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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckvorrichtung mit
einem Stecker, der mehrere Kontakte enthält, wobei diese Kontakte dazu bestimmt
sind, mit entsprechenden Kontakten eines ,Sockels bzw. einer Steckdose zusammenzuwirken,
wobei jedes der beiden Elemente, nämlich Stecker und Sockel aus einem Gehäuse und
einem isolierenden Kontaktträger besteht und in Bezug auf das Gehäuse in der relativen
Stellung regelbar eingerichtet ist, wobei ferner die Gehäuse der beiden Elemente
einander zusammenwirkende Führungen tragen, derart, daß die Verbindung des Steckers
und des Sockels nur in einer einzigen relativen winkelmäßigen Stellung erfolgen
kann,. wobei .ferner eine Verriegelung durch Drehen vorgesehen ist und die Anordnung
der Kontakte auf jedem der beiden Elemente regelmäßig auf einem Umfang bzw. Kreis
mit Ausnahme eines dieser Kontakte verteilt sind, wobei dieser eine Kontakt eine
in Bezug auf diese'- regelmäßige Verteilung verschobene Stellung einnimmt, wobei
schließlich eine Sicherheitsscheibe aus isolierendem Material auf dem Sockel um
eine koaxial zu dem Umfang der Kontakte verlaufende Achse schwenkbar angeordnet
und während der Drehbewegung des Steckers zur Verriegelung des Steckers auf dem
Sockel mitgenommen wird, und wobei schließlich die Sicherheitsscheibe mit Durch-Brechungen
versehen ist, durch welche die Kontakte des Steckers hindurchtreten.
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Es ist auf dd einen Seite bereits bekannt, an jedem der beiden Elemente,
nämlich dem Stecker und dem Sockel, die Kontaktelemente auf einem Umfang anzuordnen,
welcher konzentrisch zu der Gesamtheit der Elemente vorgesehen ist und diese gleichmäßig
auf dem Umfang verteilt enthält, mit Ausnahme eines der Elemente, welches eine im
Verhältnis zu dieser gleichmäßigen Verteilung verschobene Stellung einnimmt; zum
anderen besteht jedes der beiden Elemente aus einem Gehäuse und aus einem Kontaktträger;
welcher in Bezug auf die Stellung des Gehäuses regelbar eingerichtet ist, während
die Winkellage des oben erläuterten versetzten Kontaktelementes verschieden ist
von der Winkelstellung bzw. dem Winkelabstand zwischen zwei nachfolgenden Stellungen
von einem Kontaktträger in dem Gehäuse .oder unterschiedlich von einem Vielfachen
dieses Winkelabstandes. - .
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Diese Stellung erlaubt in einer gleichen Installation, wobei die Sockel
verschieden gespeist werden, zu unterscheiden oder zu wählen zwischen beispielsweise
Dreiphasenstrom von 500 Volt, Dreiphasenstrom Von 380 Volt, Einphasenstrom von 110
Volt; Einphasenstrom von 24 Volt usw. Gleichzeitig werden verschiedene Austauschmöglichkeiten
vermieden. Diese Gewähr für das Vermeiden von Austauschmöglichkeiten ergibt sich
einzig aus der besonderen Stellung des verschobenen Kontaktes.
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Bei einer weiterhin bekannten Vorrichtung kann der Stecker nur in
einer ganz bestimmten Winkelstellung in Bezug auf die Steckdose bzw. den Sockel
hierin eingeführt werden, wobei eine geeignete Führungsvorrichtung vorgesehen ist.
Es ist verständlich, daß die Verbindung des Steckers mit dem Sockel bzw. der Steckdose
eine bestimmte genaue Verbindung der Kontakte des Steckers gemäß dem entsprechenden
Verbraucherstromkreis herbeiführt, und zwar mit den Kontakten des Sockels, die dem
Verteilerstromkreis entsprechen, mit der Bedingung, daß die Anzahl der vorgesehenen
Pole oder »Polaritäten« des Sockels mindestens gleich der Anzahl der Polaritäten
des Steckers ist.
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Schließlich ist noch eine wesentliche Verbesserung einer Vorrichtung
dieser Gattung bekanntgeworden, und zwar in der Hauptsache durch das französische
Patent 1301448. Diese bekannte Vorrichtung besteht darin, daß ein Sockel
mit einer Sicherheitsscheibe aus isolierendem Material ausgestattet ist, die koaxial
zu dem Umfang der Kontakte des Sockels schwenkbar angeordnet ist; die bekannte Vorrichtung
weist in Bezug auf jeden der Kontakte Zwischenräume auf, die dazu dienen, von den
Kontakten des Steckers durchkreuzt zu werden,. und sie sind in der Weise ausgeführt,
daß der Sockel entweder in eine Stellung geführt oder gehalten werden kann, in welcher
diese Zwischenräume alle Kontakte des Sockels abdecken oder in einer anderen um
einen Winkel derart verschobenen Stellung, in welcher alleine-der verschobene Kontakt
des Sockels und der entsprechende Zwischenraum der Scheibe sich nicht gegenüber
einem Zwischenraum oder einem zusammenwirkenden Kontakt befinden. Die Winkelstellung
dieser Scheibe ist im Augenblick der Montage bestimmt und festgelegt, und zwar in
Bezug auf die Funktion der Art und der Anzahl der Pole des Stromes, mit welchem
der Sockel beschickt wird.
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Diese bekannte Vorrichtung gestattet für eine bestimmte Installation
einen unveränderlichen Abzweigungsplan einzurichten. In dem häufigsten Falle, bei
welchem ein Sockel mit vier Kontakten oder Polen, nicht eingeschlossen den Erdkontakt,
ausgestattet ist, wirde jede der Anordnungstellen der Kontakte einmal für alle Kontakte
gültig in bezüg--auf _ den- neutralen Pol bestimmt oder in Bezug auf eine der drei
Phasen, wobei der verschobene Kontakt derjenige der dritten Phase darstellt.
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Bei diesen bekannten Vorrichtungen ist jedoch die Anzahl der verschiedenen
Montagemöglichkeiten in einer gleichen Installation beschränkt und bei der ersten
Vorrichtung muß der Benutzer die besonderen Anordnungen der Kontakte in Bezug auf
die Abhängigkeit der Winkelstellung der Isolierstellen kennen; es kann -ein Kontakt
vorher an: einem genau definierten Platz eingestellt worden sein, jedoch kann dann
im Augenblick der Installation die Stellung willkürlich gewählt werden. Bei einer
zweiten Vorrichtung sind die Kontakte in ihrer Stellung unbeweglich festgelegt,
so daß die Möglichkeiten eines Vertauschens unter Umständen gegeben sind. Es ergibt
sich somit, daß der Schlüssel für eine nicht Austauschbarkeit einzig in der Anordnung
des dritten Poles besteht; dabei beweist die Erfahrung, daß in Installationen der
Industrie vielfach Strom verwendet wird, der nicht dreiphasig, sondern einphasig
ist.
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Die Erfindung bezieht sich mit besonderem Vorteil, jedoch nicht ausschließlich
auf den Fall, bei welchem der Sockel vier Kontakte oder Pole und gegebenenfalls
einen Erdkontakt aufweist, wobei die vier Pole auf dem gleichen Umfang verteilt
sind; der gegebenenfalls vorhandene Erdkontakt, von welchem nachfolgend nicht mehr
gesprochen wird, ist vorteilhafterweise im Zentrum des Kreisumfanges angeordnet.
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Um eine möglichst größe Anzahl von Winkelstellungen relativ zu den
Kontaktträgern in ihrem Gehäuse zu erhalten, wobei dem Spiel bei der Montage und
den zur Sicherheit während der Benutzung erforderlichen Winkelabständen Rechnung
getragen wird, ist es erforderlich, daß die Winkelverschiebung
des
verschobenen Kontaktes gleich der Winkelverschiebung von zwei aufeinanderfolgenden
Stellungen eines Kontaktträgers in dem Gehäuse oder einem ganzzahligen Vielfachen
dieser letzteren Verschiebung entspricht. Der Abzweigüngsplan ist unveränderlich;
keine Stellung kann durch eine andere Stellung überlagert werden, soweit es die
Gesamtheit der Anordnungen der drei Kontakte außer dem neutralen Kontakt anbetrifft;
wenn man nun den neutralen Kontakt bzw. die Null-Phase mit N und die drei Kontakte
der Phasen mit 1, 2 und 3 bezeichnet, wobei der Kontakt 3 den verschobenen Kontakt
darstellt, und wenn man ferner annimmt, daß einer der Kontakte 1, 2 oder N einer
bestimmten Stellung der Anordnung des Kontaktes 3 einer anderen Stellung entspricht,
dann entspricht keiner der beiden anderen Kontakte einer Anordnung des Kontaktes
dieser zweiten Stellung. Die Nichtaustauschbarkeit erfolgt also aus der besonderen
Anordnung der Gesamtheit der Kontakte 1, 2und3.
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Wenn es nun erforderlich ist, daß auf einem Sockel, welcher mit einem
Strom mit Spannung zwischen gegebenen Phasen beschickt ist, ein Stecker verbunden
wird f ür einen Verbraucherstromkreis der gleichen Charakteristik aber mit einer
Polarität ebenfalls gleich derjenigen des Sockels, ist es unumgänglich, daß die
Verbindung eines Steckers mit höherer »Polarität« unmöglich ist. Bei einem letzteren
Fall wird tatsächlich ein Motor, der in dieser Weise angeschlossen wird, augenblicklich
zerstört oder, wenn dies beispielsweise bei einem Ofen geschieht, stellt sich der
Fehler der Verbindung unter Uranständen erst nach längerer Zeit heraus.
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Im Endergebnis ist es einerseits wünschenswert, daß alle Vorrichtungen
der Verbindung standardisiert werden und nach einem bestimmten Anschlußplan bzw.
Abzweigungsplan montiert werden, was zur Folge hat, daß jeder Sockel eine Anzahl
Kontakte trägt, welche der maximalen Anzahl der Pole entspricht, der man gegebenenfalls
bei einer Installation Bedarf hat, d. h. in der Praxis vier Pole eines dreiphasigen
Stromes, wobei man gewöhnlich nur einzelne dieser Kontakte je nach der Art des Stromes
benutzt; auf der anderen Seite ist unumgänglich, däß beim Einstecken eines Steckers
in den Sockel bzw. die Steckdose dieser Sockel den Stecker mit demjenigen Strom
-versorgt der von dem Stecker abgenommen werden soll; umgekehrt wenn der Stecker
nicht in- den Sockel bzw. die Steckdose eintreten kann, kann der Sockel den erforderlichen
Strom nicht abgeben.
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Aufbauend auf den obigen Überlegungen bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf eine Vorrichtung zur elektrischen Verbindung nach einer Bauart, welche
einen Stecker mit einer Vielzahl von Kontakten aufweist, welche dazu bestimmt sind,
mit entsprechenden Kontakten des Sockels in Berührung bzw. Eingriff zu kommen; jedes
der beiden Elemente, nämlich Stecker und Sockel, bestehen aus einem Gehäuse und
einem isolierenden Kontaktträger; wobei die Anordnung in bezug auf die Stellung
relativ zu dem Gehäuse regelbar bzw. einstellbar erfolgen kann; die Gehäuse der
beiden Elemente weisen ferner miteinander zusammenwirkende Führungsmittel auf, um
zu erreichen, daß die Verbindung des Steckers=- und des Sockels nur in einer einzigen
relativen Winkel-Stellung verwirklicht werden kann; Die Verriegelung wird durch
Drehung vorgenommen; die Kontaktstellen auf jedem der beiden Elemente sind regelmäßig
mit Abstand voneinander auf dem Umfang verteilt mit Ausnahme eines Kontaktes, welcher
eine verschobene Stellung in bezug auf diese Verteilung erhält, während eine Sicherheitsscheibe
aus isolierendem Material auf dem Sockel angeordnet ist, die koaxial zu dem Kontaktumfang
schwenkbar angeordnet ist; die Anordnung ist so getroffen, daß die Scheibe durch
den Stecker während der Verriegelung des letzteren auf dem Sockel gedreht wird;
es sind ferner Zwischenräume vorgesehen, die dazu bestimmt sind, von den Kontakten
des Steckers durchkreuzt zu werden und die auf einem Umfang vorgesehen sind, der
über dem Kontaktumfang liegt.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß einerseits auf jedem
der beiden Elemente, nämlich Stecker und Sockel die Verschiebung des verschobenen
Kontaktes gleich ist dem Winkelabstand, der zwei aufeinanderfolgenden Stellungen
des Kontaktträgers in dem Gehäuse oder einem ganzzahligen Vielfachen dieses Abstandes
entspricht und daß zum anderen die Sicherheitsscheibe derart angeordnet ist, daß
sie am Ende der Drehung zur Verriegelung nur die benutzten Kontakte freigibt, während
Mittel vorgesehen sind, um die Sicherheitsscheibe zu verriegeln, wenn der Stecker
raus dem Sockel herausgezogen ist; und daß die Verriegelungsstellung der Anfangs-Stellung
in bezug auf die Kombination der betreffenden freizugebenden Kontakte entspricht.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unterara-Sprüchen beschrieben.
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Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung der Zeichnung
leichter verständlich. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
im Schema dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen Längschnitt durch eine Vorrichtung
zur elektrischen Verbindung; F i g. 2 ein Schema, welches einen Sockel mit seinen
Kontakten -in einer bestimmten relativen Winkel-Stellung darstellt, F i g. 3 eine
Draufsicht auf eine Sicherheitsscheibe, zugehörig zu dem Sockel gemäß F i g. 2,
F i g. 4 verschiedene Draufsichten auf den Sockel gemäß F i g. 2 und die zugehörige
Sicherheitsscheibe in der Endstellung der Drehung zur Verriegelung, ausgehend von
verschiedenen Anfangsstellungen, F i g: 5 verschiedene relative Stellungen des Isolierenden
Trägers des- Sockels gemäß F i g. 2, F i g: 6 einen Sockel mit seinen Kontakten
gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel, in Drauf-Sicht, F i g. 7 eine Draufsicht
auf eine Sicherheitsscheibe, die dem Sockel gemäß F i g. 6 entspricht.
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In den F i g. 1 bis 5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, welches
die Standarisierung von Sicherheitsscheiben für alle bräuchlichen Installationen
gestattet; d. h., für Installationen, welche mit einem Sockel für vier Kontakte
und gegebenenfalls für einen Erdkontakt vorgesehen ist, wobei der Erdkontakt im
Zentrum des Umfanges bzw. des Kreises angeordnet sein kann, auf welchem die »aktiven«
Kontakte verteilt angeordnet sind.
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Die= Berechnung zeigt folgendes. Wenn die Amplitude der Verriegelung
von Drehbewegung des Steckers auf dem Sockel und infolgedessen die Amplitude der
Drehung der Sicherheitsscheibe zwischen der Anfangsstellung und der Betriebsstellung
gleich O° ist, so ist die Standardisierung möglich unter der Bedingung der Gleichung
K
Q° = 180° K ist ein Ausdruck für eine ganze Zahl größer oder gleich 8 mit Ausnahme
der Zahlen 9 und 11.
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Es genügt demgemäß, daß drei Kontakte der Phasen auf jedem der beiden
Elemente angeordnet werden bzw. auf einem Umkreis, gerechnet von- einer Neutral
stellung jeweils zu 4 00, 8 0° und 14 0° .in indirektem Sinne (Uhrzeigersinn), während
einerseits die relative Winkelstellung jedes der Kontaktzeiger in bezug auf sein
Gehäuse regelbar von 2 0° zu 2 0° ist, und daß andererseits die Einkerbungen
der Verriegelungseinrichturig der Sicherheitsscheibe ebenfalls von 2 0° zu 2 0°
gestaffelt sind, und daß schließlich die Abstände der Sicherheitsscheibe unter Nr.
7 angeordnet sind, und zwar von einem Hauptmesser ausgehend, der mit der Mittellinie
von zwei nachfolgenden Einkerburigen zusammentrifft bzw. bei Null', 2 0°,
4 0 0 , 6 0°; 8 00, 10 190 und 14 00.
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Wie weiter unten noch näher beschrieben ist, soll der Winkelabstand
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kontakten nicht unter 60' liegen. Diese Anordnung
führt demgemäß zu einem Minimum von O° = 15' und infolgedessen zu einer Staffelung
der relativen Stellungen der Kontakthalter von 30' zu 30'. Eine derartige Ausgestaltung
erlaubt demgemäß 12 Stellungen der Kontaktträger, zu verwirklichen, so daß beispielsweise
die Möglichkeit gegeben ist, - in einer genormten Installation 12 verschiedene Ströme
zu verwenden. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht einem Wert -für 0° = 15', wie
in dem weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiel erläutert ist: Die Vorrichtung
der elektrischen Verbindung gemäß F i g. 1 besteht im wesentlichen aus zwei- Baueinheiten,
nämlich einer feststehenden Baueinheit, die mit dem Bezugszeichen 21 belegt ist
und die als Sockel bzw. als Steckdose in der nachfolgenden Beschreibung benannt
ist und einer weiteren beweglichen Baueinheit, die mit dem Bezugszeichen 22 belegt
ist und die man als Stecker bezeichnen kann.
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Der Sockel selbst enthält ein äußeres metallisches Gehäuse 16, welches
einen isolierenden Träger 4 umfaßt, in dem vier Kontakte, z. B. der Kontakt 5, angeordnet
sind, die weiter unten als Kontakte des Sockels bezeichnet sind; ferner ist ein
zentral angeordneter Erdkontakt 6 vorgesehen. Der Stecker enthält ebenfalls ein
äußeres metallisches Gehäuse 7, in welchem ein isolierender Träger 8 eingeschlossen
ist, in dem wiederum elektrische Kontakte; wie beispielsweise der Kontakt 9, angeordnet
sind und die weiter unten als Kontakte des Steckers bezeichnet sind; ferner ist
ein zentral angeordneter Erdkontakt 10 vorgesehen. Wenn der Stecker von dem Sockel
entfernt ist, kann ein Deckel 11 um seine Achse 15 geschwenkt und auf den
Sockel 21 umgeklappt werden, und zwar entgegen der Kraft der Feder 12; der Deckel
kann dann in der Verschlußstellung durch eine Sperrklinke 13 verriegelt werden,
wobei diese Sperrklinke wiederum durch die Feder 14 gehalten wird.
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Die vier Kontakte des Sockels sind derart einheitlich auf einem gleichen
konzentrischen Umkreis zu der Gesamtheit des Apparates angeordnet, und zwar ein
neutraler Kontakt N bzw. Nullkontakt und drei Kontakte der entsprechenden Phasen
1, 2 und 3 (F i g. 2). Die drei ersten Kontakte N, 1 und 2 sind auf dem Umkreis
durch Kreisbögen von je 60' voneinander entfernt, während der vierte Kontakt 3 in
bezug auf die regelmäßige Verteilung um 30'' verschoben ist, so daß der Bogen auf
dem Umfang zwi= scheu den Kontakten 2 und 3 sinngemäß 90' beträgt.
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Die Anordnungen der Kontakte des Steckers stimmen mit denjenigen der
Kontakte des Sockels überein, jedoch sind nur einzelne mit den Kontakten ausgestattet
bzw. wirken mit den Kontakten zusammen, die dem Strom entsprechen, der für den Verbraucherstromkreis
erforderlich ist.
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Gemäß einer bekannten Vorrichtung, insbesondere bekannt aus dem französischen
Patent 1040 201, weisen die isolierenden Träger 4 des Sockels und Träger 8 des Steckers
je eine Mehrzahl von Rillen bzw. Nuten auf, die auf den Umfang verteilt sind, wie
z. B. b.-i dem Bezugszeichen 19 in F i g. 2 dargestellt ist; in dem gezeichneten
Ausführungsbeispiel sind zwölf Nuten vorgesehen, die regelmäßig verteilt sind, und
zwar in diesem Beispiel je von 30' zu 30' und die mit zwei Vorsprüngen zur Sicherung
der Stellung zusammenwirken, die in F i g. 1 mit dem Bezugszeichen 17a, 17b
bzw. 18a, 18b versehen sind und die fest mit dem betreffenden Gehäuse verbunden
sind. Auf diese Weise kann jeder der isolierenden Träger zwölf Winkelstellungen
in bezug auf sein Gehäuse einnehmen.
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Man kann nun jeder bestimmten. Stellung einen nach Art und wirksamer
Spannung, beispielsweise 380 Volt Wechselspannung; 220 Volt Wechselspannung, 101
Volt Gleichspannung, 48 Volt Wechselspannung, 24 Volt Gleichspannung usw., bestimmten
Strom zuordnen.
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Das Gehäuse des Steckers 7 kann nicht axial in das Gehäuse des Sockels
16 eingeführt werden, außer in einer winkelmäßig genau bestimmten Stellung, dank
des Vorhandenseins eines nicht gezeichneten Nockens beispielsweise, welcher an einem
der beiden Gehäuse befestigt ist, und zwar dort, daß er das vollständige Einführen
des Steckers in den Sockel in drei Zeiten zuläßt, nämlich: erster Zeitabschnitt
unter Einführen des Steckers in den Sockel unter einer axial gerichteten Verschiebebewegung,
ein zweiter Zeitabschnitt durch relative Drehung der beiden Gehäuse um eine bestimmte
Achse, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um 15' in indirektem Drehsinn, wobei
die Kontakte des Steckers in bezug auf die Kontakte des Sockels mitgenommen werden
und schließlich ein dritter Zeitabschnitt, in welchem die Kontakte miteinander in
Berührung gebracht werden, wobei eine zweite axiale Verschiebung des Steckers in
den Sockel erfolgt. Diese Vorrichtung, die durch einen Bajonettverschluß irgendeiner
bekannten üblichen Art erreicht wird, ist beispielsweise in dem vorbezeichneten
französischen Patent beschrieben.
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Auf dem isolierenden. Träger 4 des Sockels ist eine Scheibe 23 schwenkbar
angeordnet, welche eine zweifache Rolle in bezug auf die Sicherheit spielt, nämlich:
einmal soll die Scheibe die Kontakte des Sockels abdecken, wenn der Stecker aus
dem Sockel herausgezogen ist und zum anderen soll sie verhindern, daß ungewünschte
Handhabungen oder Vorgänge bei Anschlüssen vorgenommen - werden können, die unterschiedlichen
Anordnungen entsprechen.
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Die schwenkbare Scheibe 23 ist gegen den isolierenden Träger 4 des
Sockels durch den Kopf des zentral angeordneten Erdkontaktes 6 gehalten, welcher
gleichzeitig als Schwenkachse. der Scheibe dient.
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Die schwenkbar gelagerte Scheibe 23 weist einen urigebogenen Rand
24 auf, sa daß eine flache Schale entsteht, die dicht auf dem isolierenden Träger
4 aufsitzt.
Die Seitenfläche des Zylinders, welcher von der
Scheibe und ihrem Rand gebildet wird, trägt eine Anzahl längsverlaufender Nuten,
wie beispielsweise die eingezeichneten Nuten 25a und 25b; die gleichmäßig
auf dem Umfang verteilt sind, und zwar in dem der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
unter je einem Winkel von 30° zu 30°.
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Die schwenkbar gelagerte Scheibe 23 nimmt in Bezug auf den Sockel
von dem Augenblick an eine unbewegliche Anfangsstellung ein, an welchem sie während
der Installation der Verbindungsvorrichtung an ihren Platz gebracht wird; diese
anfängliche Stellung wird im Augenblick der Montage ausgewählt, und zwar in Abhängigkeit
von der Polarität des Sockels, wie weiter unten noch näher beschrieben ist.
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Diese anfängliche Einstellung wird durch zwei Vorsprünge 26a und 26b
gesichert, die an der Außenfläche einer Sicherheitsscheibe 27 vorgesehen sind; diese
Vorsprünge sind dazu bestimmt, in zwei sich diametral gegenüberliegende Nuten einzugreifen:
zu diesen Nuten gehören die Nuten 25a und 25b, die an der schwenkbar gelagerten
Scheibe 23 vorgesehen sind. Die Sicherheitsscheibe 27 ist nur in Bezug auf die Drehbewegung
und im Verhältnis zu dem Gehäuse 16 des Sockels durch nicht dargestellte Mittel
unbeweglich; hierzu dienen beispielsweise längsverlaufende Rippen, die von dem Gehäuse
getragen werden und die mit Einkerbungen auf dem Umfang der genannten Scheibe zusammenwirken;
diese letztere Scheibe wird durch eine Feder 28 gegen die schalenförmige Scheibe
23 gedrückt, wobei die Feder 28 den Körper des isolierenden Trägers 4 des Sockels
umgibt.
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Während der Zeit der Drehbewegung des Steckers in dem Sockel zur Ausführung
eines Anschlusses bzw. der Schaltung, wird die schwenkbare: Scheibe 23 von dem Stecker
zu einer gleichen Drehbewegung mitgenommen. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 7
des Steckers zwei längsverlaufende Rippen 29a und 29b auf der Innenseite auf, die
dazu bestimmt sind, in die beiden entsprechenden Nuten, wie z. B. die Nuten
25a
und 25b, einzugreifen, die in der schwenkbaren Scheibe 23 vorgesehen sind
und die in dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel von den gleichen
Nuten gebildet sind, die bereits zur Verriegelung der Scheibe, wie beschrieben,
dienen.
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Wenn im Laufe des ersten Vorganges bzw. des ersten Zeitabschnittes
zum Einstecken des Steckers in den Sockel der Stecker in Längsrichtung eingeschoben
wird, so greifen die Rippen 29a und 29b
in die Nuten der Scheibe
25a und 25b ein, und zwar zur gleichen Zeit, zu der das Ende des Gehäuses
7 des Steckers die Sicherheitsscheibe 27 gegen die Feder 28 zurückdrückt und infolgedessen
die Vorsprünge 26a
und 26b aus der Verriegelung der Scheibe löst. Sobald die
Scheibe 23 kraftschlüssig zur Drehbewegung mit dem Stecker verbunden ist; dreht
sie sich mit diesem im Verlaufe des Zeitabschnittes bzw. Vor-Banges der Drehbewegung
nach Art eines Bajonettverschlußes; in dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
vollzieht sich diese Drehbewegung um 15° im Uhrzeigersinn.
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In F i g: 3 ist im Schema und in Draufsicht die schwenkbar gelagerte
Scheibe 23 dargestellt, die auf dem Umfang mit Nuten, wie beispielsweise mit dem
Bezugszeichen 25ä, 25b, und 25c angegeben ist, versehen ist. Die Scheibe
23 ist mit einer zentralen Durchbrechung 33 bzw. Bohrung und mit sieben weiteren
Durchbrechungen bzw. Bohrungen versehen, die atü einem Kreisbogen verteilt sind,
der dem Kreisbogen zur Verteilung der Kontakte des Sockels und des Steckers entspricht;
sechs dieser Durchbrechungen sind jeweils unter einem Winkel von 30° zu 30° zueinander,
ausgehend von einer dieser Durchbrechungen 30 zueinander angeordnet, wobei diese
Durchbrechungen jeweils auf Mittellinien zwischen zwei benachbarten Nuten 25a; 25c
sitzen, während die siebte Durchbrechung bzw. Bohrung 31 um einen Winkel von 60°
zu der letzten Durchbrechung 32 der Serie der sechs Bohrungen angeordnet ist.
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Die Vorsprünge 17a und 17b des Sockels sind in Ruhestellung senkrecht
unterhalb der Vorsprünge der Scheibe 27 bzw. der Teile 26a und 26b angeordnet, d.
h., während der Stecker nicht im Eingriff in dem Sockel ist; die schwenkbar gelagerte
Scheibe 23 nimmt in dem Sockel eine anfängliche Winkelstellung ein, bei welcher
die Nuten, wie die Nut 25a, sich senkrecht zu den Nuten 19 des Sockels befinden,
während die Kontakte, wie der Kontakt 9, des Steckers, die mit den entsprechenden
Kontakten des Sockels nach dem Vorgang der Drehbewegung zum Ineingriffbringen zusammenarbeiten,
sich vor.. dem Zeitpunkt der Drehung um 15° versetzt befinden und infolgedessen
genau gegenüber einigen Durchbrechungen bzw. Bohrungen der schwenkbaren Scheibe
liegen.
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Die Anfangsstellung der Scheibe 23 ist so gewählt, daß durch die Drehung
um 15° im Verlaufe der Be- -tätigung und Einführen des Steckers die Kontakte des
Sockels und nur diese freigelegt werden. .
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F i g. 4 'zeigt vier mögliche Verbindungen bzw. Anschlüsse an ein
und demselben Sockel, und zwar auf Grund von vier verschiedenen anfänglichen Stellungen
der schwenkbar gelagerten Scheibe.
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Der Versorgungsstrom, der der relativen Stellung des isolierenden
Trägers des Sockels in dem Gehäuse entspricht, sei beispielsweise ein dreiphasiger
Wechselstrom von 380 Volt; der Sockel weist außer dem Erdkontakt vier Kontakte auf,
nämlich einen neutralen bzw. Null-Kontakt N und drei Kontakte der Phasen 1, 2 und
3. Einige von ihnen können nicht angeschlossen werden, jedoch der Anschlußplan ist
einheitlich, d. h., daß eine bestimmte gleiche Phase stets einem bestimmten Kontakt
entspricht. Verständlicherweise-kann jeder Stecker, der geeignet ist, einen solchen
Strom aufzunehmen, mit seinem isolierenden Träger in eine relative Stellung gelangen,
in welcher er mit dem entsprechenden Träger des Sockels zusammenwirkt.
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Wenn man gemäß F i g. 4 von dem Kontakt 1V auf dem Sockel und auf
der Scheibe von der Durch-Brechung 30 ausgeht; so ergibt sich folgendes:
In der anfänglichen Stellung A der Scheibe ist die Durchbrechung 30 um einen Winkel
von 15° entgegen dem Uhrzeigersinn mit Bezug auf den Kontakt N versetzt, während
in der Endstellung der Scheibe die vier Kontakte N, 1, 2 und 3 offengelegt bzw.
freigegeben werden.
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Bei einer anfänglichen Stellung B ist die Durchbrechung 39 unter einem
Winkel von 45' im Uhrzeigersinn mit Bezug auf den Kontakt N versetzt angeordnet,
während in der Endstellung nur die Kontakte 1, 2 und 3 freigegeben werden.
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Bei einer Anfangsstellung C, die einer Versetzung -der Durchbrechung
39 und 15° im Uhrzeigersinn in Bezug auf den Kontakt N entspricht, werden in der
Endstellung nur die Kontakte 1 und 2 freigegeben.
Für eine Anfangsstellung
D, die einer Versetzung der Durchbrechung 30 in bezug auf den Kontakt N entspricht,
werden in der Endstellung mir die Kontakte 1 und N freigegeben.
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Man kann sich vorstellen, daß bei einer weiteren Anfangsstellung E,
die in der Zeichnung nicht dargestellt ist und die einer Versetzung bzw. Verschiebung
von 45' entgegen dem Uhrzeigersinn entspricht, in der Endstellung nur die Kontakte
1, 2 und N freigegeben werden. Es genügt demgemäß, die schwenkbare Scheibe jeweils
so auf dem Sockel einzusetzen, daß in der Anfangsstellung A der Sockel mit drei
Phasen und dem Null-Leiter belegt ist, in einer Anfangsstellung B der Sockel mit
drei Phasen, in einer Anfangsstellung C der Sockel mit den Phasen 1 und 2, in einer
Anfangs= stellung D der Sockel mit der Phase Lund der neutralen Phase bzw. dem Null-Leiter,
in der Stellung E der Sockel mit den Phasen.1 und 2 und der neutralen Phase bzw.
dem Null-Leiter belegt ist, um sicher zu sein, daß der Stecker eine entsprechende;
ganzbestimmte Polarität erhält und nicht bei einer unteren Polarität eingeführt
werden kann. Andererseits kann der Stecker bei relativen Stellungen der miteinander
zusammenwirkenden isolierenden Träger des Steckers und des Sockels in den Sockel
eingeführt werden, wenn der letztere mindestens eine Polarität gleich derjenigen
des Steckers aufweist.
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Man kann auf diese Weise einen Verbraucherstromkreis, z. B. mit einem
einphasigen Strom, zwischen Phasen versorgen, wobei der Sockel an drei Phasen angeschlossen
ist. Aber umgekehrt ist es nicht möglich, ein dreiphasiges Gerät als Verbraucher
an einen Sockel anzuschließen, welcher beispielsweise nur mit einphasigem Strom
beschickt ist.
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Wenn auf der anderen Seite, wie bereits weiter oben ausgeführt worden
ist, .die relativen Stellungen des isolierenden Trägers des Steckers und des Sockels
unterschiedlich sind, kann der Stecker nicht in den Sockel eindringen, wenn der
Stecker mindestens die Kontakte 1, 2 und 3 benutzt. Gleichfalls kann ein zweiphasiger
Stecker, der die Kontakte 1, 2 und N oder ein einphasiger _ Stecker, der die Kontakte
1 und 2 oder N benutzt, nicht in einen Sockel bei verschiedener relativer Stellung
eingesteckt werden, in welcher einer dieser Kontakte der Anordnung des Kontaktes
3 des Sockels entspricht.
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Andererseits kann ein um 60° im Uhrzeigersinn verschobener Stecker
in bezug auf die Stellung des Isolierkörpers des Sockels und bei Benutzung der Kontakte
1 und N in den Sockel eindringen, wenn diese mindestens auf den Phasen 1 und 2 belegt
ist. Umgekehrt kann ein Stecker, der die Kontakte 1
und 2 benutzt, in den
Sockel eindringen, der mindestens auf den Phasen 1 und N belegt ist, wenn der isolierende
Träger des Steckers um 60° entgegen dem Uhrzeigersinn in bezug auf den Isolierkörper
des Sokkels verschoben ist. Diese Fähigkeit ist von besonderer Bedeutung. Es genügt,
einmal für alle relativen Stellungen des isolierenden Trägers des Sockels für die
verschiedenen wirksamen Spannungen derart festzulegen, daß die oben erläuterten
Verbindungen den Verbraucherstromkreis um den Versorgungsstromkreis; wie nachfolgend
noch beschrieben wird, in korrekter Weise miteinander zu verbinden.
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In F i g. 5 sind die zwölf relativen möglichen Stellungen eines isolierenden
Trägers des Sockels in seinem Gehäuse dargestellt, wobei diese Stellungen durch
elf aufeinanderfolgende Drehbewegungen von je 30° entgegen dem Uhrzeigersinn, ausgehend
von einer Anfangsstellung (Stellung 1 gemäß der Figur), erhalten werden. Einige
dieser Stellungen sind bestimmt für Ströme, die am häufigsten benutzt werden, wobei
der Möglichkeit Rechnung getragen worden ist, daß ein einphasiger Stecker mit einem
Sockel zusammengeschaltet werden kann, welcher um 60° verschoben ist.
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Es kann nun beispielsweise die Stellung 1 für Wechselstrom von 380
Volt und die Stellung VI für Wechselstrom von 48 Volt reserviert werden. In diesem
Falle ist die Stellung III für Wechselstrom von 220 Volt und die Stellung VITI für
Wechselstrom von 24 Volt reserviert. Auf diese Weise ergibt sich, daß bei einem
Verbraucherstromkreis für beispielsweise einen einphasigen Strom von 220 Volt ein
Stecker vorgesehen ist, dessen Isolierungskörper sich in Stellung III befindet und
der mit den Kontakten 1 und 2 belegt ist; dieser Stecker kann in einen Sockel mit
Anschluß von 380 Volt gemäß Stellung I eingeschoben werden, so daß die Kontakte
1 und N der Stellung I zur Wirkung kommen und der auf diese Weise erhaltene Strom
entspricht der Forderung.
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Um auf der anderen Seite zu vermeiden, .daß ein Stecker, der nur mit
den Kontakten 1 und 2 belegt ist und dessen Isolierungskörper sich in Stellung I
befindet, an die Kontakte 1 und N eines Sockels gemäß Stellung XI angeschlossen
werden kann, genügt es, daß für diese Stellung XI der Kontakt N nicht benutzt wird;
die schwenkbare Scheibe erhält also eine Anfangsstellung B oder C, die eine Freigabe
des Kontaktes N nicht gestattet. Das gleiche gilt auch für den Sockel gemäß Stellung
IV. .
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Wenn man einmal die .Gesamtheit der verschiedenen Versorgungsströme
einer gleichen Installation kennt, kann man jeweils die Stellungen der isolierenden
Träger des Sockels in seinem Gehäuse im Hinblick auf die wirksame Spannung auswählen;
es ist dann jeweils eine schwenkbare Scheibe vorgesehen, deren relative Stellung
der Polarität des Trägers entspricht, derart, daß bei Eintritt irgendeines Steckers
in den Sockel der letztere für die Versorgung des verlangten Stromes sorgt und umgekehrt
der Sockel ,einen Stecker nicht mit dem verlangten Strom speist, wenn der Sockel
nicht zur Aufnahme des Steckers in der Lage ist.
-
Da weiterhin dieses Ergebnis mit einem einheitlichen Montageplan erhalten
wird, d. h. durch unveränderte Definition der Anordnung der Kontakte; kann der Benutzer
selbst erforderlichenfalls .eingreifen und beispielsweise einen zerstörten Kontakt
ersetzen.
-
In ihrer Anfangsstellung deckt die schwenkbare Scheibe sämtliche Kontakte
des Sockels ab und verhindert so, daß eine ungewollte Berührung mit irgendeinem
Kontakt eintritt; sie schützt ferner die Kontaktstücke vor Stößen und auch vor dem
Eintritt von Staub, selbst wenn der Deckel des Sockels nicht in Verschlußstellung
geklappt ist. Die Anzahl der in der Industrie üblicherweise verwendeten Stromarten
ist ungefähr gleich zwanzig; es ist also erforderlich, die Anzahl der möglichen
Stellungen zu erhöhen, um eine Vereinheitlichung zu schaffen, die für die gesamte
Industrie gültig ist.
-
Um die Verteilung der Kontakte und die optimalen Verhältnisse der
verschiedenen Winkelwerte derart festlegen zu können, daß die maxifinale Anzahl
der
möglichen Stellungen erhalten wird, ist es zunächst erforderlich,
-den durch die Fabrikation gebotenen Abmessungen Rechnung zu tragen, ferner den
mechanischen und elektrischen Bedingungen; den amtlichen Normen und dem für die
Montage und die praktische Benutzung erforderlichen Bewegungsspiel.
-
In allen Ländern sind die verschiedenen Größen der Steckdosen durch
Normvorschriften bestimmt und für jede dieser Größen kann man den maximalen Querschnitt
der elektrischen Leiter einheitlich zugrunde legen. Unter dem Gesichtswinkel der
Elektrotechnik ist der Querschnitt der Kontaktorgane mit der Größe der Steckdosen
verbunden, aber für die kleinen Größen gestattet der Querschnitt im übrigen eine
ausreichende mechanische Festigkeit.
-
Wenn ö den Durchmesser eines Kontaktstiftes bedeutet, beträgt der
Durchmesser der Durchbrechung in der Sicherheitsscheibe D = ö + s, wobei s das erforderliche
Spiel bedeutet. Dieses absolute Spiel, welches je nach der Größe verschieden ist,
steht im Verhältnis mit einem Spiel im Winkelbereich, welches mit j bezeichnet
wird und R - j beträgt, wenn R den Halbmesser des Kreises bedeutet, auf welchem
die Kontakte angeordnet sind. Der Wert für die Größe j ist im wesentlichen von Einflüssen
der Herstellung und der Benutzung abhängig; der maximale Wert kann als sehr angenähert
mit 4° angenommen werden.
-
Ähnlich geht man vor, wenn man den maximalen Querschnitt des zu verbindenen
Reiters kennt; man kann dann für jede Größe den Durchmesser des entsprechenden Drahtanschlusses
bzw: der Anschlußklemme ableiten und demgemäß den Durchmesser d der Löcher der Kontakt'räger
bestimmen, die die Drahtanschlüsse tragen, wobei dem erforderlichen Spielminimum,
beispielsweise einem Spiel von 1 Millimeter, Rechnung getragen wird. In dem meist
üblichen Fall, bei weichem das Zentrum des Kontaktträgers von einem Erdkontakt eingenommen
wird, beträgt der Halbmesser des Kreises für die Anordnung der -Kontakte minimal:
R = d + e. Dabei bedeutet e die minimale Dicke, die ohne mechanische oder ele@etrische
Nachteile zu erzeugen für den Isolierungskörper zulässig ist, der zwischen zwei
Kontaktstellen oder zwischen zwei Drahtanschlüssen vorgesehen ist.
-
Für die verschiedenen Größen von Steckdosen beläuft sich der Minimalwert
für »es zwischen etwa 3-bis 5 Millimetern.
-
Wenn eine bestimmte Größe vorgegeben ist, die Werte für e und ö bestimmt
sind; kann man die Werte für R und D ableiten oder sehr genau die Minimalwerte für
R und D bestimmen, und es ist wünschenswert, diese Minimalwerte einzuhalten, um
nicht den Kostenaufwand der Gesamtvorrichtung unnötig zu .erhöhen.
-
Um zu gewährleisten, daß zwei Stellungen-: des Kontaktträgers nicht
verwechselt bzw. ausgetauscht werden können, ist es erforderlich, daß .die Achse
einer Kontaktanordnung nicht verwendbar ist, sei es daß sie außerhalb der entsprechenden
Durchbrechung der Sicherheitsscheibe in der Endstellung gelegen ist, sei es daß
andere geeignete Maßnahmen getroffen sind. Am Ende geht die Achse durch einen der
Punkte des Umkreises der betreffenden Durchbrechung.
-
Es sei hier die Verschiebung zwischen zwei aufeinunderfolgenden Winkelstellungen
des Kontaktträgers mit y bezeichnet, wobei -die eine Stellung für die Anordnung
des Kontaktes koaxial zu der Durchbrechung ,gilt, während bei der anderen .Stellung
die Achse dieser Anordnung vor dem Umkreis der Durchbrechung geschnitten wird, so
daß gilt
und weiterhin
Wenn man das Bewegungsspiel bei der Montage berücksichtigt, dessen Maximalwert wie
vor erläutert mit 4° angenommen werden kann, ergibt sich eine Winkelverschiebung
(p der zwei aufeinanderfolgenden Stellungen des Kontaktträgers minimal zu y + 4°.
-
Wie oben bereits erläutert worden ist, :sind die Größen von R und
D für jede Größe der elektrischen Steckerdosen festgelegt. Die Rechnung zeigt, daß
für alle Größen der Wert
im wesentlichen konstant ist und etwa im Bereich von 11' liegt. Daraus ergibt
sich, daß die minimale Winkelverschiebung für die Nichtaustauschbarkeit bei 15°
liegt. Es sei bemerkt, wie auch bereits oben erläutert wurde, daß die Winkelverstellung
99 .der Beziehung Kcp = 360° unterliegt, wobei K einen ganzzahligen
Wert darstellt und der Wert 9p = 15° dieser Formel entspricht.
-
Wenn man nun die minimalen Abmessungen der gesamten Vorrichtung einhält,
um den Kostenpreis und Bauaufwand herabzusetzen und wenn man gleichzeitig unter
Berücksichtigung eines Montagespiels eine genügende Sicherheit in bezug auf die
Nichtaustauschbarkeit beachtet, ergibt sich eine Winkelverschiebung zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Stellungen eines Kontaktträgers von feststehend 15°; infolgedessen
ergibt sich eine Anzahl der möglichen Stellungen von 24. Die Anzahl der elektrischen
Ströme bzw. Stromarten, die normalerweise in der Industrie verwendet werden, belaufen
sich auf etwa 20; die gewonnene Auswahl erlaubt, einmal für alle-- Stellungen einen
ganz bestimmten Strom festzulegen und zum anderen ein Normensystem in bezug -auf
die Installation durch eint grundsätzliches Normensystem zu ersetzen, welches für
die Gesamtheit der Industrie gültig ist.
-
In bezug auf die Verteilung der Kontakte auf dem. Umkreis der Anordnung
sei bemerkt, daß die minimale Dicke des Isolierungskörpers, die zwischen dem Zentralkontakt
und irgendeinem Kontakt -auf dem Umfang zugelassen ist, ebenfalls zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Kontakten auf dem Umfang beibehalten werden soll. Das heißt,
daß der minimale Winkel zwischen diesen beiden aufeinanderfolgenden Kontakten 60°
beträgt.
-
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es dieser Winkel
von 60°, der zwischen den Kontakten N und 1 und zwischen den Kontakten 1 und 2 vorgesehen
ist. Es ist verständlich, daß zwischen allen möglichen Stellungen der Kontakte auf
dem Umfang der Anordnung diejenige bevorzugt ausgewählt wird, welche die bequemste
Verteilung gestattet und für welche man sich so weit wie möglich von dem minimalen
Winkel von 60° entfernt.
-
Bei einem Ausführungsbeispiel, bei welchem der Kontaktträger außer
dem zentral angeordneten Erdkontakt vier Kontakte aufweist, die wie vorstehend
mit
N für die Nullphase und mit 1, 2 und 3 für die stromführenden Phasen bezeichnet
sind, erhält man eine Kombination, welche nahezu alle in der Industrie verwendeten
Stromarten umfaßt; der Winkelwert zwischen den Kontakten N und 1 und zwischen den
Kontakten 1 und 2 sei nachfolgend mit a bezeichnet, der Winkel zwischen dem Kontakt
2 und dem verschobenen Kontakt 3 mit ß und schließlich der Winkel zwischen dem Kontakt
3 und dem Kontakt N mit ß'.
-
Daraus erhält man zunächst a -I- a + ß -f- ß' = 360'.
-
a, ß und ß' stellen je für sich Vielfache des Winkels cp dar, dessen
Wert festgelegt ist, wie oben beschrieben worden ist, und zwar zu 15°. Es ist ferner
erforderlich, daß jeder dieser Winkel größer ist oder gleich 60° ist; um ferner
die Verriegelung zwischen den Stellungen 2 und 3 und den Stellungen 3 und N zu gewährleisten,
ist es erforderlich, daß ß und ß' jede für sich unterschiedlich von a um mindestens
15° sind.
-
Die einzigen möglichen Werte für den Winkel ,% sind demgemäß 60°,
75°, 90°, 105°, 120°; und es ist wünschenswert, sich möglichst von dem Minimalwert
von 60° zu entfernen, so daß der Wert für zwischen 75°, 90° und 105° gewählt wird,
weil schließlich die Wahl des Wertes für a = 120° zwangläufg zu ß = ß' = 60° führt.
.
-
Um sämtlicheLösungsmöglichkeiten auszuschließen, welche einen Winkel
von 60° benutzen, -verbleibt eine Verteilung wie folgt zu wählen:
| ß ß |
| 75 90 - 120 |
| 75 105 105 |
| 75 120 90 |
| 90 75 105 _ |
| 90 105 75 |
| 105 75 75 . |
Wenn man in Rechnung zieht, daß es wünschenswert ist, einen möglichst großen Winkelabstand
zwischen zwei aufeinanderfolgenden -Kontakten zu erhalten, und wenn infolgedessen
eine Lösung gewählt werden soll, die nur einmal den Winkel .75° benutzt, und wenn
man ferner beachtet, daß diese Lösungen außerdem auf sehr geringen Abweichungen
zwischen dem Winkel a und den Winkeln ß und ß' beruht, wodurch erreicht wird, wie
weiter unten noch näher beschrieben wird, daß die Sicherheitsscheibe vereinfacht
wird, so wählt man vorteilhafterweise eine der folgenden Verteilungen: a
= 90° ß
= 75 0 ß'
= 105-ix =90, ß=105° ß'= 75
0
Dabei
bedeutet ß den Winkel zwischen zwei Phasenkontakten und ß' denjenigen Winkel, welcher
zwischen einem Phasenkontakt und dem Nulleiter vorhanden ist, und zwar erhält man
vorzugsweise ß > ß'; für die praktische Ausführung werden folgende Werte bevorzugt:
ä=90° ß=105° ß'=75° Die Winkelverschiebung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stellungen
des Kontaktträgers kann einen verschiedenen Wert haben, ausgehend von dem oben festgelegten
Minimalwert von 15°, wobei gilt
Kp = 360°. Demgemäß kann 99 den Wert von
18°, 20°, 22°, 30°, 24°, 30° usw. betragen, wobei jedoch zu beachten ist, daß die
Anzahl der möglichen Stellungen sich in der Weise verringert, daß der Wert für (p
sich erhöht und sich entsprechend auf 20, 18,16, 15, 12 usw. einstellt.
-
Wenn man jeden dieser Werte in der Weise prüft, wie es oben zu dem
Wert von p = 15° durchgeführt worden ist, wobei man sich jeweils darauf beschränkt,
für welche Werte die Anzahl der Stellungen größer als 15 ist, d. h. also für Werte
von 99 = 18°, p = 20° und 99 = 22°30, so ergibt dies; daß die Lösung
cp = 20° ausgeschlossen werden muß, welche nur eine mögliche Verteilung von 80°,
100° und 100° oder 100°, 80° und 80° ergibt.
-
Für den Wert 9p = 18° ergibt sich die günstigste Verteilung
a=90° ß=108° ß'=72° Für den Wert cp = 22°30 ergibt sich die günstigste Verteilung
von a = 90° ß = 112°30 ß' = 67°30 Das heißt, daß die drei Phasenkontakte in allen
Fällen auf ihrem Umfang der Einsatzstellen abgestuft sind, und zwar ausgehend von
der Nullphase zu den Stellen von 90°, 180° und 270° + 9p, vorzugsweise im Uhrzeigersinn.
-
F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches sich auf den Minimalwert
von p bei 15' bezieht. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die vier Kontakte,
außer dem im Zentrum angeordneten Erdkontakt 104, in genormter Weise auf dem konzentrischen
Umfang der Gesamteinrichtung angeordnet, und zwar handelt es sich um den neutralen
Kontakt N und drei entsprechende Phasenkontakte 101, 102 und 103. Die drei ersten
Kontakte N, 101 und 102 sind auf den Umfang je um einen Winkel von 90° voneinander
getrennt, während der vierte Kontakt 101 um 15° gegenüber der regelmäßigen Verteilung
verschoben ist; so däß sich auf dem Umfang zwischen den Kontakten 102 und 103 ein
Bogen entsprechend dem Winkel 105 ergibt. Der Isolierkörper des Sockels weist 24
Nuten auf dem Umfang auf, wie beispielsweise mit 119 angegeben ist, wobei diese
Nuten regelmäßig von 15' zu 15' verteilt sind. Der Isolierungskörper
des Steckers, der zeichne risch nicht dargestellt ist, weist ebenfalls 24 Nuten
auf dem Umfang auf, so daß jeder der isolierenden Träger vierundzwanzig relative
Winkelstellungen zu dem betreffenden Gehäuse einnehmen kann.
-
Wie im Zusammenhang mit der Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weiter oben dargelegt wordenist,istkeinedervierundzwanzigStellungendurch eine andere
Stellung zu überdecken, so weit es die Gesamtheit der Anordnung der drei Kontakte,
außer dem Nullkontakt N, anbetrifft; wenn ferner einer der Kontakte 101, 102 oder
N eine bestimmte Stellung der Anordnung des Kontaktes 103 einer anderen Stellung
entspricht, so treffen jedoch die beiden anderen entsprechenden Kontakte in ihrer
Anordnung nicht auf diese zweite Stellung zu. -Man kann auf diese Weise grundsätzlich
eine Normung durchführen, die für die Gesamtheit der Industrie gültig ist, wobei
ein für alle Male für jede Stellung ein entsprechender Strom bestimmt ist.
-
Es sei vermerkt, daß der Sockel einer solchen Vorrichtung, je nach
den grundsätzlichen Eigenschaften,, mit einer Sicherheitsschwenkscheibe versehen
ist, die
| derart eingesetzt ist, daß ausgehend von fünf genau
vor- |
| bestimmten anfänglichen Stellungen, in welchen jede |
| der Durchbrechuiigen der Scheibe eine Stelle des Kon- |
| täktträgers für die Kontakte des Sockels abdeckt, eine |
| Drehung der Scheibe um einen Winlel0 dazu: führt, |
| daß die Durchbrechungen die betreffenden Stellen frei- |
| legen: |
| 1 und 2 |
| oder 1, 2 lind 3 |
| oder 1, 2, 3 und N |
| öder 1, 2 und N |
| oder 1 und N |
| Es ist augenscheinlich, daß die Seheibe zunächst vier |
| Derehbrechüngen trägt; nämlich N', 1', 2' uiid 3', wo- |
| bei diese untereinander die gleichen relativen Stcllun= |
| gen einnehmen wie die Anordnungen der Kdntäkte |
| und infolgedessen aufeinanderfolgende Winkelab= |
| stände von a, &, ß und ß' äufweiscn. |
| Um zu erreichen, daß stur die Kontakte 1, 2 und 3 |
| allein freigegeben. weiden, ist es erforderlich, daß die |
| Scheibe drei Durchbrechungen aufweist, deren Winkel= |
| abstände den Winkeln oc und ß betragen und insge- |
| samt gemäß 1', 2' und 3' unterschiedlich sind. Die ein- |
| fachste Lösung ist, eine fünfte Durchbrechung 5' zu |
| -ß von 1' vorzusehen, |
| Wenn man nur die Kontakte N, 1 und 2 abdecken |
| Will, werden drei Durchbrechuiigen mit gleichem Ab- |
| stand voneinander unter dem Winkel & anders als N', |
| 1' und 2' in ihrer Gesamtheit benötigt; Man benutzt |
| södanri eine sechste Dürehbrechung 6', die unter |
| einerrl Winkel -&-von 3' ödet 2' öder auch von +a |
| von 5' oder n' angeordnet ist. |
| Wenn inati in Rechnung setzt, daß & = 90° be- |
| trägt, sind die beiden Lösungen =& von. 2' ödet a+ |
| von N' einander identisch lind sötbt seicht anwendbar. |
| Werra nian davon ausgeht, daß N, 1, 2, 3 mit N', 1', |
| 2', 3' zusammentreffen, so Werdeli durch eine Drehung |
| der Sioherheitsscheibe tritt -cx erneut die vier
Kontakt- |
| stellen freigelegt, wobei X' und 1, 1' und 2, 5' iiäch 3 |
| und 6' nach 9 gelangt. |
| Andererseits sind die beiden anderen Lösungen |
| möglich. Wenn die sechste Durehbrechung sich um |
| --x von 3' entfernt befindet, ist die Dürchbreehung |
| diametral entgegengesetzt zu der Durchbrechung 5' an- |
| geordnet, Lind wenn sie sich bei +x Vbn 5' befindet, |
| so liegt sie diatiietral gegenüber 3'. |
| In dein ersteren Falle, ausgehend vöri der Stellung |
| der Scheibe, in welcher N,1, 2, 3 mit N', 1', 2', 3' zu- |
| satiimentreffen, wird durch eine Droheng tun -cc nur |
| 1, 2 und 3; nicht aber N tiffengelegteine Drohung von |
| oc + 2ß oder auch ü- -ß' bei & - 90° ergibt eine |
| Freigabe nur der beiden Stellen vati N und 1; eine |
| Drehung um +ß gibt nur die boideü Stellen 1 und 2 |
| frei; eine Drehung um ß + & gibt N, 11 und 2, aber |
| nicht 3 frei. |
| In dem zweiten Fälle werden die gleichen Stellungen |
| durch entsprechende Dtehüng uni yac, +,x, +ß = a. |
| Diese beiden Lösungen gestatten somit, die fünf an- |
| fänglichen Stellungen der Sicherheitsscheibe zu erhal- |
| ten, wobei die Bedingung der Mchtäustatusehbärkeit |
| gewährleistet ist. Weit man voraussetzt, daß der |
| Wert von a - 90° ist, sind die Durchbtechungen der |
| Sicherheitsscheibe, äuggeheiid von einer der Durch- |
| brechungen unter Utsprung§Winkel Von p°, 90°, 180°, |
| 1,80° + qs und 2'700 iiii Uhrzeigersinn verteilt öder |
| auch zu 90°, 90 0 + e, 1800, 1800 +,p
und 270 0 + 99 . |
| In den zwei Fällen weisen die beiden Durch- |
breohungeri 2' und 5' nur einen Winkelabstand von i auf, in dein Fall, in welchem
e7 = 15° oder 18°beträgt, sind die beiden Durchbrechungen zu einem Schlitzloch verlängert.
Das gleiche gilt auch für die Durch= Brechungen N' und 6' für den ersten Fall und
für die Durchbrechungen 6' und 1' in dem zweiten Fall. Somit weist die Sicherheitsscheibe
nur vier Durchbrechungen auf, und zwar zwei kreisförmige Bohrungen und zwei Längsschlitze.
Die Sicherheitsscheibe soll gegebenenfalls nicht allein beliebig die Gesamtheit
der oben definierten Stellen für die Anordnung der Kontakte freigeben und sie soll
auch gegebenenfalls überhaupt nicht eine einzige Stelle N,1, 2 und 3 iii jeder der
fünf Anfangsstellungen freigeben.
-
Wenn 0 den Winkel bedeutet, um welchen man die Scheibe von einer Anfangsstellungineineentsprechende
Gebrauchsstellung dreht, und wenn V den minimalen Winkel für die Verriegelung zwischen
einer Durch= brechüng und der Anordnung eines Kontaktes bedeutet, so ergibt sich
folgendes. Es ist augenscheinlich, daß die günstigsten Bedingungen einer Anfangsstel=
-lung entsprechet<, für welche zwei benachbarte Durch= brechengen zusaüimen zwischen
den beiden am nächsten liegenden Kontäktanordiiungen sitzen, d. h. iniiorhalb des
Winkels ß'. Demgemäß ist ihre Endstellung bei 0° und 360°
- qi oder
bei 0° und e. Es ist erforder= lieh und es genügt, Wenn die nachfolgenden Bedingungen
als absolute Werte erfüllt werden: +P'Cp'-99oder 0+V<90-2(9 und
9 - q7
> V, daraus folgt 2 0 < 9ß°- g@, und Es ist nun :andererseits der Winkel
@ getsnictrisch bestininit wie der weiter öben erläuterte Winkel y der Winkelverstellung
zwischen zwei Stellungen des Ktiiltaktehttägets, jedoch ist es hier erforderlich,
daß die Durchbrechung und die Anodnung des nächstbenaoh= bauen Köiitäktes so getroffen
sei,
daß die Kontaktstelle vollständig abgedeckt ist, d h.,
daß die
tedin= gong gegeben ist:
öder V22° Daraus ergibt sich weiterhin
| Diese Ungleichheiten sind nicht uiiVetträglich rhit |
| dein 1Vliniinalwert 15" 'Von cp. |
| Für diesen Wert ninämt niaü V = 22°30; demgemäß |
| ist 0 == 37°30 oder genauer gesägt 0 = -37050i |
| Für die anderen Weite von rp ist es einerseits erför- |
| detlioh, daß die Drehbewegung der Scheibe ufgekehrt |
| wird, d. h., daß sie entgegen dein Uhrzeigersnn aus |
| der Aüfängsste1lring in eine Endstellung bewegt wird |
| und daß zuui anderen keine Endatenüiig gegeben ist, |
| in Welcher eine Kontäktänordttuiig die Stellung |
| 270°- 9p einnimmt. Diese zweite BedinMg Wird
in |
| dem zweiten Ausführungsbeispiel der Scheibe ver- |
| wirkfeht, für welche die sechste Durchbtechung "bei |
| a° von der Durühbrechttng 5' liegt und wobei eile |
Kombination N, 1 und 2 durch die Kombination N; 2 und 3 ersetzt
ist, erhalten durch eine Drehung von Zac oder 180°. Demgemäß ist es erforderlich
und es genügt, wenn folgende Bedingungen erfüllt werden: e _.m >
v
und
. ..0+V< wobei - 6 -@- V < 90° - p, - dies führt zu V -E-
99 G 0 45° und geometrisch wie - oben 22° < V, für 9p = 22°30, wählt man
V
= 22°30 und
B =: 45°, für cp = 18°, wählt man beispielsweise V =
27° und
0 = -45'.
-
Man kann feststellen, daß der Minimalwert 15° von cp dem Minimalwert
von 0 entspricht.
-
F i g. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sicherheitsscheibe
123, die dazu bestimmt ist, schwenkbar auf einem Sockel gemäß F i g. 6 angeordnet
zu werden; die Scheibe ist mit 24 Nuten, beispielsweise mit den Nuten 125a,
125b und 125c, auf dem Umfang ausgestattet. Die- Scheibe weist ferner Durchbrechungen
auf, durch die die Kontakte des Steckers hindurchtreten, und zwar eine zentrale
Durchbrechung 131 und vier Durchbrechungen, die auf dem Umfang bzw. auf einem Kreisbogen
verteilt sind; dieser Kreisbogen ist einem.Kreisbögen gleich, auf dem die Kontakte
des Sockels und des Steckers verteilt sind. Zwei von diesen :Durchbrecliungen, nämlich
131 und 133, sind kreisförmig, die beiden anderen dagegen sind zu Lochschlitzen
verlängert; der eine dieser Lochschlitze umschließt zwei kreisförmige Löcher 130
und 136, während der -andere die beiden Löcher 132 und 135 umgibt. Die Verteilung
der Löcher auf dem Umfang erfolgt im Uhrzeigersinii von dem Loch 130 aus wie ursprünglich:
136 zu 7~5°, 131 zu, 90', 132 zu 180°,135 zu 195° und 133 zu 285.
-
Der Mittelpunkt der Bohrung 130 ist auf der Mittellinie der
beiden benachbarten Nuten -des - äußeren Umfanges gelegen; und-zwar sind diese beiden
Nuten in dem dargestellten- Beispiel mit 125a und 125c bezeichnet.
.
-
Die Scheibe wird durch den Stecker zur Verriegelung des Steckers auf
dem Sockel unter Drehbewegung mitgenommen. Die anfängliche Stellung der Scheibe
ist in der Weise gewählt; daß sie nach der Schwenkbewegung die Kontakte des Sockels,.
die benutzt werden sollen, jedoch nur diese allein, freigibt.
-
Die Drehbewegung zur Verriegelung beträgt 27°30; und auf diese Weise
gibt die Scheibe, wie weiter oben bereits gezeigt worden ist, keine der Kontaktstellen
und auch nicht Teile hiervon in ihrer Ablängssfellung frei, d. h., daß der Winkelabstand
zwischen dem Zentrum einer beliebigen Durchbrechung und der Anordnungsstelle des
`nächstbenachbarten Kontaktes größer als 22' ist: .Wenn; man annimmt, daß die Scheibe
diejenige Stellung als Anfangsstellung einnimmt, bei welcher die entsprechende Endstellung
die -vier-Kontakt ve N, 101, 102 und 103 freigibt; d, h:, eine Anfangs= stellung,
bei welcher die. Bohrung 130 um 37°30 entgegen dem Uhrzeigersnnin bezug auf
den Kontakt .N verschoben ist, ergibt sich folgendes: Die Anfangsstellung,die`,durch
Drehung um -90° ausgehend von der bezeichneten Stellung erhalten wird; gestattet
die Kontakte -7E01, °102, -103.: jedoch nicht, den Kontakt N freizugebeno_ - -Die
Stellung, die durch Schwenken um- =75°- erhalten wird,- gestattet;.-tlie Kontakte
N und -101 und einzig diese beiden Ko:gtak@stellen freizugeben - ,- ,-Die Stellung,
die durch Drehung um -E-120° erhalten wird, gestattet die Kontakte 101 und
102; und zwar allein diese beiden Kontaktstellen freizugeben.
-
Schließlich gestattet die Stellung, die durch Schwenken um +195'-erhalten
wird, die Kontakte N, 101 und 102, jedoch nicht den Kontakt 103 freizugeben.
-
Es genügt demgemäß, die Sicherheitsscheibe in derjenigen der fünf
Anfangsstellungen einzusetzen, welche der Versorgung des Sockels entspricht.
-
Es sei hier noch darauf hingewiesen, daß bei Berücksichtigung des
Montagespiels und des Spiels, welches für eine rationelle Benutzung der Vorrichtungen
zur elektrischen Verbindung erforderlich sind, alle oben erläuterten und angegebenen
Winkelwerte, die im Rahmen der Ausführungsbeispiele als charakteristische bzw. besonders
vorteilhafte Werte angegeben sind, um etwa 2° nach oben oder unten schwanken können.
-
Ferner ist es möglich, die Verteilung der Kontakte des Sockels und
des Steckers und diejenige der Durchbrechungen in der Sicherheitsscheibe umgekehrt
werden kann, -wobei auch die übrigen Bedingungen ebenfalls umgekehrt werden, und
zwar der Drehsinn der Schwenkbewegung zur Verriegelung.