für die Gehäusehälften 12 kann irgendein. beliebiger,
in mechanischer Hinsicht einwandfreier Werkstoff angewendet werden, dessen elektrische
Eigenschaften aber nicht den üblicherweise an solche Gehäuseteile 12 gestellten
Anforderungen entsprechen müssen. Damit zwischen den Kontaktteilen 10 über dem Isolierstoff
der Gehäusehälften 12 keine Kriechströme fließen können, sind mindestens die mit
den Gehäusehälften in Berührung kommenden Flächen, vorteilhaft noch ein sich daran
anschließender Teil der Kontaktstifte 10 mit einem elektrisch hochwertigem Isolierstoff
überzogen. Diese Isolierschicht 18 kann vorteilhaft durch Tauchen in einen flüssigen
Isolierstoff gebildet werden, wobei darauf zu achten ist, daß die zur Kontaktgabe
dienenden Flächen blank bleiben, was beispielsweise durch vorheriges Aufbringen
einer Wachschicht geschehen kann. Die Isolation erstreckt sich, wie dargestellt,
noch über einen Teil des Steckerstiftschaftes.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt.
Hier sind die Kontaktstifte 20, welche mit Ausnehmungen 24 zur Halterung in dem
strichpunktiert dargestellten Steckerkörper versehen sind, unmittelbar mit den Adern
26 der Zuleitung 28 verbunden.
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Der Steckerkörper 30 kann beispielsweise durch Spritzpressen hergestellt
werden, d. h., die Steckerstifte einschließlich der Anschlüsse sowie ein Teil der
Leitung 28 werden von der Spritzmasse umpreßt. Es ist selbstverständlich, daß auch
ein anderes Herstellungsverfahren, beispielsweise ein Preß- oder Gießverfahren,
angewendet werden kann.
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Häufig wird als Werkstoff für Steckerkörper Polyvinylchlorid angewendet,
dessen elektrische Eigenschaften zu Beanstandungen Anlaß geben. Damit auch bei Anwendung
eines elektrisch nicht besten Werkstoffes keine Kriechströme fließen können, werden,
wie bei 32 gestrichelt dargestellt, die mit dem Werkstoff des Steckerkörpers 30
in Berührung kommenden blanken Teile mit einer Isolation versehen, die sich bis
an die Isolation der Adern 34 der Leitung 28 erstreckt. Es kann, wie bereits
angedeutet, ein geeigneter Isolierlack Anwendung finden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
wird jedoch vorteilhaft ein Schlauch eines hochwertigen Isolierstoffes angewendet,
der über die zu isolierenden Teile geschoben und auf diese aufgeschrumpft wird.
Bei der Herstellung des Steckers im Spritzpreß- oder Preßverfahren unter Anwendung
eines Druckes und einer erhöhten Temperatur, erfolgt das Aufschrumpfen vorteilhaft
bei der Herstellung des Steckerkörpers.
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In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Hier sind die Steckerstifte 20 in einem Preßstofftei140 eingebettet. Dieses Preßstoffteil
kann aus einem mechanisch hochwertigen, aber elektrisch ungünstigen Werkstoff bestehen.
Es dient insbesondere zur lagesicheren Halterung der Kontaktteile 20 und ist ähnlich
wie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben, mit einem aufgeschrumpften, sich noch
über einen Teil des Kontaktstiftschaftes erstrekkenden Isolierschlauch 32 versehen.
Es kann jedoch auch mit denselben Vorteilen ein geeigneter Isolierlack oder ein
anderer Isolierauftrag angewendet werden.
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Zur Herstellung des fertigen Steckers wird das Iolierteil
40 und ein Teil der Leitung 28, wie strichpunktiert dargestellt, von
einem Isolierstoff, vorteilhaft einem nachgiebigen Isolierstoff, umgeben, so daß
ein Stecker entsteht, der allen Anforderungen auch bei robuster Behandlung widersteht.
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Die Erfindung ist nicht auf zweipolige Steckvorrichtungen, wie Stecker,
beschränkt, vielmehr können auf diese Weise vielpolige Steckvorrichtungen hergestellt
werden. Auch können in derselben Weise Steckdosen, insbesondere Kupplungssteckdosen,
ausgeführt werden, wobei an Stelle der dargestellten Kontaktstifte Kontaktbuchsen
Anwendung finden, die ähnlich mit einer Isolierschicht versehen werden, derart,
daß praktisch nur die kontaktgebenden Oberflächen frei bleiben. Es ist aber auf
diese Weise auch möglich, Steckvorrichtungen herzustellen, welche mit Schutzkontakten
versehen sind. Eine solche Ausführungsform ist in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt.
Die Kontaktstifte 20 sind hierbei, ähnlich wie bei den Ausführungsformen der Fig.
2 und 3 mit den Adern 34 der Zuleitung verbunden, während ein Schutzkontaktteil
50 über einen Lötansatz 52 mit der Schutzleitung 54 elektrisch verbunden ist.
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Zur Schaffung eines Steckers, bei dem für den Steckerkörper nur verhältnismäßig
wenig nachgiebiger elastischer Werkstoff erforderlich ist und bei dem der gegenseitige
Abstand der Kontaktteile in einwandfreier Weise gewährleistet wird, wird in an sich
bekannter Weise das in Fig. 5 dargestellte Einsatzstück 56 angewendet, in welches
die Kontaktstifte 20 eingesetzt und das Schutzkontaktteil 50 aufgesetzt werden.
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Zur lagesicheren Halterung der Kontaktstifte sind im. Einsatzstück
Bohrungen 58 vorgesehen, während ein etwa rechteckig ausgebildeter Ansatz 60 zur
Aufnahme der Halteöffnung 66 des Schutzkontaktteiles 50 dient. Die so im bzw. am
Einsatzstück 56 gehaltenen Kontaktteile 10, 20, 50 einschließlich der Leitung 28
sowie der Adern 34 und 54 werden in einer geeigneten Form von einem geeigneten Werkstoff,
z. B. Polyvinylchlorid, Butangummi od. dgl umgeben, so daß der in Fig. 6 dargestellte
fertige Stecker entsteht, der zur Einführung in mit seitlichen Schutzkontakten versehene
Steckdosen noch mit den Ausnehmungen 64 versehen ist. Damit für das Einsatzstück
56 und auch für den dieses umgebenden Werkstoff ein sol
eher verwendet
werden kann, dessen elektrische Eigenschaften nicht den höchsten Anforderungen entsprechen
müssen, werden die Kontaktstifte 20, wie in Fig. 4 bei 62 dargestellt, mit einer
Oberflächenisolation versehen, dessen Isolierfähigkeit so hoch ist, daß zwischen
den spannungsführenden Teilen praktisch keine Kriechströme fließen können.
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Es ist hierbei nicht erforderlich, das Kontaktteil 50 mit einer solchen
Isolation zu versehen, weil dieses Teil gewöhnlich auf Erdpotential steht. Es genügt
vielmehr eine ausreichende Isolation 62 an den Kontaktstiften 20 vorzunehmen, mit
welcher nicht nur verhindert wird, daß zwischen den Kontaktstiften 20 selbst, sondern
auch zwischen den Kontaktstiften 20 und dem Schutzkontakt 50 keine nachteiligen
Kriechströme fließen.
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Mit der Erfindung ist es möglich, die Steckerkörper bzw. die die Kontaktteile
haltenden Teile aus einem Werkstoff herzustellen, der in bezug auf Kriechströme
nur geringen Anforderungen entsprechen muß. Es ist sogar möglich, dem Werkstoff
des Steckerkörpers bzw. des die Kontaktteile haltenden Trägers, elektrisch leitende
Bestandteile beizugeben und den Steckerkörper mit dem Schutzleiter zu verbinden,
so daß am Steckerkörper in keinem Falle gefährliche Berührungsspannungen auftreten
können.