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Anschlußvorrichtung für gefährliche Spannungen
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Die Erfindung betrifft eine für das Experimentieren mit gefährlichen
Spannungen im naturwissenschaftlichen Unterricht geeignete Anschlußvorrichtung mit
einem Spannungszuleitungskabel und mindestens einem Buchsenpaar zur Abnahme von
Spannungen. Zu den gefährlichen Spannungen gehört insbesondere die Netzspannung,
mit der im überwiegenden Maße die Energieversorgung naturwissenschaftlicher Experimente
bewerkstelligt wird.
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Es ist bekannt, beim Experimentieren im naturwissenschaftlichen Unterricht
zur Abnahme von Netzspannungen Anschlußvorrichtungen zu verwenden, die weitgehend
handelsüblichen Schuko-Verteilerdosen entsprechen. In die Buchsen der Schuko-Dosen
können die im Unterricht normalerweise verwendeten 4 mm - Stecker von Experimentierkabeln
eingesteckt und damit die gewünschte Spannung abgenommen werden. Derartigen Verteilerdosen
ist nicht anzusehen, ob an den Buchsen Netzspannung anliegt oder nicht. Experimentierschaltungen
oder Teile davon können deshalb unter Spannung stehen, ohne daß Instrumente oder
Signallampen das anzeigen. Beim Aufbau, bei einem nachträglichen Ergänzen einer
Schaltung oder bei einer nachträglichen Veränderung einer z.B. nicht korrekt aufgebauten
Schaltung wird deshalb häufig nicht beachtet, daß die Schaltung spannungsführende
Teile enthält, bzw. es wird vergessen, die Netzspannung abzuschalten, so daß die
Gefahr von Kurzschlüssen und insbesondere von lebensgefährlichen Berührungen mit
spannungsführenden Teilen besteht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für das Experimentieren
mit gefährlichen Spannungen im naturwissenschaftlichen Unterricht geeignete Anschlußvorrichtung
zu schaffen, die ein Höchstmaß an Sicherheit bezüglich ungewollter Berührung spannungsführender
Teile bietet. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß nur eine Signallampe,
die das Vorhandensein von Spannungen an den Buchsen anzeigt, dieses Höchstmaß an
Sicherheit nicht bietet. Wenn nämlich diese eine Signallampe defekt ist, dann ist
die Gefahr der Berührung spannungsführender Teile umso größer, da der defekte Zustand
mit dem Zustand identisch ist, der den experimentierenden Personen anzeigt, daß
keine Spannung vorhanden ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung der o.a. Aufgabe besteht darin, daß die
Anschlußvorrichtung einen Umschalter zur Verbindung bzw. Trennung der Abnahmebuchsen
von der zugeführten Spannung und eine Signallampe aufweist, die derart mit dem Umschalter
gekoppelt ist, daß sie das Nichtvorhandensein von Spannung an den Buchsen anzeigt.
Bei einer in dieser Weise ausgebildeten Anschlußvorrichtung ist der spannungslose
Zustand der Abnahmebuchsen dadurch eindeutig erkennbar, daß die an der Anschlußvorrichtung
angeordnete Signallampe brennt.
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Wenn also diese Signallampe brennt, kann gefahrlos in den Experimentieraufbau
eingegriffen werden. Solange sich die Experimentierenden an diese einfache Regel
halten, sind sie vor ungewollter Berührung spannungsführender Teile absolut sicher.
Auch bei defekter Signallampe oder aus anderen Gründen nicht brennender Signallampe
(Spannungszuleitungskabel defekt oder nicht eingesteckt) wird der Experimentierende
nicht ohne weiteres in den Schaltungsaufbau eingreifen, da dieser Zustand mit dem
Zustand "Spannung an den Buchsen" identisch ist. Er ist deshalb gezwungen, zunächst
die Fehler bei der Spannungsversorgung zu suchen und zu beseitigen.
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Eine weitere zweckmäßige Sicherheitsmaßnahme besteht darin, daß an
der Anschlußvorrichtung eine zweite Signallampe vorgesehen ist, die mit dem Umschalter
derart gekoppelt ist, daß sie das Vorhandensein von Spannung an den Buchsen anzeigt.
Die zweite Lampe signalisiert den Experimentierenden, daß ihr Aufbau unter Spannung
steht. Gleichzeitig kann diese zweite Signallampe z.B. als Testlampe für die erste,
das Nichtvorhandensein von Spannung an den Buchsen anzeigende Signallampe dienen.
Wird der Umschalter nacheinander in seine beiden möglichen Stellungen gebracht und
brennen dann beide Lampen nicht, dann ist die Zuleitung defekt oder nicht eingesteckt.
Brennt nur eine der beiden Lampen nicht, ist die jeweils nicht brennende Lampe defekt.
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Eine andere Möglichkeit, die Funktion der das Nichtvorhandensein von
Spannung anzeigenden Signallampe zu überwachen, besteht darin, daß eine weitere
Signallampe an der Anschlußvorrichtung vorgesehen ist, die ständig brennt, wenn
das Spannungszuleitungskabel spannungsführend ist. Diese weitere Signallampe ist
auch dann sinnvoll, wenn die bereits erwähnte zweite Signallampe zur Anzeige des
Vorhandenseins von Spannung an den Buchsen existiert.
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Zur Erhöhung der Sicherheit beim Experimentieren mit der erfindungsgemäßen
Anschlußvorrichtung dient eine weitere MaBnahme7 die darin besteht, daß die Buchsen
der Buchsenpaare zum Schutz gegen ungewollte Berührung eines einzusteckenden Steckerstiftes
einen Kragen aufweisen oder versenkt im Gehäuse der Anschlußvorrichtung angeordnet
sind. Die Größe des Kragens bzw. der oberen Öffnung der versenkten Buchse kann so
gewählt werden, daß es praktisch ausgeschlossen ist, den Steckerstift beim Einführen
in die Buchse noch dann zu berühren, wenn er erstmals Kontakt mit den metallischen
Teilen der Buchse hat.
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Den Kragen bzw. den versenkt angeordneten Buchsen sind zweckmäßig
seitliche Aussparungen zugeordnet, damit auch Stecker mit seitlich am Steckergriff
befestigten Anschlußkabeln in die Buchsen eingesteckt werden können.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von
in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es
zeigen: Figuren 1 und 2 perspektivische Darstellungen einer Anschlußvorrichtung
nach der Erfindung, Figuren 3 und 4 Draufsichten auf andere Ausführungsformen des
Gegenstandes der Erfindung und Figur 5 eine Schaltskizze.
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Bei allen Figuren sind das Gehäuse der Anschlußvorrichtung 1 mit 2
und das Zuleitungskabel mit 3 bezeichnet. Auf der Anschlußvorrichtung sind jeweils
zwei Buchsenpaare 4, 5 und 6, 7 angeordnet, die mit Hilfe des Umschalters 8 mit
dem Spannungszuleitungskabel 3 verbindbar sind. Weiterhin ist auf der Anschlußvorrichtung
jeweils eine Signallampe 9 angeordnet, die aufleuchtet, wenn die Buchsenpaare 4,
5 und 6, 7 spannungsfrei sind. Die weiterhin bei den Ausführungsbeispielen nach
den Figuren 2 bis 5 vorgesehene Signallampe 10 leuchtet dann auf, wenn die Buchsenpaare
4 , 5 und 6, 7 spannungsführend sind.
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Selbstverständlich kann auch jedem der Buchsenpaare eine solche Signallampe
10 zugeordnet sein.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist nur die Signallampe 9 vorgesehen,
die aufleuchtet, wenn die Buchsenpaare spannungsfrei sind. Solange diese Lampe also
leuchtet, kann gefahrlos an einem mit den Buchsenpaaren verbundenen Aufbau gearbeitet
werden. Die Buchsen 4 bis 7 sind in Vertiefungen 11 bis 14 versenkt angeordnet,
so daß die Berührung eines einzusteckenden Steckerstiftes ebenfalls vermieden ist.
Die seitlichen Aussparungen 15 bis 18 erlauben auch das Einstecken von Steckerstiften
mit seitlich am Steckergriff befestigten Anschlußkabel.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist zusätzlich die Signallampe
10 vorgesehen, die auf leuchtet, wenn die Buchsenpaare 4, 5 und 6, 7 spannungsführend
sind. Die Signallampe 10 ist zwischen den Buchsenpaaren angeordnet, wodurch nicht
nur die Funktion der Signallampe 10 deutlicher wird, sondern auch die Buchsenpaare
klar voneinander getrennt werden. Der Umschalter 8 ist - wie auch bei den anderen
Ausführungsbeispielen - als Wippschalter ausgebildet. Er ist den beiden Signallampen
9 und 10 derart zugeordnet, daß jeweils die Lampe brennt, die dem eingedrückten
Teil des Wippschalters benachbart ist. Den Buchsen 4 bis 7 sind Kragen 19 bis 22
mit Aussparungen 23 bis 26 zugeordnet, die - wie bereits bei Figur I beschrieben
- dem Schutz gegen ungewollte Berührung einzusteckender Steckerstifte dienen. Kragen
und Buchsen können auch teilweise versenkt im Gehäuse 2 gestaltet sein.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 sind den auf dem Gehäuse 2 befindlichen
Elementen durch Drucken, Aufkleben, Prägen oder dgl. aufgebrachte Symbolzeichen
zugeordnet. Diese Art der Aufbringung der Symbolzeichen ist dauerhaft und erhöht
weiterhin die Sicherheit. Die Symbolzeichen bestehen zum einen aus Linien 27, die
die einzelnen Elemente der tatsächlichen Verdrahtung entsprechend verbinden. Zum
anderen sind der Signallampe 10 ein Spannungspfeil 28, der Signallampe 9 ein durchgestrichener
Spannungspfeil 29 und dem Schalter 8 den Ein-und Ausschaltzustand kennzeichnende
Symbole 30 zugeordnet. Diese Symbole verdeutlichen die Funktion der einzelnen Elemente.
Zusätzlich weist das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 noch eine Erdbuchse 31 auf,
die z.B. mit dem Arbeitstisch verbunden werden kann.
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Das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 entspricht im wesentlichen dem
Ausführungsbeispiel nach Figur 3. Es ist lediglich noch eine zusätzliche Signallampe
32 vorgesehen, die ständig brennt, wenn das Spannungszuleitungskabel 3 spannungsführend
ist. Den Buchsen 4 bis 7 der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 3 und 4 sind
ebenfalls Kragen 19 bis 22 zugeordnet. Im Gegensatz zu den Kragen nach Figur 2 sind
die jeweils aus Buchse und Kragen bestehenden Anordnungen teilweise in das Gehäuse
2 eingelassen. Die Aussparungen 23 bis 26 erstrecken sich bis zur Kante des Gehäuses
2.
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Die Figuren 1 bis 4 zeigen lediglich Ausführungsbeispiele. Viele andere
Variationen der auf der Anschlußvorrichtung befindlichen Elemente sind denkbar.
Eine besteht z.B. darin, daß die Taste des Umschalters 8 als Signallampe 9 oder
10 ausgebildet ist.
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Figur 6 zeigt eine mögliche Schaltung der einzelnen Elemente der Anschlußvorrichtung.
In der dargestellten Stellung des doppelpoligen Umschalters 8 sind die Buchsenpaare
4, 5 und 6, 7 mit dem Spannungszuleitungskabel 3 verbunden. In diesem Fall leuchtet
auch die Signallampe 10. In der anderen Stellung des Umschalters 8 leuchtet nur
die Signallampe 9 und zeigt an, daß die Buchsen spannungsfrei sind. Weiterhin ist
noch die Signallampe 32 eingezeichnet, die ständig brennt, wenn das Spannungszuleitungskabel
spannungsführend ist.
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Die Farbe der Signallampe 10 sollte so gewählt werden, daß sie Gefahr
signalisiert, was z.B. durch gelb oder rot erreicht werden kann. Die die "Freischaltung"
anzeigende Signallampe 9 kann grün oder weiß sein. Für die Signallampe 32 kann z.B.
die Farbe orange gewählt werden.