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'Elektrische Stecker-Steckdosen-Anordnung"
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Stecker-Steckdosen-Anordnung
und insbesondere eine Stecker-Steckdosen-Anordnung mit einer Schaltfunktion, die
eine elektrische Verbindung zwischen einem Stecker und einer Steckdose herstellt,
wenn der Stecker in die Steckdose eingesetzt ist.
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Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar bei einem elektrischen
Vielzwecknetzanschluß z.B. für Haushaltszwecke, ist aber auf diese Anwendung nicht
beschränkt.
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Im allgemeinen enthält ein solcher Netzanschluß ein feststehendes
Sockelglied mit Stiftaufnahmeöffnungen, ein Sockelglied mit Stiften, die in die
Aufnahmeöffnungen einsetzbar sind und einen gesonderten Kippschalter, welcher auf
einer Abdeckblende an dem Dosenglied montiert ist.
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Ein derartiger Netzanschluß gehört zu den üblichen Ausstattungen,
wo ein Dreileitungssystem verwendet wird, d.h. ein aktiver, ein neutraler und ein
Erdleiter vorgesehen ist. Derartige Netzanschlüsse sind auch bei Zweileitungssystemen
gebräuchlich.
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Bei den bekannten Netzanschlüssen haben sich verschiedene Nachteile
und Gefahren gezeigt. Das größte Problem besteht in der Möglichkeit, daß Kinder
elektrisch leitende Gegenstände in die Stiftaufnahmeöffnungen hineinstecken, wenn
der Stecker fehlt, und dann den Schalter einschalten.
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In diesem Fall kann es zu einem tödlichen elektrischen Schlag kommen.
Es sind bereits verschiedentlich Versuche unternommen worden, diesen Nachteil zu
vermeiden, so beispielsweise in der australischen Patentschrift 29 205/30 und 133
918.
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Die Stecker-Steckdosen-Anordnung nach dem australischen Patent 29
205/30 sieht das Drehen des Steckers beim Einsetzen in die Steckdose vor. Elektrischer
Kontakt zwischen Stecker und Steckdose erfolgt nur, wenn der Stecker vollständig
eingesteckt ist. Auf diese Weise wird die Notwendigkeit eines gesonderten Schalters
umgangen. Es gibt ferner keine üblichen Stiftaufnahmeöffnungen für die Aufnahme
leitender Gegenstände, mit denen die zuvor geschilderten Gefahren heraufbeschworen
werden könnten. Ein zylindrischer verlängerter Abschnitt des Steckers paßt nämlich
in die Steckdose und die elektrischen Kontakte für den Stecker liegen an dem verlängerten
Abschnitt. Diese Stecker-Steckdosen-Anordnung hat jedoch auch Nachteile, insbesondere
weil sie relativ kompliziert aufgebaut und daher kostspielig in der Herstellung
ist. Wichtiger ist noch, daß sie das Problem, daß Kinder die Anschlüsse in der Steckdose
berühren, nicht vollständig beseitigt ist. Das letztgenannte Problem ist deswegen
vorhanden, weil beim Abziehen des Steckers eine federvorgespannte Deckplatte in
der Steckdose ein Loch blockiert oder verschließt, in welches der langgestreckte
Abschnitt des Steckers paßt, wenn die beiden Teile in Eingriff miteinander stehen.
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Die Abdeckplatte kann nun gegen die Federspannung mit irgendeiner
Vorrichtung, also nicht mit dem Stecker, ohne große Geschicklichkeit einwärts gedrückt
werden, so daß dann ein Kind die unter Spannung stehenden Anschlüsse berühren kann.
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Auch bei der Anordnung nach der australischen Patentschrift 133 918
kann ein Kind einen unter Spannung stehenden Anschluß der Steckdose berühren. Bei
dieser Anordnung kann die Rückplatte nicht nur mit Hilfe der Stifte des Steckers,
sondern auch mit anderen Mitteln im Uhrzeigersinn geschwenkt oder gedreht werden.
Beispielsweise ein Schraubenzieher, ein Bleistift oder ein sonstiger länglicher
Gegenstand kann in die Löcher eingesteckt und mit diesem die Platte im Uhrzeigersinn
geschwenkt werden. Wenn einmal die mittlere Totlage der Kippbewegung überschritten
ist, gelangen die Löcher in eine Stellung, bei welcher die Dosenkontakte frei liegen,
von denen mindestens einer unter Spannung steht. Auch hier ist also bei nicht eingesetztem
Stecker eine Berührung der elektrischen Steckdosenkontakte möglich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer Stecker-Steckdosen-Anordnung
der gattungsgemäßen Art, bei welcher die zuvor genannten Nachteile vermieden sind.
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Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine elektrische Stekker-Steckdosen-Anordnung
mit einem Stiftaufnahmeglied mit einer Anzahl von' Stiftaufnahmeöffnungen vor, die
in einem Hauptteil der Steckdose montiert ist, so daß es gegenüber dem Hauptteil
bewegbar ist. Die Stiftaufnahmeöffnungen sehen Öffnungen an der Vorderseite der
Steckdose vor und sind so ausgestaltet, daß sie jeweils einen Stift des Steckers
aufnehmen können. Eine der Aufnahmeöffnungen ist eine aktive Stittaufnahmeöffnung,
die in einer ersten Stellung des Stiftaufnahmegliedes relativ zu dem Hauptteil beim
Gebrauch elektrisch inaktiv und in einer zweiten Stellung des Stiftaufnahmegliedes
relativ zu dem Hauptteil bei Benutzung elektrisch aktiv ist, so daß ein eingesetzter
Stift mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Bewegung des Stiftaufnahmegliedes
aus
der ersten Stellung in die zweite Stellung ist nur durch vollständiges
Einsetzen von wenigstens einem der Stifte in die jeweilige Stiftaufnahmeöffnung
möglich, was das vollständige Einsetzen des Steckers in die Steckdose notwendig
macht. Beim Herausziehen des Steckers aus der vollständig eingesetzten Stellung
ist nur in der ersten Stellung des Stiftaufnahmegliedes möglich.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder dargestellten
Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden-Erfindung.
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Es zeigen: Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines Steckers einer
erfindungsgemäßen Stecker-Steckdosen-Anordnung, Fig. 2 eine auseinandergezogene
perspektivische Darstellung der Bestandteile der Steckdose nach der Erfindung, Fig.
3 einen Schnitt durch die Steckdose nach Fig. 2 in zusammengebautem Zustand, Fig.
4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt durch die
Steckdose nach Fig. 2 im zusammengebauten Zustand mit eingesetztem Stekker, und
zwar in die "Ein"-Stellung gedreht,
Fig. 6 einen Schnitt entlang
der Linie 6-6 von Fig. 5, und Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer der Kontakte
der Steckdose von Fig. 2.
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Wie in Fig. 1 veranschaulicht, hat der Stecker 10 einen aktiven Stift
11, einen neutralen Stift 12 und einen Erdstift 13, die mit den jeweiligen Drähten
einer Leitung 14 in dem Stecker 10 in Verbindung stehen. Der aktive Stift 11 und
der neutrale Stift 12 sind im wesentlichen die gleichen wie die entsprechenden Stifte
eines üblichen Dreistift-Steckers. Die Anordnung und die Form des Erdstiftes 13
unterscheidet sich jedoch signifikant von dem üblicher Stecker. Der Erdstift 13
hat einen runden Querschnitt und Vorsprünge 15 an seinem Ende. Die Vorsprünge 15
führen zu einer schlüsselähnlichen Gestaltung am Ende des Erdstiftes 13 zur Betätigung
des Schalters, was unten noch näher beschrieben wird.
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Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Steckdose im wesentlichen aus
vier getrennten Bauteilen besteht, nämlich einer Frontabdeckplatte 16, einem Hauptteil
17, einem drehbaren inneren Teil 18 und einer Rückplatte 19. Die vier wesentlichen
Bauteile, die die Steckdose bilden, können aus Kunststoffmaterial oder ähnlichem
Isolationsmaterial bestehen. Der Hauptteil 17 ist an der Frontabdeckplatte 16 mittels
Schrauben befestigt, die durch die jeweiligen Gewindeaugenabschnitte 20 gehen. Der
drehbare innere Teil 18 ist in dem Hauptteil 17 angeordnet und wird darin mittels
eines Scheibenabschnittes 21 gehalten, welcher an seinem Außenumfang innerhalb einer
Nut 22 liegt, die von dem Hauptteil 17 und der Frontabdeckplatte 16 gebildet ist.
Der Teil 18 kann so innerhalb des Hauptteiles 17 gedreht werden.
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Die Rückplatte 19 ist an dem Hauptteil 17 mittels (nicht dargestellter)
Schrauben befestigt, welche durch Löcher 23 in der Rückplatte 19 hindurchgehen und
in Gewindelöchern 24 in dem Hauptteil 17 aufgenommen sind. An der Rückplatte 19
ist ein im wesentlichen zylindrisches Erdstiftaufnahmeelement 25 angebracht, welches
einen Halsabschnitt 26 verringerten Durchmessers hat. Das Erdstiftaufnahmeelement
25 besteht aus Metall, um leitend zu sein, und ist so gestaltet, daß es einen Erdleiter
von der Rückseite der Steckdosen-Anordnung her aufnehmen kann, wie dies in den Fig.
3 und 5 gezeigt ist. An der Rückplatte 19 ist ferner ein Aufnahmeelement 27 für
einen neutralen Stift und ein Plattenglied 28 angebracht, welches ein Paar von halbkugelförmigen
Einbuchtungen 29 hat, die durch eine Rippe oder Kante 30 getrennt sind. Der Zweck
des Plattengliedes 28 wird später erläutert.
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Das Erdstiftaufnahmeelement 25 hat ein Querglied 31, welches durch
längliche Schlitze 32 nach außen ragt, welche Schlitze 32 sich über einen Teil der
Länge eines zylindrischen Teiles erstrecken. Das Querglied 31 ist in einer Richtung
des Halsabschnittes 26 mittels Druckfeder 33 vorgespannt.
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Der Halsabschnitt 26 hat ebenfalls diametral gegenüberliegende längliche
Schlitze 32, die sich in Längsrichtung erstrecken. Im zusammengebauten Zustand der
Steckdose ragt das Erdstiftaufnahmeelement 25 in eine Bohrung 34 des drehbaren inneren
Teiles 18. Die Bohrung 34 hat diametral gegenüberliegende axiale Nuten 36, die sich
teilweise über deren Länge vom rückwärtigen Ende, d.h. vom Ende welches der Rückplatte
19 zugewandt ist, her erstrecken.
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Ferner sind kurze Umfangsausschnitte 35 in der hintersten Fläche des
Teiles 18 vorgesehen, die den axialen Nuten 36 entsprechen. Wenn sich das Erdstiftaufnahmeelement
25 in die Bohrung 34 erstreckt, liegen die Enden des Quergliedes 31 in den länglichen
Schlitzen 36, wodurch ein
Drehen des inneren Teils 18 verhindert
wird. Erst wenn das Querglied 31 gegen die Feder 33 in eine Stellung gedrückt wird,
in welcher die Enden des Quergliedes 31 in den Ausschnitten 35 liegen, kann der
innere Teil 18 gedreht werden.
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Der drehbare innere Teil 18 hat ein Loch 37, welches eine weitere
Druckfeder 38 und eine Kugel 39 aufnimmt, die aus dem Loch 37 herausragt. Die Feder
38 und die Kugel 39 sind in Fig. 3 am besten veranschaulicht. Im zusammengebauten
Zustand liegt der herausragende Teil des Kugel 39 in der einen oder anderen Einbuchtung
29 des Plattengliedes 28. Eine Drehung des Teiles 18 führt dazu, daß sich herausragende
Teil der Kugel 39 über.die Rippe oder Kante 30 von einer Einbuchtung 29 in die andere
bewegt.
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Dies führt zu einer definitiven Bestimmung der Schaltfunktion, die
unten näher beschrieben wird. Im zusammengebauten Zustand ist die Drehbewegung des
Teiles 18 durch die Länge der Ausschnitte 35 begrenzt, welche in Beziehung zu dem
Abstand der Einbuchtungen 29 derart stehen, daß, wenn das Querglied 31 in'dem Schlitz
32 liegt, die Kugel 39 in einer Einbuchtung liegt, während, wenn das Querglied 31
das äußere Ende der Ausschnitte 35 (vergl. Fig. 6) erreicht hat, die Kugel 39 in
der anderen Einbuchtung 29 liegt. Der innere Teil 18 hat ferner ein Aufnahmeelement
40 für einen aktiven Stift, wobei das Aufnahmeelement 40 in einer Ausnehmung in
der Seite des inneren Teiles 18 liegt. Das Aufnahmeelement 40 ist in Fig. 7 veranschaulicht.
Es hat einen O-förmigen Teil für den Kontakt mit dem aktiven Stift und einen Kontaktabschnitt,
der sich außerhalb der Ausnehmung bis zu einem Stellungseinschaltkontakt mit einem
aktiven Anschluß 41 erstreckt, welcher an dem Hauptteil 17 angeordnet und zur Aufnahme
eines aktiven Drahtes, wie in den Fig. 4 und 6 veranschaulicht,
ausgebildet
ist. Die (nicht dargestellte) auswärts gerichtete Frontfläche des Gliedes 18 hat
eine geeignete Öffnung für die Aufnahme jedes der drei Stifte des Steckers 10. Die
Öffnung für die Aufnahme des Erdstiftes 13 ist zweckentsprechend geformt, sie liegt
in dem Drehmittelpunkt des Teiles 17 und erlaubt den Zutritt zu der Bohrung 34.
Die Öffnung 42 für den aktiven Stift 11 ist aus Fig.
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2 ersichtlich. Die Öffnung 42 erlaubt den Zutritt zu der Ausnehmung
in der Seite des Teiles 18 und ist mit dem Aufnahmeelement 40 ausgerichtet. Im zusammengebauten
Zustand ist die Ausnehmung mit dem Aufnahmeelement 40 im wesentlichen vollständig
geschlossen, da die Innenwand des Hauptteiles 17 sich mit dem Teil 18 zum Verschluß
der Ausnehmung zusammenfügt, Die (nicht dargestellte) Öffnung für den neutralen
Stift 12 erlaubt den Zutritt zur Innenseite des Hauptteiles 17, so daß der neutrale
Stift 12 die in rig. 4 veranschaulichte Stellung einnehmen kann, wenn sich die Stecker-Steckdosen-Anordnung
in der 'tAus"-Stellung befindet.
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Die Stecker-Steckdosen-Anordnung, wie sie zuvor beschrieben wurde,
eignet sich für drei Leitungselektroinstallationen für Haushaltszwecke. Im Gebrauch
ist die Frontabdeckplatte 16 in eine Wand eingelassen, so daß der Hauptteil 17 nach
rückwärts durch die Wand in eine Öffnung hineinragt. Bei Benutzung ist der Stecker
10 mit der Steckdose verbunden, indem die Stifte durch ihre jeweiligen Öffnungen
in der Frontfläche des drehbaren inneren Teiles 18 eingesteckt sind. Nach dem Einstecken
der Stifte des Steckers 10 nehmen diese die in Fig. 4 veranschaulichte Stellung
ein, wo der aktive Stift 11 mit dem Aufnahmeelement 40 und der neutrale Stift 12
mit keinem Element in Eingriff steht und daß Ende des Erdstiftes 13 zunächst in
dem Halsabschnitt 26 des Aufnahmeelementes 25 liegt. In dieser Stellung
in
dem Halsabschnitt 26 stehen die Vorsprünge 15 in Eingriff mit den länglichen Schlitzen
des Halsabschnittes 26. In dieser Stellung ist es nicht möglich, den inneren Teil
18 zu drehen, da das Querglied 31 in den länglichen Schlitzen 32 liegt. Um die Drehung
des Teiles 18 zu ermöglichen ist es notwendig, den Stecker 10 vollständig in die
Dose einzustecken, so daß das Querglied 31 gegen die Feder 33 in eine Stellung gedrückt
wird, in welcher dessen Enden in die Ausschnitte 35 gedreht werden können.
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Um dies zu erreichen, liegt ein Vorsprung 43 an dem Stecker 10 in
einer entsprechenden (nicht dargestellten) Ausnehmung in'der Vorderseite der Platte
16. Die Ausnehmung rührt daher, daß die Vorderseite des Teiles 18 in Bezug auf die
Vorderseite der Platte 16 zurückgesetzt ist. Dies bedeutet, daß beim vollständigen
Einsetzen des Steckers in die Steckdose das Einführen irgendeines Gegenstandes zum
Zwecke der Berührung eines aktiven Stiftes unmöglich ist.
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Bei vollständig eingesetztem Stecker ist es möglich, diesen und mit
ihm das innere Teil 18 aufgrund des Umstandes zu drehen, daß der aktive und der
neutrale Stift sich durch entsprechende Öffnungen in dem Scheibenabschnitt 21 des
Teiles 18 erstrecken. Die Drehung ist begrenzt, wenn die Enden des Quergliedes 31
die Enden der entsprechenden Ausschnitte 35 erreichen. Im Laufe der Drehung bewegt
sich der Ball 39 über die Rippe oder Kante 30 in die andere Einbuchtung 29. Diese
Bewegung beinhaltet eine Schnappfunktion der Vorrichtung. In der gedrehten Stellung
nehmen die Stifte die in Fig. 6 gezeigte Orientierung ein, wobei der neutrale Stift
mit dem Aufnahmeelement 27 in Eingriff steht, der aktive Stift vollständig in dem
Aufnahmeelement aufgenommen ist und die Vorsprünge 15 des Erdstiftes in dem Hauptteil
des Aufnahmeelementes 25 liegen. Die Vorsprünge 15 sind dann nicht mehr mit den
Schlitzen des
Halsabschnittes ausgerichtet. Ein Herausziehen des
Steckers ist dadurch verhindert. Darüber hinaus steht der Kontaktteil des Aufnahmeelementes
40 jetzt in Eingriff mit dem aktiven Anschluß 41, um einen elektrischen Kreis durch
die Stecker-Steckdosen-Anordnung zu schließen. Der Stecker kann nur durch Gegendrehung
in eine Stellung gelöst werden, in welche die Vorsprünge 15 mit den Schlitzen des
Halsabschnittes 26 des Erdstiftaufnahmeelementes 25 wieder ausgerichtet sind. In
diese Stellung gebracht, springt der Stecker aus der Steckdose ein kurzes Stück
aufgrund der Wirkung der Feder 33 auswärts; in dieser Stellung wird er aber immer
noch von der Steckdose gestützt, befindet sich aber nicht mehr unter Spannung. Um
den Stecker herauszuziehen, ist es daher notwendig, ihn in die in Fig. 4 gezeigte
Stellung zu drehen, in welcher alle Stifte inaktiv sind.
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Aus der zuvor beschriebenen Ausführungsform geht hervor, daß die Erfindung
eine verbesserte elektrische Stecker-Steckdosen-Anordnung vorsieht, bei welcher
es praktisch unmöglich ist, zufällig mit einem unter Spannung stehenden Anschluß
oder Kontakt von der Vorderseite der Abdeckplatte 16 aus in Berührung zu kommen.
Das Einsetzen irgendeines leitenden Gegenstandes durch die Öffnung 42 für den Spannungsstift
führt lediglich zu einem Eintauchen in die Ausnehmung oder Kammer, die das Stiftaufnahmeelement
40 enthält. In der normalen oder "Aus"-Stellung ist dieses Aufnahmeelement aber
inaktiv. Es kann nur unter Drehung des inneren Teiles 18 aktiv werden, was wiederum
nur mittels des Steckers 10 erfolgen kann, wenn dieser vollständig in die Dose eingesetzt
ist oder mittels irgendeines anderen Mittels, welches im wesentlichen identisch
mit dem Erdstift 13 ist, der in das Aufnahmeelement 25
eingesetzt
werden müßte. Um zufällig einen elektrischen Schlag bei der erfindungsgemäßen Anordnung
zu erhalten, ist es also zunächst notwendig, einen Gegenstand in das Aufnahmeelement
für den Erdstift zu stecken, der die Drehung des inneren Teiles 18 in die "Ein"-Stellung
erlaubt. Dann müßte ein leitender Gegenstand in die Öffnung 42 für den aktiven Stift
gesteckt werden. Eine solche Kette von Ereignissen geht sicherlich über die Fähigkeiten
eines Kindes. Aufgrund dessen sorgt die erfindungsgemäße Anordnung für eine verbesserte
Stecker-Steckdosen-Einheit, die wesentlich sicherer ist. Darüber hinaus ist die
erfindungsgemäße Anordnung relativ einfach und damit wirtschaftlich in der Herstellung.
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Während zuvor ein besonderes Ausführungsbeispiel der Erfindung im
einzelnen beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, daß viele Modifikationen und
Abwandlungen ohne weiteres möglich sind. Die Stecker-Steckdosen-Anordnung kann beispielsweise
an ein Zweidrahtsystem angepaßt sein.
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Hierfür ist es lediglich notwendig, an dem Stecker zwei Stifte und
dementsprechend zwei Aufnahmeelemente an der Steckdose vorzusehen. Die Gestalt des
Erdstiftes kann darüber hinaus geändert werden, da sich andere Verriegelungen zwischen
Stecker und Steckdose zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens eignen. Während
die Schaltfunktion durch Drehen des Steckers verwirklicht ist, könnte diese Funktion
auch mittels einer Schwenkbewegung eines inneren Teiles der Dosenanordnung oder
auch durch Gleitbewegung eines geeigneten inneren Teiles erreicht werden. Notwendig
ist lediglich, daß, welche Bewegung auch immer ausgeführt wird, ein Teil der Steckdose
von einer Stellung, in welcher das aktive Aufnahmeelement an Spannung liegt, durch
das Einsetzen eines anderen Stiftes in ein Aufnahmeelement
bewirkt
wird, welches normalerweise nicht aktiv ist. Dieser andere Stift hat eine unverwechselbare
Gestalt, so daß die Betätigung vereinfacht und das Festhalten des Stiftes in dem
Aufnahmeelement erreicht wird, wenn die Anordnung in die "Ein"-Stellung gebracht
ist.
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Der Erfindungsgedanke kann auch auf andere Dosen als auf normale Netzanschlußdosen
angewendet werden. Beispielsweise kann der Dosenteil so modifiziert werden, daß
er an einer Verlängerungsschnur angebracht ist. Die Erfindung schlägt demnach eine
verbesserte Stecker-Steckdosen-Anordnung vor, die auch für Verlängerungsschnüre
verwendbar ist.
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