-
Schlagwetter- und explosionsgeschützte, -mehrpolige Steckvorrichtung
mit Schalter Die Erfindung. betrifft eine Schlagwetter- und explosionsgeschützte,
mehrpolige Wand-, Kupplungs-oder Geräte-Steckvorrichtung mit Schalter, die vorzugsweise
in Bergwerken, aber auch in anderen explosionsgefährdeten Räumen Anwendung findet.
Solche Geräte müssen vor allem die Forderung erfüllen, einfach und robust, möglichst
kleinbauend, leicht bedienbar und gut staub- und wassergeschützt zu sein. Nach den
Sicherheitsvorschriften ist es des weiteren nicht zulässig Steckvorrichtungen unter
Last zu schalten. Es ist jedoch im Bergbau, aber auch in der chemischen Industrie
sehr erwünscht, zwecks Zeitersparnis mit Steckvorrichtungen weiter entfernte und
schwer zugängliche Geräte und Elektromotoren, z. B. Luttenlüfter, ein- bzw. ausschalten
zu können.
-
Die meisten der bisher bekannten Steckvorrichtungen besitzen keinen
entsprechenden Schalter. Sie sind so aufgebaut, daß der Zugang zu den in der Steckdose
befindlichen spannungsführenden Kontakthülsen nur nach Aufhebung einer mechanischen
Verriegelung mittels des Steckers nach Abschluß der druckfesten Kapselung möglich
ist.
-
Beim Stecken bzw. Trennen solcher Steckvorrichtungen unter Last treten
zwangläufig erhebliche Funktionsstörungen durch Verbrennen der Kontakte auf, besonders
wenn größere Stromverbraucher angeschlossen sind.
-
Es sind ferner Steckvorrichtungen bekannt, bei denen ein eingebauter
Schalter mit Nockenschaltwerk beim Einführen des Steckers in die Steckdose dadurch
betätigt wird, daß Stifte, die in einer am Stecker starr befestigten Buchse sitzen,
in an der Schaltwelle eingearbeitete Spiralnuten hineingleiten und so über eine
Kupplung das Nockenschaltwerk betätigen. Dieses dreht eine Schaltscheibe und bringt
die darauf angebrachten Schleifkontaktfedern zwischen je 2 gegenüberliegende Kontaktstifte
in Einschaltstellung. Beim Ausschalten verläuft der Vorgang umgekehrt.
-
Diese Anordnung hat zufolge, daß durch Anwendung der den Durchmesser
der Steckvorrichtung ausfüllenden Schaltscheibe es ohne die Steckvorrichtung bedeutend
vergrößernde und komplizierende Elemente nicht möglich ist, außer des zentralen
Schutzleiters den häufig benötigten Mp-Leiter mitzuführen. Ferner läßt die Kombination
des langsam ausschaltenden Nockenschaltwerkes, welches kein großes Schwungmoment
entwickeln kann, mit einer Schaltscheibe mit Schleifkontakten, die für größere Leistungen
stark gefedert sein müssen, nicht das Schalten größerer Leistungen zu. Die Einzelkapselung
sämtlicher Kontaktstellen in dieser Steckvorrichtung führt außerdem zu einer Vielzahl
von genau einzuhaltenden und daher sehr kostspielig herzustellenden Passungen, die
-durch ihre große Anzahl den Sicherheitsfaktor zwangläufig negativ beeinflussen.
-
Bei solchen und ähnlichen Steckvorrichtungen mit Schalter sind -es
in der Regel 3 Kontaktstellen je Leiter, die beim Kuppeln bzw. Trennen der Steckvorrichtung
unterbrochen werden müssen, d. h. daß zu den 2 Kontaktstellen am Schalter die Kontaktstelle
zwischen Steckerstift und Kontakthülse hinzukommt. Die letztere führt auch bei Fremdfederung
häufig zu mangelhaften Kontakten, da der Kontaktdruck weitgehendst von der genauen
Fertigung der Steckerstifte und Kontakthülsen sowie von den Federungseigenschaften
des Kontakthülsenmaterials abhängt.
-
Es ist also ratsam, mit einer Mindestzahl von Kontaktstellen je Leiter
auszukommen.
-
Des weiteren gibt es Steckvorrichtungen, bei denen beim Ein- bzw.
Ausschalten der Steckvorrichtung ein mit federnden Kontaktbrücken besetzter, zentral
in der Steckdose angeordneter Kolben mit Hilfe einer Zahnstange axial bewegt wird
und so mit Hilfe der Kontaktbrücken, die an den Flachkontakten der Steckdose schleifen,
der Stromkreis geschlossen bzw. geöffnet wird.
-
Auch mit dieser Einrichtung kann man keine größeren Leistungen schalten,
da kein Sprungschaltwerk vorhanden ist und der Stromkreis nur an einer Stelle unterbrochen
wird, was zu starken Abreißfunken führt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlagwetter- und explosionsgeschützte
Steckvorrichtung mit Schalter zu schaffen, die es ermöglicht, im Hinblick auf die
Verwendbarkeit solcher Steckvorrichtungen im Bergbau und in der chemischen Industrie
angeschlossene; größere Stromverbraucher unter
Last zu schalten
bei gleichzeitiger Verbesserung der lösbaren Kontaktverbindungen.
-
Ein in bekannter Weise in die Steckvorrichtung eingebautes Nockenschaltwerk,
auf dessen Schaltwellenende Spiralnuten eingearbeitet sind, wird durch Herausziehen
des Steckers aus der Dose gedreht, wobei diese Drehung durch Hineingleiten eines
Schaltstiftes, der in einem zentral im Stecker starr befestigten Schaltbolzen geführt
ist, in die Spiralnuten der Schaltwelle erfolgt.
-
Hierdurch wird erfindungsgemäß eine ebenfalls auf der Sclialtwelle
befestigte zusätzliche Nockenscheibe betätigt, die mit Hilfe ihrer Nocken die mit
Kontaktdruckfedern fremd gefedertenKontaktbrücken direkt zwischen den Flachkontakten
-der Steckdosendurchführung und den Flachsteckerstiften der Steckerdurchführung
abhebt und dadurch den Stromkreis an zwei Stellen gleichzeitig unterbricht. Beim
Einschalten gleiten die Kontaktbrückenträger, auf welchen die Kontaktbrücken angebracht
sind, durch die Drehung der Nackenscheibe in die Vertiefungen zwischen zwei Nocken,
und die Kontaktbrücken werden durch Kontaktdruckfedern dabei schlagartig auf die
Flachkontakte und die Flachsteckerstifte gedrückt. Dieses Nockenschaltprinzip, bekannt
bei Paketnockenschaltern, hat sich durch seine Robustheit, hohe Schaltleistung und
Lebensdauer bewährt. Durch diese Anordnung sind ferner Kontakthülsen und damit eine
den Übergangswiderstand erhöhende Kontaktstelle je Leiter überflüssig geworden.
Außerdem wird dadurch erreicht, daß unabhängig von allen Verriegelungsmaßnahmen
die Leitungsverbindung erst dann hergestellt werden kann, wenn der Stecker voll
eingeführt ist und damit die zünddurehschlagsichere druckfeste Kapselung hergestellt
ist. In geöffnetem und daher abgeschaltetem Zustand liegen die spannungsführenden
Flachkontakte der Dose völlig unzugänglich hinter den aus Isolierstoff bestehenden
Kontäktbrückenträgern, welche die Flachsteckereinführungsöffnung verschließen. Letzten
Endes wird durch diesen Aufbau die Mitführung zusätzlicher nicht zu schaltender
Leiter, z. B. des Mp-Leiters, ermöglicht.
-
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 das Mittelstück der gekuppelten
Steckvorrichtung im Schnitt, F i g. Z das Mittelstück mit der Anordnung des Erd-
bzw. Mp-Leiters im Schnitt, F i g. 3 die Anordnung des Nockenschaltwerkes und der
Flachkontakte nach Schnittlinie I-H, F i g. 4 die Anordnung im Kontaktträgerteil
nach Schnittlinie III,IV, F i g. 5 die Darstellung des Schaltbolzens mit Schaltstift
und die Schaltwelle mit Spiralnut nach Schnittlinie V VI im vergrößerten Maßstab,
F' i g. 6 den Teilschnitt des Mittelstückes der Steck vorrichtung im ausgeschalteten
Zustand.
-
Die Steckvorrichtung besteht aus dem Stecker 1 und der Steckdose 2.
In dein Stecker 1 ist die Steckerdurchführung 3 mit den eingepreßten Flachsteckerstiften
4 und 23 und dem zentral darin eingepreßten Schaltbolzen 5, in dem sich der Schaltstift
6 befindet; befestigt.
-
In der Steckdose 2 befindet sich die Steckdosendürchführung 7 finit
eingepreßten Flachkontakten 8 und 20. Davor liegt das Nockenschaltwerk, gebildet
von dem Nockenschaltwerksträger 9, in dem auf der Schaltwelle 10 der Schaltstern
11, die Schaltstücke 12 sowie die Schaltrollen 13 und Schaltfedern 14 untergebracht
sind. Vor dem Nockenschaltwerk liegt das Kontaktträgerteil 15, in dem die Schaltwelle
10 gelagert ist.
-
Auf der Schaltwelle 10 ist zusätzlich eine Nackenscheibe 16 fest angebracht,
die von dem mit radial angeordneten Aussparungen 34 versehenen Kontaktträgerteil
15 umgeben ist. In den Aussparungen 34 ist je ein zur Nackenscheibe hin sich verjüngender
Kontaktbrückenträger 17 geführt; auf dem die Kontaktbrücken 18 aufliegen und durch
die Kontaktdruckfedern 19 in ständiger Berührung mit der Nackenscheibe 16 stehen.
Auf der Steckerseite der Nackenscheibe 16 sind jeweils in den Aussparungen 34 endende
Einführungsöffnungen 32 zur Aufnahme von Plachsteckerstiften 4 angeordnet, die durch
die Kontaktbrücken 18 im Einschaltzustand der Nockenscheibe 16 mit auf der Steckdosenseite
derselben durch eine Steckdosendurchführung geführten Flachkontakte 8 verbunden
sind.
-
Diese enden in Aussparungen 35 eines den Schalt= stern 11 umgebenden
Nockenschaltwerkträgers 9. Die die Flachsteckerstifte 4 aufnehmenden Einführungsöffnungen
32 im Kontaktträgerteil 15 sind im Ausschaltzustand entsprechend der Stellung der
Nackenscheibe 16 von innen durch die Kontaktbrückenträger verschlossen.
-
Flachkontakte 8 und Flachsteckerstifte 4 sind zur Verbesserung der
Kontaktgabe mit Silberkontakten 29 versehen. An Z Flachkontakten 20 sind Federschienen
21 angebracht und durch Federbügel 22 fremd gefedert. Diese nehmen die Flachsteckerstifte
23 des Schutz- und des Mp=Leiters auf.
-
Die Schaltwelle 10 besitzt an ihrem hülsenförmigen Ende zwei Spiralnuten
24. Auf der Steckdose 2 ist ein mit Nasen 25 versehener Schaltring 26 drehbar gelagert,
dessen Zapfen 27 in die auf dem Stecker 1 eingearbeiteten Spiralnuten 28 eingreifen.
Auf dem Schaltring 26 ist ferner der Schalthebel 30 beweglich angeordnet. Die Abdichtung
erfolgt durch den Gummiring 31.
-
Die Wirkungsweise der Steckvorrichtung ist folgende: Der Stecker 1
wird in die Steckdose 2 eingeführt. Dabei greifen die Zapfen 27 des Schaltringes
26 in die im Stecker 1 eingearbeiteten Spiralnuten 28 ein, und durch Drehung des
Schaltringes 26 werden Stecker 1 und Steckdose 2 bis zur Anlage der Dicht-Flächen
an den Gummiring 31 zusammengedrückt. Gleichzeitig schiebt sich nach Erlangung der
druckfesten Kapselung durch Erreichen der zulässigen Spaltlänge zwischen Stecker
1 und Steckdose 2 der Schaltbolzen 5 in die Bohrung der Schaltwelle 10 hinein, die
Kegelzapfen des Schaltstiftes 6 kommen zur Anlage an den Flanken der Spiralnuten
24 und bewirken beim weiteren Hineingleiten eine Drehung der Schaltwelle 10 sowie
des fest darauf angebrachten Schaltsternes 11 und der Nackenscheibe 16. Nachdem
die Schaltrollen 13 die Nackenspitzen des Schaltsternes 11 überwunden haben, werden
durch die frei werdende Federkraft der Schaltfedern 14 die Schaltrollen 13 in die
Aussparungen .zwischen zwei Nocken geschnellt und dadurch der Schaltstern 11 ruckartig
weitergedreht. Dabei werden gleichzeitig die Aussparungen der Nackenscheibe 16 dem
Kontaktbrückenträger 17 zugedreht, und diese schnellen in die Aussparungen zwischen
den Nocken, wodurch
die darauf gelagerten Kontaktbrücken 18 die
Verbindung zwischen den Flachkontakten 8 und den eingeführten Flachsteckerstiften
4 herstellen.
-
Beim Ausschalten drücken die Nocken der Nockenscheibe 16 die Kontaktbrücken
träger 17 gegen die Kontaktdruckfedern 19, und die dazwischenliegenden Kontaktbrücken
18 werden dadurch abgehoben. Die Kontaktbrückenträger 17 schieben sich dabei vor
die Einführungsöffnung für die Flachsteckerstifte 4 und machen so die spannungsführenden
Flachkontakte 8 im geöffneten Zustand der Steckvorrichtung unzugänglich. Die Steigung
der Spiralnuten 28 auf dem Stecker 1 ist selbsthemmend ausgeführt, so daß eine eventuell
im Innern der Steckvorrichtung während des Schaltprozesses auftretende Explosion
den Stecker 1 nicht aus der Steckdose 2 herausdrücken kann. Die geringe Steigung
der Spiralnuten 28 gewährleistet gleichzeitig eine leichte Bedienung der Steckvorrichtung
mittels des Schalthebels 30.