DE202013011708U1

DE202013011708U1 - Steckvorrichtung

Info

Publication number: DE202013011708U1
Application number: DE202013011708.7U
Authority: DE
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2014-04-10
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: DE102013004709A1

Abstract

Steckvorrichtung (1) zum Stecken und Trennen unter Last, umfassend einen Isolierkörper (2), in dem eine Kontaktbuchse (3) mit wenigstens einem Kontaktelement (30) angeordnet ist zur Kontaktierung mit einem Kontaktstift (4), wobei der Isolierkörper (2) eine Einstecköffnung (20) zum Einführen des Kontaktstiftes (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Einstecköffnung (20) ein Mittel (10) zur Verhinderung der Bildung eines Lichtbogens beim Stecken und Trennen unter Last vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckvorrichtung zum Stecken und Trennen unter Last gemäß Anspruch 1.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Steckvorrichtung die dazu geeignet ist, unter Last gesteckt und getrennt zu werden, ohne dass es zur Lichtbogenbildung kommt bzw. dass die Bildung eines Lichtbogens während des Steck- und Trennvorgangs verhindert wird.
Die im Stand der Technik wird zwischen Steckverbinder und Steckvorrichtung unterschieden.
Ein Steckverbinder ist bestimmungsgemäß nicht vorgesehen unter Spannung oder unter Last gesteckt oder getrennt zu werden.
Insbesondere ist in der Norm IEC 61984 beschrieben, wie sich gattungsgemäße Steckverbinder von Steckvorrichtungen unterscheiden.
Ganz allgemein ist unter Stecken und Trennen unter Last oder unter Spannung im folgenden ein Stecken und/oder Trennen unter Last zu verstehen.
So ist beispielsweise aus der DIN EN 60309 bzw. IEC 60309 eine Steckvorrichtung bekannt. Eine solche Steckvorrichtung ist vorgesehen, um unter Spannung eingeführt oder gezogen zu werden.
Die DE 196 13 793 A1 beschreibt eine mehrpolige Steckvorrichtung nach DIN EN 60309,bestehend aus einem Stecker mit Kontaktstiften und mit einem Schutzkragen mit einer Unverwechselbarkeitsnase und aus einer Steckdose mit einem Buchseneinsatz mit Kontaktbuchsen und mit einer Unverwechselbarkeitsnut am Dosengehäuse.
Im Rahmen dieser Offenbarung sind unter einer solchen mehrpoligen Steckvorrichtung auch eine Gerätesteckvorrichtung mit Gerätestecker und Kupplungsdose sowie einer Leitungskupplung mit Stecker und Kupplungsdose zu verstehen.
Derartige Steckvorrichtungen zur Verwendung in Industrie und Gewerbe kennen in der genormten Ausführungsform Phasenkontakte, einen Schutzleiterkontakt und ggf. einen Neutralleiterkontakt und sind regelmäßig ausschließlich zum Leiten von elektrischem Strom bestimmt. In manchen Fällen ist auch ein für eine elektrische Verriegelung verwendbarer Pilotkontakt vorgesehen. Eine solche Verriegelung bewirkt, dass der Stecker weder unter Spannung eingeführt noch gezogen werden kann. Darüber hinaus sind solche Steckvorrichtungen beispielsweise für 16 A bis 125 A genormt.
Es sind ferner Steckvorrichtungen bekannt, welche zusätzliche Steckkontakte für beispielsweise einen Sterndreieck-Anlauf, zum Regeln oder zum Steuern aufweisen. Insoweit handelt es sich jedoch um 7-polige Ausführungsformen, die mit den genormten Ausführungsformen nicht kompatibel sind. Das gilt auch für andere nicht genormte Steckvorrichtungen, die unter praktischen Einsatzbedingungen zum Versagen neigen, weil sie nicht über selbstreinigende Kontakte wie die genormte Steckvorrichtung verfügen, deren Kontaktstifte bzw. Kontaktbuchse sich durch das Stecken und Ziehen reinigen.
Auch bei Ladesteckern, z. B. Steckvorrichtungen für das Aufladen von Elektroautos oder Elektroantrieben werden Lösungen benötigt, die unter Last gesteckt und/oder getrennt werden. Ein Aufladen erfolgt beispielsweise über 16 A, 230 V Verbindungen.
In der Photovoltaik gibt es ebenso Verbindungsanordnungen, die zwingend unter Last gesteckt oder getrennt werden müssen.
Bei Gleichspannungsapplikationen ist im Stand der Technik bekannt, dass beim Stecken und/oder Trennen einer Steckvorrichtung ein Lichtbogen entstehen kann, der sowohl für den Bediener gefährlich ist als auch die Steckvorrichtung beschädigen kann.
Das Vermögen unter dem eine Steckvorrichtung gesteckt und getrennt werden kann, wird auch allgemein als Schaltvermögen bezeichnet.
Sofern zwischen den Kontakten ein Lichtbogen zündet, bewirkt dies das Wegfallen des Kontaktdruckes und ein Schmelzen der letzten Berührungspunkte und es wird eine kurzzeitige, flüssige Brücke zwischen den Kontakten erzeugt.
Der Bruch und die Verdampfung dieser Brücke ionisieren den Bereich zwischen den beiden Kontakten bzw. Kontaktpaaren und es bildet sich ein Lichtbogen auf eine kurze Distanz mit einer entsprechenden Lichtbogenspannung, die zunächst nicht vom eingesetzten Kontaktwerkstoff abhängt aus. Diese Initialspannung ist verglichen mit der Betriebsspannung zwar gering. In dieser Situation wird der Weg des Stromes durch den Lichtbogen so gut wie nicht verändert. Bei Wechselstrom erfolgt die endgültige Unterbrechung erst dann, wenn die Spannung zusammenbricht, sofern eine Neubildung des Lichtbogens verhindert wird.
Anders ist dies bei Gleichstrom, bei dem der Lichtbogen dauerhaft stehen bleiben kann, sofern die Kontaktabstände nicht weiter verändert werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steckvorrichtung bereitzustellen, die über ein oder mehrere Kontaktelemente verfügt und bei der ein sicheres Stecken und Trennen unter Last möglich ist.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Steckvorrichtung gemäß den Merkmalen von Anspruch 1.
Besondere Ausführungsformen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass zwischen den Kontaktpaaren, also zwischen einem Kontaktelement einer Kontaktbuchse und einem korrespondierenden Kontaktstift ein Unterbrechungsmittel oder allgemein ein Mittel angeordnet wird zur Verhinderung der Bildung eines Lichtbogens beim Stecken und Trennen unter Last. Dies hat derart zu geschehen, dass das Mittel geeignet ist, die Bildung eines Lichtbogens beim Steck- und Trennvorgang zu verhindern.
Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass eine Steckvorrichtung zum Stecken und Trennen unter Last bereitgestellt wird umfassend einen Isolierkörper, in dem eine Kontaktbuchse mit wenigstens einem Kontaktelement angeordnet ist zur Kontaktierung mit einem Kontaktstift, wobei der Isolierkörper eine Einstecköffnung zum Einführen des Kontaktstiftes aufweist und wobei an der Einstecköffnung bzw. nahe der benachbart zur Einstecköffnung ein Mittel zur Verhinderung der Bildung eines Lichtbogens beim Stecken und Trennen unter Last vorgesehen ist.
Bevorzugt ist das Mittel als eine Metallscheibe ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass durch die geometrische Ausbildung der Metallscheibe ein- oder mehrpolige Steckvorrichtungen geeignet geschützt werden können. Jedenfalls ist das Mittel räumlich so anzuordnen, dass die Luftstrecke, die vorhanden wäre ohne das erfindungsgemäße Mittel, durch die Metallscheibe unterbrochen wird und dadurch keine direkte (lineare) Luftstrecke gegeben ist.
Es ist daher eine Steckvorrichtung derart vorzusehen, dass das Mittel so zwischen der Einstecköffnung und den der Einstecköffnung zugewandten Enden der Kontaktelemente ausgebildet ist, dass die Luftstrecke zwischen dem einsteckseitigen Ende des Kontaktstiftes und dem Kontaktelement nicht unmittelbar geradlinig, sondern über wenigstens einen Umlenk- oder Knickpunkt verläuft.
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform ist die Steckvorrichtung derart ausgebildet, dass das Mittel zwischen der Einstecköffnung und den der Einstecköffnung zugewandten Enden des Kontaktstiftes angeordnet ist.
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steckvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel über eine Öffnung für den Kontaktstift verfügt. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Kontaktstift immer mit seinem steckseitigen Ende zunächst dem Mittel zur Verhinderung des Lichtbogens genähert wird, bevor es in die Nähe der Kontaktelemente gelangt, an denen sich ein Lichtbogen entzünden kann.
Erfindungsgemäß ist die Steckvorrichtung derart ausgebildet, dass das Mittel elektrisch gegenüber dem Kontaktelement isoliert in den Isolierkörper angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist das Mittel in dem Isolierkörper verrastet.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Mittel derart im Isolierkörper verrastet und mit diesem verbunden, dass ein Entstehen der Lichtbogen auf das Mittel überspringt und nicht zum Kontaktelement gelangen kann.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Steckvorrichtung ohne Mittel zum Schutz der Bildung eines Lichtbogens in einem gesteckten Zustand;
2 eine Ansicht ähnlich 1, bei dem der Kontaktstift aus der Kontaktbuchse herausgezogen wird und
3 eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Steckvorrichtung mit einem Mittel zur Verhinderung der Bildung eines Lichtbogens beim Stecken und Trennen unter Last.
In 1 ist eine Steckvorrichtung 1 gezeigt mit einem Isolierkörper 2, wobei in dem Isolierkörper 2 eine Kontaktbuchse 3 mit einem Kontaktelement 30 angeordnet ist. Das Kontaktelement 30 ragt mit seinen Enden in Richtung einer Einstecköffnung 20 des Isolierkörpers 2. Durch die Einstecköffnung 20 ist ein Kontaktstift 4 in die Kontaktbuchse 3 eingesteckt und kontaktiert mit dem Kontaktelement 30.
In der 2 ist exemplarisch ein Trennvorgang zwischen dem Kontaktstift 4 und der Kontaktbuchse 3 der Steckvorrichtung 1 aus 1 gezeigt. Beim Trennen entsteht eine geometrische Bedingung, bei dem die Luftstrecke zwischen dem Kontaktstift 4 und den Enden des Kontaktelementes 3 ein Maß annimmt, bei dem sich ein Lichtbogen ausbildet, der wie hier exemplarisch mit einem Pfeil angedeutet ist.
In 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steckvorrichtung 1 gezeigt, die ebenfalls über ein Isolierkörper 2 verfügt, in dem eine Kontaktbuchse 3 mit einem Kontaktelement 30 angeordnet ist. Benachbart zur Einstecköffnung 20 ist ein Mittel 10 zur Verhinderung der Bildung eines Lichtbogens beim Stecken und Trennen unter Last vorgesehen. Das Mittel 10 ist in diesem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Metallscheibe, die über eine Öffnung 11 verfügt, durch die der Kontaktstift 4 hindurchgesteckt werden kann, um mit der Kontaktbuchse 3 zu kontaktieren. Das Mittel 10 ist mechanisch und elektrisch mit dem Isolierkörper 2 verbunden. Ferner ist das Mittel 10 elektrisch gegenüber dem Kontaktelement 30 isoliert.
Wird der Kontaktstift 4, der zur Verdeutlichung mit einer Spitze ausgebildet ist, in Steckrichtung zur Einstecköffnung 20 bewegt, so wird ein sich ausbildender Lichtbogen unmittelbar auf das Mittel 10 bzw. die Metallscheibe umgelenkt und über das mit der Metallscheibe verbundene Isoliergehäuse abgeführt.
Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der Kontaktstift 4 eine deutliche Spitze aufweist, damit der Lichtbogen dorthin geleitet wird und damit auch auf dem Kontaktstift 4 nicht in einem kritischen Bereich Schaden angerichtet wird.
Die vorliegende Steckvorrichtung 1 wurde ausgebildet als Rundsteckvorrichtung. Alternativ erfasst die vorliegende Erfindung allerdings auch Kombinationen der zuvor beschriebenen Merkmale und alternative Formen bzw. Ausbildungen des Mittels 10. So kann anstelle einer Metallscheibe auch eine Reihe mehrerer unterschiedlicher metallischer Elemente geeignet zu den Kontaktelementen angeordnet sein, um jeweils die theoretisch auftretende Luftstrecke zu unterbrechen bzw. umzulenken.
Bezugszeichenliste

1: Steckvorrichtung
2: Isolierkörper
3: Kontaktbuchse
4: Kontaktstift
10: Mittel zur Verhinderung der Bildung eines Lichtbogens
11: Öffnung
20: Einstecköffnung
30: Kontaktelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19613793 A1 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm IEC 61984 [0005]
DIN EN 60309 [0007]
IEC 60309 [0007]
DIN EN 60309, [0008]

Claims

Steckvorrichtung (1) zum Stecken und Trennen unter Last, umfassend einen Isolierkörper (2), in dem eine Kontaktbuchse (3) mit wenigstens einem Kontaktelement (30) angeordnet ist zur Kontaktierung mit einem Kontaktstift (4), wobei der Isolierkörper (2) eine Einstecköffnung (20) zum Einführen des Kontaktstiftes (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Einstecköffnung (20) ein Mittel (10) zur Verhinderung der Bildung eines Lichtbogens beim Stecken und Trennen unter Last vorgesehen ist.
Steckvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (10) eine Metallscheibe ist.
Steckvorrichtung (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (10) zwischen der Einstecköffnung (20) und den der Einstecköffnung (20) zugewandten Enden des Kontaktelementes (30) angeordnet ist.
Steckvorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (10) so zwischen der Einstecköffnung (20) und den der Einstecköffnung (20) zugewandten Enden des oder der Kontaktelemente (30) ausgebildet ist, dass die Luftstrecke zwischen dem einsteckseitigen Ende des Kontaktstiftes (4) und dem Kontaktelement (30) nicht unmittelbar geradlinig, sondern über wenigstens einen Knickpunkt verläuft.
Steckvorrichtung (1) nach wenigstens einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (10) über eine Öffnung (11) für den Kontaktstift (4) verfügt.
Steckvorrichtung (1) nach wenigstens einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (10) elektrisch gegenüber dem Kontaktelement (30) isoliert in dem Isolierkörper (2) angeordnet ist.
Steckvorrichtung (1) nach wenigstens einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (10) elektrisch mit dem Isolierkörper (2) verbunden ist, so dass ein entstehender Lichtbogen auf das Mittel (10) überspringt und nicht zum Kontaktelement (30) gelangen kann.