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Elektrische Verbindungsvorrichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Verbindungsvorrichtungen,
wie sie gewöhnlich in Häusern und dergleichen verwendet werden und die aus einer
elektrischen Steckdose, die üblicherweise in einer Wand oder anderen Oberfläche
angebracht oder Teil einer Verlängerungsschnur ist, und einem Stecker bestehen,
der in die Steckdose einsetzbar ist und somit Strom von der Steckdose zu einer anderen
elektrisch angetriebenen Vorrichtung oder durch ein Kabel hindurch überträgt.
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Die Notwendigkeit sicherer elektrischer Verbindungsvorrichtungen ist
seit langem erkannt. Es ist bekannt, daß insbesondere Kinder durch Spielerei an
oder Benutzung der derzeit erhältlichen elektrischen Verbindungsvorrichtungen in
hohem Maße gefährdet sind.
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Ein Kind kann sich zum Beispiel ernsthaft verletzen, wenn es Haarnadeln
oder andere leitfähige Gegenstände in eine übliche Steckdose steckt oder die Kontaktstifte
eines nur teilweise in eine Steckdose gesteckten Steckers kurzschließt. Es ist also
wünschenswert, eine sichere elektrische Verbindungsvorrichtung zu schaffen, die
so gestaltet ist, daß in die Steckdose gesteckte metallene Gegenstände nicht automatisch
mit den elektrischen Verbindungen in Berührung kommen und somit einen Stromkreis
schließen. Ferner soll eine Einrichtung geschaffen werden, die einen Kontakt der
Steckerstifte mit den elektrischen Kontakten der Steckdose so lange verhindert,
bis der Stecker vollständig in die Steckdose gesteckt ist, die den Stecker dann
in der Steckdose fest verriegelt und die gewährleistet, daß ein leitendes Teil nicht
über Stifte eines vollständig in die Steckdose gesteckten Stiftes geschaltet werden
kann.
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In einer Anzahl von Patenten sind elektrische Verbindungsvorrichtungen
offenbart, bei denen ein in eine Steckdose gesteckter Stecker erst gedreht werden
muß, bevor ein elektrischer Kontakt durch den Stecker entsteht, und um eine sichere
Verbindung zwischen Steckdose und Stecker zu gewährleisten. Derartige Vorrichtungen
sind jedoch nicht im Handel erhältlich. Der Grund hierfür mag darin liegen, daß
diese bekannten Vorrichtungen kompliziert gebaut sind, daß ihre Herstellung teuer
ist und daß sie, zumindest in einigen Fällen, nicht genügend kindersicher sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Verbindungsvorrichtung
zu schaffen, die preisgünstig hergestellt werden kann, leicht zu installieren ist
und von Personen, die reif genug sind, sie richtig zu benutzen, sicher und leicht
zu bedienen ist und für Kinder keine Gefahr für einen elektrischen Schlag oder Brandverletzungen
mit sich bringt.
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Die elektrische Verbindungsvorrichtung soll vorzugsweise eine Steckdose
aufweisen, die anstelle der bisher handelsüblich erhältlichen Steckdosen leicht
eingebaut werden kann.
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Schließlich soll die elektrische Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung
verriegelbar sein, und der Steckerteil soll polrichtige Stifte sowie einen Erdungsstift
und die Steckdose Öffnungen aufweisen zur Aufnahme der Stifte, um einen polaritätsrichtigen
Anschluß und eine gute Erdung zu gewährleisten.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im wesentlichen gegeben durch
eine elektrische Steckdose mit einer eine Vorderseite aufweisenden Deckplatte, mit
vorzugsweise einer zentralen runden Öffnung und mit Schaltungen auf der Rückseite
der Deckplatte.
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Durch die Deckplatte erstrecken sich einander benachbart, jedoch im
Abstand voneinander, mehrere Öffnungen, und Kontaktanschlüsse an den Endpunkten
der Schaltungsleiterbahnen und den Öffnungen sind derart verschieden gestaltet,
daß sie mit entsprechend geformten, von dem Stecker vorragenden Kontaktstiften zusammenwirken.
Nachgiebige Anschlüsse an den Enden der Schaltungsleiterbahnen bilden eine Verriegelung,
die die Steckerstifte gegen unbeabsichtigtes Verdrehen sichern.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand schematischer Zeichnungen an
mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Verbindungsvorrichtung
nach der Erfindung, wobei die Steckdose in einer Wand befestigt, der eine Stecker
in die Steckdose und der andere Stecker im Abstand von der Steckdose angeordnet
ist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von der Stirnseite des
Steckers aus, von der die Kontaktstifte hervorstehen; Fig. 3 eine Ansicht ähnlich
der von Fig. 1, bei der die Steckdose in eine untere, geöffnete Stellung gekippt
ist; Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1,einer abgeänderten Ausführungsform einer
Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung, bei der der Stecker aus der Steckdose
herausgezogen ist; Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 mit dem Stecker nach Fig.
4; Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 mit der Ausführungsform nach Fig. 4.
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Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform
besteht die elektrische Verbindungsvorrichtung 10 aus einer Steckdose 11 und zumindest
einem Stecker 12.
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Die Steckdose 11 ist mit einer Deckplatte 13 versehen, die eine Vorderseite
13a und eine Rückseite 13b mit gedruckten Schaltungsleiterbahnen darauf besitzt.
In der Deckplatte sind im Abstand angeordnete Öffnungen 14, 15 vorgesehen mit jeweils
einem Mitteil loch 16 und zu beiden Seiten davon angeordneten Schlitzen 17 und 18.
Die Schlitze 17 und 18 weisen Bogenbereiche 17a bzw.
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18a auf mit einem Rotationsmittelpunkt jeweils in der Mitte des FIittelis~hes
16. Der Schlitz 17 weist darüberhinaus noch einen weiteren bereich 17b am einen
Ende des Bogenbereiches 17a auf, der sich im wesentlichen senkrecht zu diesem erstreckt.
Der Schlitz 18 weist einen im wesentlichen L-förmigen Bereich 18b auf, dessen einer
Schenkel mit einem Ende des Bogenbereiches 18a verbunden ist. Auf diese Weise stimmt
die Form der Schlitze 17 und 18 mit der der Kontaktstifte 19 und 20 des Steckers
12 überein.
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Der Kontaktstift 20 erstreckt sich von der Stirnseite 22 des Steckers
12 aus und ist bei 20a abgewinkelt, so daß er sich im wesentlichen senkrecht zu
dem vom Stecker vorragenden Stiftteil erstreckt.
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Der Kontaktstift 19 erstreckt sich gleichfalls von der Stirnseite
22 c;es Steckers 12 aus und ist bei 19a abgewinkelt und erstreckt sich dann senkrecht
zu dem vom Stecker vorragenden Stiftteil, jedoch entgegengesetzt zu der Richtung
des Teils 20a. Der Stift 19 weist einen weiteren abgewinkelten Bereich 19b auf,
der sich im wesentlichen senkrecht zum Bereich 20a und in derselben Ebene wie die
Teile 19a und 20a erstreckt.
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Vorzugsweise besitzt der Stecker 12 ein Gehäuse 23, das an ein Kabel
24 gegossen ist, so daß die Stifte 19 und 20 mit den Leitungsdrähten 25 bzw. 26
des Kabels elektrisch verbunden sind.
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Die Erdleitung 27 des Kabels ist mit einem mittleren Stift 28 verbunden,
der von der Stirnseite 22 des Steckers 12 hervorragt. Die Stirnseite 22 ist vorzugsweise
als die eine Seite einer Randwulst 29 am Stirnende des Steckergehäuses 23 ausgebildet.
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Durch diese Randwulst wird verhindert, daß die Finger eines Benutzers
entlang dem Steckergehäuse 23 gleiten und mit den Stiften 19 und 20 in Berührung
kommen oder die Verriegelungsbewegung des Steckers blockieren.
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In der Nähe eines der Enden jedes Schlitzes 17 und 18 auf der Rückseite
der Deckplatte 13 ist ein elektrisches Kontaktstück 30 gegenüber dem Ende, durch
welches die Steckerstifte gesteckt werden, vorgesehen. Die Kontaktstücke sind derart
angeordnet, daß die Kontaktstifte ein Kontaktstück berühren, sobald sie in die Steckdose
gesteckt und z.B. im Uhrzeigersinn gedreht worden sind.
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Ein weiteres Drehen bewegt die Kontaktstifte über eine Schrägfläche
30a jedes Kontaktstückes, so daß die Kontaktstifte nicht unbeabsichtigt zurückspringen
und den Stecker aus der Dose lösen können.
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Die Kontaktstücke 30 sind elektrisch mit gedruckten Schaltungsleiterbahnen
31 auf der Rückseite, d.h. der Schaltungsseite der Deckplatte 13, verbunden, und
die Leiterbahnen sind mit einer elektrischen Klemmschraube 32 elektrisch verbunden.
Nachdem also die Stifte 19 und 20 durch die Deckplatte 13 gesteckt und innerhalb
der Bogenbereiche der Schlitze 17 und 18 bis in Berührung mit den Kontaktstücken
gedreht sind, ist ein Stromkreis gebildet über die mit den Klemmschrauben 32 verbundenen
Leitungsdrähte, Leiterbahnen 31, Kontaktstücke 30, Stifte 19 und 20 und Kabel 24
zu jeder beliebigen elektrisch betriebenen Vorrichtung am anderen Ende des Kabels
24. Da die Stifte 19 und 20 unterschiedlich gestaltet sind und nur in die zu ihrer
Aufnahme bestimmten Schlitze passen, ist die elektrische Polarität zwischen Steckdose
und Stecker gewährleistet.
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Der mittlere Erdungsstift 28 paßt durch das Mittelloch 16, wenn die
Stifte 19 und 20 durch die Schlitze 17 bzw. 18 gesteckt sind, und der Erdungsstift
28 dient dann als Schwenkwelle, um die die Stifte 19 und 20 gedreht werden. Ein
biegsames Leitungsstück 33 ist elektrisch mit einer Klemmschraube 34 in der Nähe
der Klemmschraube 32 verbunden, und dieses Leitungsstück 33 erstreckt sich über
jedes Mittelloch 16 etwas neben dessen Mittelpunkt. Jeder Erdungsstift 28 hat eine
abgerundete Spitze, und wenn er durch das Mittelloch 16 gesteckt wird,stößt er an
die Leitung 33, die sich wegbiegt und so das vollständige Eindringen des Stiftes
28 ermöglicht und dann bestrebt ist, den Stift gegen die Kante des Loches 16 zu
drücken, um den Stecker besser in der Steckdose zu halten.
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Es ist ersichtlich, daß die Deckplatte 13 als Endteil einer Verlängerungsschnur
oder mit jeder herkömmlichen Anschlußdose, etwa 36, verwendet werden kann, sie kann
aber
auch mit sehr viel flacheren Dosen als den üblicherweise erhältlichen
verwendet werden, da keine getrennte sperrige Fassung in die Dose eingesetzt werden
muß. Die Leitungen können durch hinten, oben oder seitlich an der Dose vorgesehene
Durchbrüche in die Dose hineingelangen.
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Die Deckplatte 13 kann durch Deck- oder Bodenschrauben, die durch
die Deckplatte gesteckt und in dafür in der Dose vorgesehenen Löchern verschraubt
werden, an der Dose befestigt werden.
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Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die Deckplatte mit einer Anschlußdose
verwendet wird, ein Scharnier 37 an einem Ende der Deckplatte vorzusehen mit einer
von dem Scharnier vorstehenden Lasche 38.
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Sodann wird durch ein Loch in der Lasche eine Schraube gesteckt, die
die Lasche mit einem Ende der Dose 36 verbindet. Die Deckplatte 13 kann dann zwischen
einer von der Dose vorstehenden Stellung, in der die Leitungsdrähte an den Klemmschrauben
befestigt werden können, und einer oberen Stellung geschwenkt werden, in der die
Platte die Dose bedeckt und wird gegen die Wand gedrückt, in der die Dose 36 angeordnet
ist. Sodann wird eine Schraube durch ein Loch in der Deckplatte gesteckt, um die
Deckplatte in der oberen Stellung zu befestigen.
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Die hier dargestellten Stifte 19 und 20 haben einen runden Querschnitt,
sie können aber ebensogut aus einem flachen Werkstoff mit rechteckigem Querschnitt
hergestellt sein. Wenn die Stifte aus einem etwas nachgiebigem Material bestehen
und richtig von der Deckplattenstirnseite 13 vorstehen, berühren sie die Kontaktstücke
30, gleiten über die Schrägflächen 30a und stellen einen funkenfreien Kontakt her
und verhindern ein Zurückziehen des Steckers durch eine vorher bestimmte Drehung
desselben. Sobald die Drehbewegung begonnen hat, um den Stecker aus der Dose zu
ziehen und noch bevor die Stifte mit den Schlitzen fluch-ten, um ein Herausziehen
zu ermöglichen, ist die Stromverbindung
zwischen Steckdose und
Stecker unterbrochen. Auf diese Weise ist es ausgeschlossen, daß Kontaktbauteile,
durch die Strom fließt, vom Benutzer berührt werden können.
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Vorzugsweise weist die Randwulst 29 einen vorstehenden Umfangsring
40 auf, der in eine in der Deckplatte 13 vorgesehene Nut 41 paßt und die Öffnungen
16-18 umgibt. Wenn der Ring 40 in der Nut 41 sitzt bei eingestecktem Stecker und
wenn über die Verbindungsvorrichtung 10 ein Stromkreis errichtet ist, kann keine
Messerklinge oder anderes dünnes leitfähiges Teil zwischen Stecker 12 und Deckplatte
13 gesteckt werden, um die Stifte 19 und 20 kurzzuschließen.
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In den Fig. 1 bis 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt
mit gedruckten Schaltungsleiterbahnen, Klemmschrauben und dergleichen. Dies sind
jedoch lediglich bevorzugte Bauteile, es können auch andere herkömmliche Bauteile
verwendet werden.
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Auch können statt des bevorzugt verwendeten zentralen Erdungsstiftes
und den beiden diametral angeordneten polaritätsorientierten Stiften, die sich um
den zentralen Erdungsstift drehen, auch andere Anordnungen vorgesehen sein. So kann
z.B. ein nicht-leitender zentraler Stab (nicht dargestellt) verwendet werden, und
alle Stifte, einschließlich des Erdungsstiftes, können radial um diesen zentralen
Stab herum angeordnet sein. Diese radial angeordneten Stifte stellen jeweils einen
Kontakt mit Kontaktstücken her, die an den Enden der Öffnungen in der Deckplatte
gebildet sind, durch die die Stifte hineingesteckt werden. Eine polaritätsgetreue
Verbindung ist auch dann noch gegeben, wenn ein Stift besonderer Gestalt und eine
Öffnung in der Deckplatte zur Aufnahme dieses Stiftes vorgesehen sind.
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Fig. 4 bis 6 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung
nach der Erfindung. Die elektrische Verbindungsvorrichtung 45 besteht hier aus einer
Deckplatte 46, die im wesentlichen wie die Deckplatte 13 der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform
gestaltet ist, jedoch sind hier Öffnungen mit Schlitzen
47, 48 und 49 vorgesehen, die sich radial von einem Mittelloch 50 nach außen erstrecken.
Der Schlitz 49 weist eine abgewinkelte Spitze 49a auf, so daß er sich von den Schlitzen
47 und 48 unterscheidet.
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Die elektrische Verbindungsvorrichtung 45 weist gleichfalls einen
Stecker 51 auf. Dieser umfaßt ein isoliertes, nichtleitendes Stück 52, das sich
durch eine Stirnseite 53 einer Randwulst 54 erstreckt und von dieser vorragt. Die
Randwulst 54 entspricht der Randwulst 29 der Figuren 1 bis 3 und weist vorzugsweise
einen vorstehenden Ring 55 auf, der in eine Nut 56 auf der Deckplatte 46 paßt und
so ein Kurzschließen elektrisch verbundener Stifte verhindert.
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Durch die Stirnseite 53 erstrecken sich drei Stifte 57, 58 und 59,
stehen von ihr vor und werden durch das nicht-leitende Stück 52 voneinander getrennt
gehalten. Durch einen Gehäusebereich 63, der mit den Stiften verlötet, verklammert
oder anderweitig verbunden werden soll, erstreckt sich eine aus Erdleitung 60 und
Leitungsdrähten 61 und 62 bestehende Leitung. Der Stift 59 ist bei 59a abgewinkelt
und entspricht somit der Form des Schlitzes 49, so daß Polarität aufrechterhalten
bleibt, wenn die Stifte durch die Deckplatte gesteckt und gedreht werden bis zur
Berührung mit den Kontaktstücken 64, 65 und 66, die bei den Schlitzen auf der Schaltungsseite
46a der Deckplatte angeordnet sind. Die Kontaktstücke 64, 65 und 66 sind über Leiterbahnen
67 bzw. 68 bzw. 69 direkt mit Anschlußschrauben 70 bzw. 71 bzw. 72 verbunden, mit
denen die Erdleitung und die elektrischen Kontakte einer Stromleitung verbunden
sind.