DE19830181C1

DE19830181C1 - Mehrpolige elektrische Steckverbindung

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Publication number: DE19830181C1
Application number: DE1998130181
Authority: DE
Original assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Current assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Priority date: 1998-07-06
Filing date: 1998-07-06
Publication date: 1999-09-30
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: WO2000001874A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mehrpolige elektrische Steckverbindung (1) für auf eine Anschluß- oder Ladebasiseinheit aufsetzbare Haushaltsgeräte, insbesondere Wasserkocher, Bügeleisen und dgl., wobei die Steckverbindung 1 einen in der Basiseinheit 2 angeordneten Basistecker 3 sowie einen am Haushaltsgerät angeordneten Gegenstecker 4 aufweist und der Gegenstecker 4 vom Boden 5 des Haushaltsgerätes abstehende Kontaktelemente umfaßt, die in auf die Basiseinheit 2 aufgesetztem Zustand des Haushaltsgerätes mit in einem Steckverbindungsgehäuse 6 angeordneten Gegenkontaktelementen 7 des Basissteckers 3 zusammenwirken. Der Basis- 3 und der Gegenstecker 4 sind in im wesentlichen jeder relativen Drehwinkelposition zusammensteckbar und/oder in zusammengefügtem Zustand gegeneinander verdrehbar. Der Gegenstecker 4 weist dazu einen aus Isoliermaterial ausgebildeten Kontaktfinger 8 auf, an welchem axial beabstandet und übereinanderliegend die als Kontaktringe 9 ausgebildeten Kontaktelemente angeordnet sind, die in zusammengefügtem Zustand mit den in Einsteckrichtung übereinanderliegenden Gegenelemente 7 des Basissteckers 3 zusammenwirken, die die Kontaktringe 9 mit radial nach innengerichteten Kontaktdruck beaufschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrpolige elektrische Steckverbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.

Aus US 3,398,260 ist ein kabelloses elektrisches Bügeleisen bekannt, das ei ne gattungsgemäße Steckverbindung aufweist, die einen in einer Basiseinheit angeordneten Basisstecker sowie einen am Bügeleisen angeordneten Gegen stecker aufweist. Die Stecker sind so gestaltet, daß Basis- und Gegenstecker in im wesentlichen jeder relativen Drehwinkelposition zusammensteckbar und/oder in zusammengefügtem Zustand gegeneinander verdrehbar sind.

Aus WO 95/08204 A1 sowie WO 94/06185 A1 sind kabellose elektrische Wasser kocher bekannt, die einen an einer Basiseinheit angeordneten Basisstecker sowie einen am Boden des Wassertopfes angeordneten Gegenstecker aufwei sen. Die Kontakte der beiden Stecker kontaktieren in aufgesetztem Zustand des Topfes auf die Basiseinheit miteinander. Der Wassertopf ist auf die Basis im wesentlichen in jeder relativen Drehwinkelposition aufsetzbar und/oder in zusammengefügtem Zustand dagegen verdrehbar.

Die bekannten aus Basisstecker und Gegenstecker gebildeten Steckverbin dungen sind insofern nachteilig, als sie relativ kompliziert aufgebaut sind und aufgrund der ineinander liegenden Anordnung ihrer Kontakte einen relativ großen Durchmesser haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mehrpolige elektrische Steckverbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1 derart auszubilden, daß sie einfach herstellbar und, was ihre Kontakteigen schaften anbelangt, elektrisch sicher und robust ausgebildet ist, sowie eine einfache Aufsetzbarkeit des Gerätes auf seine Basiseinheit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan spruchs 1 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-19.

Als Kern der Erfindung wird es angesehen, den Gegenstecker mit einem wesentlichen aus Isoliermaterial ausgebildeten Kontaktfinger zu versehen, an welchem axial beabstandet und übereinanderliegend die als Kontaktringe oder Kontaktringflächen ausgebildeten Kontaktelemente angeordnet sind. Die Gegenkontakte, die in einer Öffnung des Basissteckers angeordnet sind, beaufschlagen die Oberflächen der Ringkontakte mit radial nach innen gerich tetem Kontaktdruck.

Grundsätzlich ist es mit Vorteil möglich, an dem Kontaktfinger axial beab standet die drei Kontakte für Masse, Phase und Nulleiter übereinander anzu ordnen.

Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von Kontaktringen gesprochen wird, so sind damit alle ringartigen übereinanderliegenden Kontaktformen umfaßt, auch Ringsegmente oder Ringabschnitte. Es muß nur sichergestellt sein, daß durch entsprechende Gegenkontakte die jeweiligen Masse-, Phase- und Nulleiter-Kontaktabschnitte oder -segmente oder -ringe immer Kontakt haben, wenn die beiden Stecker der Steckverbindung vollständig zusammen gefügt sind und/oder gegeneinander verdreht werden.

Beispielsweise ist es möglich, in jeder Kontakthöhe bezogen auf den Kon taktfinger zwei Gegenkontakte anzuordnen und einen Kontaktring z. B. mehrteilig auszubilden, wenn dies aus konstruktiven Gründen vorteilhaft er scheint.

Die Oberflächen der Kontaktringe sind auf einer gemeinsamen Zylinderman telfläche angeordnet oder weisen zumindest den gleichen Maximaldurchmesser auf. Die erste Alternative dieses Kennzeichens des Pa tentanspruchs 3 sieht vor, daß die Oberflächen der Kontaktringe zylinder mantelförmig ausgebildet sind. Es ist aber auch möglich, den Oberflächen der übereinanderliegenden Kontakte eine ballige Form oder eine konkave Form zu geben, wenn dies aus technischen Gründen vorteilhaft erscheint. In diesem Falle sollen dann aber die wirksamen Durchmesser, insbesondere Maximal durchmesser übereinstimmen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Außendurchmesser der Kontaktringe etwas gößer als der Außendurchmesser der zwischen den Kontaktringen verlaufenden, etwas eingeschnürten Isolierbereiche des Kontaktfingers ist. Dadurch erhöhen sich die Kriechstrecken.

Um die Berührsicherheit zu verbessern und dem Kontaktfinger einen stabilen Durchmesser geben zu können, hat der Kontaktfinger eine in Axialrichtung verlaufende Zentralausnehmung, in welche in aufgesetztem Zustand ein Zen tralzapfen des Basissteckers eintaucht, der sich in dem Basissteckergehäuse zentral innerhalb der Gegenkontakte erstreckt. Dieser Zentralzapfen kann be zogen auf den Kontaktfinger eine Führungsfunktion übernehmen und wäre dann als Führungszapfen zu bezeichnen. Es ist aber auch denkbar, den Zen tralzapfen nur dazu vorzusehen, den zugänglichen Querschnitt bzw. die lichte Weite der Einstecköffnung im Basissteckergehäuse soweit zu verkleinern, daß die vorgeschriebene Berührsicherheit der Kontakte sichergestellt ist.

Die lichte Weite des das freie Ende des Zentralzapfens umgebenden Rings paltes sollte dabei kleiner als 3 mm sein und das freie Ende des Zentralzap fens in der Ebene der Einstecköffnung angeordnet sein.

Ferner ist es der Berührsicherheit zuträglich, wenn der mit Masse verbundene Gegenkontakt unmittelbar unter der Einstecköffnung des Basissteckergehäu se angeordnet ist.

Die weiteren Unteransprüche betreffen vorteilhafte Anordnungen der Gegen kontakte im Basissteckergehäuse.

Patentanspruch 11 lehrt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Kontaktanordnung und -öffnung im Basissteckergehäuse. Es ist nämlich eine in Richtung zur Einstecköffnung hin federbelastete axial verschiebbare Kulis se vorgesehen, die durch das untere Ende des in die Kontaktöffnung hinein gleitenden Kontaktfingers beaufschlagt werden kann. Wird der Gegenstecker aus dem Basisstecker herausgezogen, folgt die axial verschiebbare Kulisse eine gewisse Wegstrecke dem freien Ende des Kontaktfingers und hebt dabei die Gegenkontakte von den Oberflächen der zugeordneten Ringkontakte des Kontaktfingers ab. Dadurch wird ein sehr definiertes Schaltverhalten sicher gestellt. Zunächst gleiten die Gegenkontakte auf den Oberflächen der Ring kontakte, dann kommt es zu der radialen Abhebebewegung, so daß sich be sonders vorteilhafte Kontaktreinigungs- und Schaltverhältnisse innerhalb der Steckverbindung ergeben.

Ein Gleiten der Gegenkontakte auf den zwischen den Ringkontakten liegen den Isolierbereichen wird verhindert. Gleichzeitig wird ein Kurzschluß zwi schen stromführenden Ringkontakten und den Gegenkontakten über die Hei zung verhindert.

Die Erfindung ist anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung durch den Kontakt finger;

Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung des Kontaktfingers;

Fig. 3 eine Längsschnittdarstellung durch den Basis- und Gegen stecker.

Die mehrpolige elektrische Steckverbindung 1 weist einen in einer Basisein heit 2 angeordneten Basisstecker 3 sowie einen Gegenstecker 4 auf, der bei spielsweise am Boden 5 eines Haushaltsgerätes, insbesondere eines Wasser topfes, angebracht ist und Kontaktelemente aufweist, die in auf die Basisein heit 2 aufgesetzten Zustand des Haushaltsgerätes mit in einem Steckverbin dungsgehäuse 6 angeordneten Gegenkontakten 7 des Basissteckers 3 zu sammenwirken. Der Gegenstecker 4 umfaßt einen aus Isoliermaterial aus gebildeten Kontaktfinger 8, an welchem axial beabstandet und übereinander liegend die als Kontaktringe 9 ausgebildeten Kontaktelemente angeordnet sind. Diese wirken in zusammengefügtem Zustand (s. Fig. 3) mit den in Ein steckrichtung 10 übereinanderliegenden Gegenkontaktelementen 7 des Ba sissteckers 3 zusammen. Die Kontaktringe 9 werden dabei von den Gegen kontaktelementen 7 mit radial nach innen gerichteten Kontaktdruck beauf schlagt.

Der Kontaktfinger 8 weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei axial beabstandete Kontaktringe 9 auf. Die Oberflächen dieser Kontaktringe 9 liegen beim Ausführungsbeispiel auf einer gemeinsamen Zylindermantelflä che.

In einer modifizierten Ausführungsform ist es auch möglich, daß der Außen durchmesser der Kontaktringe 9 etwas größer als der Außendurchmesser der zwischen den Kontaktringen 9 verlaufenden etwas eingeschnürten Isolierbe reiche 11 des Kontaktfingers 8 ist.

Wie in Fig. 2 deutlich zu sehen ist, weist der Kontaktfinger 8 eine in Ein steckrichtung 10 verlaufende Zentralausnehmung 12 auf, in welche in aufge setztem Zustand ein Zentralzapfen 13 des Basissteckers 3 eintaucht, der sich in dem Steckverbindungsgehäuse 6 zentral innerhalb der Gegenkontakte 7 erstreckt.

Das freie Ende 20 des Zentralzapfens 13 ist von einem Ringspalt 21 umge ben, dessen lichte Weite 22 < 3 mm ist. Das freie Ende 20 des Zentralzapfens 13 ist dabei etwa in der Ebene durch den Ringspalt 21 gebildeten Einsteck öffnung 23 des Steckverbindungsgehäuses 6 angeordnet.

Der mit Masse verbundene Gegenkontakt 7a ist unmittelbar unter der Ein stecköffnung 23 angeordnet.

In Fig. 1 ist zu sehen, daß die Gegenkontakte 7 radial etwa gleichverteilt im Steckverbindungsgehäuse 6 angeordnet sind. Diese Darstellung findet sich nicht in den Fig. 2 und 3 wieder. In Fig. 3 sind die Gegenkontakte der Einfach heit halber in der Schnittebene dargestellt.

Die Festenden 30 der die Gegenkontakte 7 tragenden Kontaktfedern 31 ha ben radial alle den gleichen Abstand zum Zentrum des Zentralzapfens 13.

Im Bereich des Festendes 40 des Zentralzapfens 13 ist eine in Richtung zur Einstecköffnung 23 hin federbelastete, durch das untere Ende 41 des Kon taktfingers 8 beaufschlagbare, axial verschiebbare Kulisse 42 angeordnet, die beim Herausziehen des Gegensteckers 4 aus dem Basisstecker 3 zumindest die phaseleitenden und nulleitenden Kontakte 7b, 7c infolge einer zur Ein stecköffnung 23 gerichteten Axialbewegung radial von den Oberflächen der zugeordneten Ringkontakte 9 des Kontaktfingers 8 abhebt. Die Kulisse 42 ist dabei axial auf dem Zentralzapfen 13 geführt.

Die Kontaktarme 45 sind dabei mit jeweils einer, mit der Kulisse 42 zusam menwirkenden Aufgleitschrägfläche 46 versehen.

Das Steckverbindungsgehäuse 6 weist eine topfartige, sich nach oben etwas konisch verjüngende Form auf, wie dies deutlich aus Fig. 3 hervorgeht.

Der Außendurchmesser des Kontaktfingers 8 beträgt etwa das 0,3- bis 0,5fache seiner Gesamtlänge. Die Breite B der Kontaktringe 9 entspricht et wa ihrem axialen Abstand A zueinander.

Die Kontaktfedern 31 sind in einem Bodenteil 50 des Steckverbindungsge häuses 6 befestigt. Der jeweils erste Abschnitt 47 der Kontaktarme 45 ver läuft etwa parallel zum Zentralzapfen 13. Die Aufgleitschrägflächen 46 sind als radial nach innen gerichtete Abbiegungen der Kontaktarme 45 ausgebil det. Sie werden auf ihrer Unterseite von Kulissenvorsprüngen 60 beauf schlagt.

Bezugszeichenliste

1

Steckverbindung

2

Basiseinheit

3

Basisstecker

4

Gegenstecker

5

Boden

6

Steckverbindungsgehäuse

7

a, b, cGegenkontakte

8

Kontaktfinger

9

Kontaktring

10

Einsteckrichtung

11

Isolierbereich

12

Zentralausnehmung

13

Zentralzapfen

20

Ende von

13

21

Ringspalt

22

lichte Weite

23

Einstecköffnung

30

Festenden

31

Kontaktfeder

40

Festende

41

Ende von

8

42

Kulisse

45

Kontaktarm

46

Aufgleitschrägfläche

47

erster Abschnitt

50

Bodenteil

60

Kulissenvorsprung

Claims

1. Mehrpolige elektrische Steckverbindung (1) ihr auf eine Anschluß- oder Ladebasiseinheit aufsetzbare Haushaltsgeräte, insbesondere Was serkocher, Bügeleisen und dgl., mit folgenden Merkmalen:

1. die Steckverbindung (1) weist einen in der Basiseinheit (2) ange ordneten Basisstecker (3) sowie einen am Haushaltsgerät ange ordneten Gegenstecker (4) auf, wobei
2. der Gegenstecker (4) vom Boden (5) des Haushaltsgerätes ab stehende Kontaktelemente aufweist, die in auf die Basiseinheit (2) aufgesetztem Zustand des Haushaltsgerätes mit in einem Steckverbindungsgehäuse (6) angeordneten Gegenkontaktele menten (7) des Basissteckers (3) zusammenwirken und
3. der Basis- (3) und der Gegenstecker (4) in im wesentlichen jeder relativen Drehwinkelposition zusammensteckbar und/oder in zu sammengefügtem Zustand gegeneinander verdrehbar sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

1. der Gegenstecker (4) einen aus Isoliermaterial ausgebildeten Kontaktfinger (8) aufweist, an welchem axial beabstandet und übereinanderliegend die als Kontaktringe (9) ausgebildeten Kon taktelemente angeordnet sind,
2. die in zusammengefügtem Zustand mit den in Einsteckrichtung übereinanderliegenden Gegenkontakten (7) des Basissteckers (3) zusammenwirken,
3. die die Kontaktringe (9) mit radial nach innen gerichtetem Kon taktdruck beaufschlagen.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kontaktfinger (8) drei axial beabstandete Kontaktringe (9) an geordnet sind.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Kontaktringe (9) auf einer gemeinsamen Zylinder mantelfläche angeordnet sind oder im wesentlichen den gleichen Ma ximaldurchmesser aufweisen.

4. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Kontaktringe (9) etwas größer als der Au ßendurchmesser der zwischen den Kontaktringen (9) verlaufenden, et was eingeschnürten Isolierbereiche (11) des Kontaktfingers (8) ist.

5. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktfinger (8) eine in Einsteckrichtung (10) verlaufende Zen tralausnehmung (12) aufweist, in welche in aufgesetztem Zustand ein Zentralzapfen (13) des Basissteckers (3) eintaucht, der sich in dem Steckverbindungsgehäuse (6) zentral innerhalb der Gegenkontakte (7) erstreckt.

6. Steckverbindung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite (22) des das freie Ende (20) des Zentralzapfens (13) umgebenden Ringspaltes (21) kleiner als 3 mm ist.

7. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (20) des Zentralzapfens (13) etwa in der Ebene der Einstecköffnung (23) des Steckverbindungsgehäuses (6) liegt.

8. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Masse verbundene Gegenkontakt (7a) unmittelbar unter der Einstecköffnung (23) angeordnet ist.

9. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkontakte (7) radial etwa gleichverteilt in dem Steckverbin dungsgehäuse (6) angeordnet sind.

10. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Festenden (30) der Kontaktfedern (31) radial etwa den gleichen Abstand zum Zentrum des Zentralzapfens (13) aufweisen.

11. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Festendes (40) des Zentralzapfens (13) eine in Richtung zur Einstecköffnung (23) hin federbelastete, durch das untere Ende (41) des Kontaktfingers (8) beaufschlagbare, axial verschiebbare Kulis se (42) angeordnet ist, die beim Herausziehen des Gegensteckers (4) aus dem Basisstecker (3) zumindest die phaseleitenden und nulleiten den Gegenkontakte (7b, 7c) infolge einer zur Einstecköffnung (23) hin gerichteten Axialbewegung radial von den Oberflächen der zugeordne ten Ringkontakte (9) des Kontaktfingers (8) abhebt.

12. Steckverbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (42) axial auf dem Zentralzapfen (13) geführt ist.

13. Steckverbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die phase- und nulleitenden Kontakte an federnden Kontaktarmen (45) angeordnet sind, die mit jeweils einer, mit der Kulisse zusammen wir kenden Aufgleitschrägfläche (46) versehen sind.

14. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckverbindungsgehäuse (6) eine topfartige, sich nach oben etwas konisch verjüngende Form hat.

15. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Kontaktfingers (8) etwa das 0,3-0,5-fache seiner Länge beträgt.

16. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) der Kontaktringe (9) etwa ihrem axialen Abstand (A) zueinander entspricht.

17. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern (31) in/an einem Bodenteil (50) des Steckverbin dungsgehäuses (6) befestigt sind.

18. Steckverbindung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß erste Abschnitte (47) der Kontaktarme (45) etwa parallel zum Zen tralzapfen (13) verlaufen.

19. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgleitschrägflächen (46) als radial nach innen gerichtete Abbie gungen der Kontaktarme (45) ausgebildet sind, die auf ihrer Unterseite von Kulissenvorsprüngen (60) beaufschlagt sind.