DE3412346A1 - Zweipolige schutzkontaktsteckdose zum potentialfreien schliessen und oeffnen der steckverbindung - Google Patents

Description

• Zweipolige Schutzkontaktsteckdose zum potentialfreien
• Schließen und Öffnen der Steckverbindung Die Erfindung betrifft eine Schutzkontaktsteckdose der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
• Die üblicherweise im Haushalt verwendeten Steckdosen haben den Nachteil, daß die Steckbuchsen auch dann an Spannung liegen, wenn kein Stecker eingesteckt ist. Die von außen zugänglichen Steckbuchsen bilden vor allem für Kinder eine Gefahrenquelle, da diese über metallische Gegenstände leicht mit der Spannung in Berührung kommen können. Diese Gefahrenquelle erkennend gibt es eine Vielzahl von Erfindungen, die sich alle mit dem Problem auseinandersetzen, die Steckdose nach dem Entfernen des Steckers spannungslos zu machen.
• Auf eine Gefahr anderer Art ist bei Steckdosen zu achten, die in explosionsgefährdeter Umgebung zum Einsatz kommen. Hier genügt es nicht, daß die Steckbuchsen einer Steckdose nach dem Entfernen des Steckers spannungslos sind, sondern sie müssen bereits vor dem Schließen oder Öffnen des durch Buchsen und Steckerstifte gebildeten Kontaktes potentialfrei sein. Andernfalls muß mit dem Entstehen eines Lichtbogens gerechnet werden, der zu einer Explosion führen könnte.
• Aus der DE-PS 634 693 ist eine schlagwettersichere Steckdose bekannt, die mit einem Schalter integriert ist, der die Steckdosenbuchsen von der Spannungszu, führung trennt, bevor die Steckerstifte aus den Steckbuchsen herausgezogen oder in diese eingeführt werden können. Der beweglich aufgehängte Steckosensockel, an dem sich die Schaltkontakte befinden, ist jedoch zu aufwendig und ermöglicht auch kein schaltfunkenarmes Unterbrechen der Kontakte des Schalters.
• Eine aus der DE-PS 21 11 593 bekannte mehrpolige Kraftsteckvorrichtung arbeitet mit einem Schütz, dessen Steuerwicklung zwischen zwei Phasenleitungen liegt.
• Pilotkontakte im Steuerkreis sorgen dafür, daß das Schütz die Buchsen der Steckdose mit dem Netz verbindet oder von diesem trennt während die Steckerstifte mit den Steckbuchsen kontaktieren. Diese Lösung mag für mehrpolige Kraftsteckvorrichtungen zweckentsprechend sein, für eine zweipolige Schutzkontaktsteckdose ist es jedoch zu aufwendig mit einem Schütz zu arbeiten.
• Bekannt ist weiterhin eine Steckdose, die bei abgezogenem Stecker spannungslos ist und in deren Gehäuse ein Momentschalter eingebaut ist, dessen knopfartiges Betätigungsorgan durch eine Öffnung der Steckdosenabdeckung aus dieser herausragt. Ein in die Steckdose einzubringender Stecker erfaßt das Betätigungsglied mit seiner Stirnseite und bewirkt somit über den Schalter, daß der Stromkreis nur so lange geschlossen ist, wie der Stecker eingesteckt ist. Es handelt sich hierbei um eine Steckdose, die dem Kinderschutz dient, somit also nur bei abgezogenem Stecker potentialfrei sein muß. Für den Aufbau einer wasserfesten, exsicheren Steckdose vermag die bekannte Steckdose keine Hinweise zu geben.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schutzkontaktsteckdose der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die in nasser und explosionsgefährdeter Umgebung einsetzbar ist und sich durch einen einfachen Aufbau und eine zumindest teilweise Verwendung handelsüblicher Baugruppen auszeichnet.
• Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Fortbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen genannt.
• Da die Montageseite des Gehäuses schräg zu seiner Frontseite angeordnet ist, ergibt sich ein nach unten weisender Einstecktopf, der mit seinem oberen Rand den unteren Rand überragt und somit Staubeinfall verhindert, gleichzeitig aber auch das Abtropfen von Wasser erleichtert. Das Unterbrechen der Stromzuführung zu den Steckbuchsen wird durch einen handelsüblichen, schnell schaltenden Sprungschalter erreicht, der durch schnelles Schließen und Öffnen seiner Kontakte das Auftreten von Schaltfunken vermindert. Der Sprungschalter ist auf der Rückseite eines ebenfalls handelsüblichen Steckdosensockels montiert, wobei sein Betätigungsglied nicht unmittelbar, sondern über einen im Einstecktopf der Steckdose befestigten Stößel in Wirkverbindung mit der Stirnseite des Steckers tritt. Hierdurch wird vermieden, daß das Betätigungsglied des Sprungschalters an den Steckdosensockel bzw. dieser an das Betätigungsglied angepaßt werden muß. Statt dessen wird die bereits im Sockel vorhandende Zentralbohrung zum Einsetzen des Stößels ausgenutzt. Die Länge des Stößels und der zur Betätigung des Schalters erforderliche Weg des Betätigungselementes sind so aufeinander abgestimmt, daß der Schalter immer schon dann öffnet oder schließt, wenn sich die Steckerstifte noch tief innerhalb der Steckbuchsen befinden.
• Eine Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht einen besonders einfachen Zusammenbau des Steckdosensockels mit dem Schalter vor. Ein Winkelteil mit einem Längsträger, auf dem der Steckdosensockel montiert ist und mit einem um 90 Grad versetzten Querträger, unterhalb dem der Schalter befestigt ist, bildet aus den beiden handelsüblichen Baugruppen eine fertigungsgerechte Montageeinheit.
• Eine weitere Fortbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die so geschaffene Montageeinheit in das Gehäuseunterteil eingefügt werden kann, indem die beiden Enden des Längsträger auf im Gehäuseunterteil ausgebildete Konsolen aufgesetzt werden.
• Das Winkelteil besitzt in der Mitte ein Loch und ist an seinem Längsträger zu einer U-förmigen Brücke aufgebogen, die dem Betätigungselement des Schalters Platz bietet.
• Sieht man vom abgeschrägten Bereich der Montagefläche des Gehäuses und seinen abgerundeten Kanten ab, so besitzt das Gehäuseunterteil einen rechteckigen Querschnitt. Jeweils beidseitig neben den an gegenüberliegenden Seiten angeordneten Konsolen sind Schraubkanäle vorgesehen, die zum Festschrauben des Gehäuseoberteils auf dem Gehäuseunterteil dienen. Aufgrund der Fertigungstoleranzen ergibt sich zwischen dem Einsteck- topf und dem Steckdosensockel eine Trennfuge, die jedoch klein gehalten wird, um die Toleranzen für den Einschaltpunkt des Schalters gering zu halten.
• Der Stößel ist zweckmäßig zur Stirnseite des Steckers hin mit einem relativ breiten Kopf versehen, um eine sichere Betätigung zu gewährleisten. So wird der Stößel auch dann vom Stecker erfaßt, wenn dieser mit einem Schutzkontaktbügel versehen ist, der in einem Versenk zwischen den Steckerstiften liegt. Damit der tellerartige Kopf andererseits kein Hindernis für den Stecker bildet, ist am Boden des Einstecktopfes eine Ausnehmung vorgesehen, in die er eintauchen kann.
• Der im Einstecktopf befestigte Stößel kann durch den Steckdosensockel hindurchragen und unmittelbar, oder über eine zwischengefügte Spiralfeder, auf einen Druckknopf des Schalters wirken. Um die Montage des Gehäuseoberteiles auf dem Gehäuseunterteil zu erleichtern, kann es jedoch auch zweckmäßig sein, den Steckdosensockel mit einem eigenen Zwischenstößel zu versehen, da dann der im Einstecktopf befestigte Stößel nicht in den Steckdosensockel eingefädelt werden muß, sondern mit seinem Ende auf den Zwischenstößel trifft. Dieser kann dann wiederum unmittelbar oder über eine Spiralfeder die Wirkverbindung zum Druckknopf des Schalters herstellen. Das Ende des auf den Druckknopf des Schalters wirkenden Stößels ist zweckmäßigerweise geschlitzt, da hierdurch das Einschnappen des etwas verdickten Stößelendes hinter der jeweiligen Bohrung, in der der Stößel ruht, ermöglicht ist. Außerdem kann der Schlitz auch zur Aufnahme des Endes eines Spiralfeder dienen, die am Stößel aufgesetzt ist und mit ihrem anderen Ende am Druckknopf des Schalters anliegt.
• Für die Kombination des Stößels mit einer Spiralfeder ist von wesentlicher Bedeutung, daß die Spiralfeder so dimensioniert ist, daß dieser bei einem Anpreßdruck, der die Betätigung des Schalters auslöst, noch ein restlicher Federweg verbleibt. Durch den verbleibenden Federweg können Steckertoleranzen ausgeglichen werden, die zu einem unterschiedlich tiefen Eindrücken des Stößels im Einstecktopf führen. Durch die Feder wird auch mit solchen Steckern ein Einstecken des Schalters sichergestellt, deren Stirnseite nicht den Boden des Einstecktopfes erreicht. In den Einstecktopf tiefer eindringende Stecker führen lediglich zu einem weiteren Zusammenpressen der Feder, ohne daß dies weitere Auswirkungen hat.
• Um das Gehäuse wasserdicht zu machen, ist es von Vorteil, wenn der Einstecktopf über die Gehäuseebene hinausragt und an seiner Stirnseite mit einem nach außen vorstehenden Flansch versehen ist. Ein am Gehäuseoberteil angelenkter Deckel mit innenliegenden Verschlußzapfen, die in Nuten des Flansches eingreifen, bildet einen Bajonettverschluß.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden näher beschrieben und sind in den Zeichnungen dargestellt.
• Es zeigen: Figur 1: Den Gesamtaufbau der Steckdose mit Schalter von der Seite im Schnitt, Figur 2: einen Schnitt durch das Gehäuseoberteil entlang der Schnittlinie AB nach Fig. 4, Figur 3: das Gehäuseoberteil von der Seite, Figur 4: das Gehäuseoberteil von oben, Figur 5: die gesamte Steckdose von der Seite, Figur 6: die gesamte Steckdose von oben, Figur 7: das Gehäuseunterteil mit Blick in den Innenraum, Figur 8: das Gehäuseunterteil von der Seite im Schnitt entlang der Schnittlinie CD, Figur 9: das Winkelteil von oben, Figur 10: das Winkelteil von der Seite im Schnitt entlang der Schnittlinie EF in Fig. 9 Figur 11: die Feder von der Seite, Figur 12: die Feder von oben, Figur 13: der Zwischenstößel von oben, Figur 14: der Zwischenstößel von der Seite.
• Wie Figur 1 zeigt, besteht das Gehäuse der Steckdose aus einem Gehäuseunterteil 14 und einem Gehäuseoberteil 16.
• Im Gehäuseunterteil 14 liegt eine aus einem Schalter 1 und einem Steckdosensockel 4 über Winkellaschen 33 gebildete Montageeinheit. Schalter 1 und Steckdosen- sockel 4 sind durch die Winkellaschen 33 auf Abstand gehalten, so daß ein zum Schalter 1 gehöriges Betätigungsglied 5 mit seinem Druckknopf 23 im Zwischenraum Platz findet.
• Im Gehäuseoberteil 16 ist ein Einstecktopf 3 ausgebildet, in'dessen Mitte sich eine Bohrung befindet, die ein Stößel 2 durchdringt, der durch einen Sprengring 40 gehalten ist und weiter durch eine Bohrung 26 im Steckdosensockel 4 hindurchgeführt ist und mit seinem Ende an dem Druckknopf 23 des Betätigungsgliedes 5 anliegt. Das andere, innerhalb des Einstecktopfes 3 gelegene Ende des Stößels 2 ist mit einem tellerartigen Kopf 20 versehen, der von der Stirnseite 9 eines Steckers 6 erfaßt und in die Steckdose hineingedrückt wird. Eine Ausnehmung 21 dient zur Aufnahme des am Stößel 2 ausgebildeten Kopfes 20, sobald die Stirnseite 9 des Steckers 6 bis zum Boden des Einstecktopfes 3 vordringt. Berühren zum Stecker 6 gehörige Steckerstifte 7 die im Sockel 4 liegenden Steckbuchsen 19, so beginnt der Kontaktweg der Steckerstifte 7, der erst endet, wenn der Stecker 6 nicht mehr tiefer in die Steckdose eindringen kann. Hieraus ergibt sich der Kontaktweg 8, innerhalb dessen Hälfte 18 sich das Öffnen bzw. Schließen des Schalters 1 vollzieht.
• Auf den Einstecktopf 3 ist ein Deckel 29 mit Hilfe eines Bajonettverschlusses aufgeschraubt. Hierzu ist der äußere Rand des Einstecktopfes 3 mit einem Flansch 27 versehen, der, wie die Figuren 3 und 4 zeigen, Nuten 28 besitzt. In diese können auf der Innenseite des Deckels 29 ausgebildete Nocken 42 eingreifen und an dem sich in Drehrichtung des Deckels verdickenden Flansch 27 festkrallen. Zum hermetischen Abdichten gegenüber Wasser ist zwischen dem Deckel 29 und dem Einstecktopf 3 eine Deckeldichtung 36 eingefügt. Eine weitere Dichtung 37 liegt zwischen dem Gehäuseoberteil 16 und dem Gehäuseunterteil 14.
• In Figur 5 und 6 ist gut zu erkennen, daß das Gehäuseunterteil 14 nicht senkrecht auf seiner Auflagefläche, sondern schräg im Winkel von 60 Grad zu dieser sich erhebt. Am Oberteil 16 ist über ein Gelenk 35 der Deckel 29 befestigt. Auf dem Deckel 29 ist die Drehrichtung zum Öffnen und Schließen des Deckels markiert.
• Die in den Figuren 7 bis 14 dargestellten Einzelteile unterscheiden sich zum Teil durch konstruktive Details von der in Figur 1 dargestellten Steckdose. Im übrigen wurde für die Zeichnungen kein einheitlicher Maßstab verwendet, sondern dieser so gewählt, daß auch kleine Teile noch darstellbar sind. Die Figuren 7 und 8 zeigen den Innenaufbau eines Gehäuseunterteils 14 mit Konsolen 13a,13b und Schraubsäulen 15a bis 15d. Außerdem wird der obere Kabelauslaß 38 und der untere Kabelauslaß 39 sichtbar.
• Bei dem beschriebenen Gehäuseunterteil 14 ruht auf den Konsolen 13 das in den Figuren 9 und 10 dargestellte Winkelteil 10 mit den Enden seines Längsträgers 11. Auf dem Längsträger 11 ist der Sockel 4 befestigt, während rechtwinklig hierzu angeordnet ein Querträger liegt, der den auf seiner Unterseite befestigten Schalter 1 trägt.
• Längsträger 11 und Querträger 12 sind nicht nur horizontal um 90 Grad sondern auch vertikal gegenseitig versetzt. Hierzu bildet der Längsträger 11 in seiner Mitte eine U-förmige Brücke 32, die dem Betätigungsglied 5 des Schalters 1 Platz bietet.
• Während der in Figur 1 dargestellte Stößel 2, der im Einstecktopf befestigt ist, auch den Steckdosensockel durchdringt, dient der in den Figuren 13 und 14 dargestellte Stößel 24 als Zwischenstößel, der nur dem Steckdosensockel 4 zugeordnet ist. In diesem Fall wird der im Einstecktopf 4 befestige Stößel 2 von der Stirnseite 9 des Steckers 6 betätigt und gi.bt seine Schubkraft an den Zwischenstößel 24 weiter, der seinerseits auf den Druckknopf 23 des zum Schalter 1 gehörigen Betätigungsgliedes 5 drückt. Eine solche Konstruktion erleichtert die Montage der Teile, da ein Durchstecken des Stößels 2 durch den Steckdosensockel 4 entfällt.
• Eine weitere Verbesserung wird mit Hilfe einer zwischen den Stößel 24 und den Druckknopf 23 eingefügten Feder 34 erreicht. Die Feder 22 ist so ausgebildet, daß ihr Ende 34 in einen am Stößel 24 ausgebildeten Schlitz 25 eingesteckt und so gehalten werden kann. Der Schlitz 25 ermöglicht außerdem in Verbindung mit einem am Ende des Stößels 24 vorgesehen Wulst 42 ein Verrasten des Stößels nach seinem Einstecken in den Steckdosensockel 4.
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Claims (11)

1. Ansprüche 1. Zweipolige Schutzkontaktsteckdose zum potentialfreien Schließen und Öffnen der Steckverbindung durch einen im Leitungsweg vor den stromführenden Buchsen liegenden Schalter, den ein in Steckdosenmitte angeordnetes Befestigungselement beim Einstecken eines Steckers in die Steckdose schließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckdose wasserdicht und ex-geschützt ist und einen bei Wandmontage schräg nach unten weisenden Einstecktopf (3) besitzt und auf der Rückseite eines im wesentlichen handelsüblichen Steckdosensockels (4) ein handelsüblicher, schnell schaltender Sprungschalter (1) montiert ist, dessen Betätigungselement (5) über einen Stößel (2) im Einstecktopf (3) und ggf. weitere Zwischenglieder mit der Stirnseite (9) des Steckers (6) so in Verbindung steht, daß der Schalter (1) beim Stecken und Ziehen des Steckers (6) in jener Hälfte (18) des von den Steckerstiften (7) zurückzulegenden Kontaktweges (8) schaltet, die kein zur Öffnung der Steckverbindung führendes Ende besitzt.
2. 2. Schutzkontaktsteckdose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckdosensockel (4) durch ein Winkelteil (10) mit dem Schalter (1) verbunden ist, wobei der Steckdosensockel (4) von einem Längsträger (11) und der Schalter (1) von einem rechtwinklig dazu angeordneten Querträger (12) gehalten ist.
3. 3. Schutzkontaktsteckdose nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsträger (11) mit seinen beiden Enden auf zwei im Gehäuseunterteil (14) der Steckdose angeordneten Konsolen (13) aufliegt und die Konsolen (13) an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Gehäuseunterteils (14) angeordnet sind.
4. 4. Schutzkontaktsteckdose nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Schalter-Betätigungselementes (5) in der Mitte des Winkelteils (10) ein Loch (31) vorgesehen ist und der Längsträger (11) eine U-förmige Brücke (32) über dem Druckknopf (23) bildet.
5. 5. Schutzkontaktsteckdose nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseunterteil (14) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzt und beidseitig neben den beiden Konsolen (3) Schraubsäulen (15) vorgesehen sind, die zum Festschrauben des den Einstecktopf (3) aufnehmenden Gehäuseoberteils (16) auf dem Gehäuseunterteil (14) dienen und die Trennfuge (17) zwischen dem Einstecktopf (3) und dem Steckdosensockel (4) klein gehalten ist.
6. 6. Schutzkontaktsteckdose nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den beiden Steckbuchsen (19) im Einstecktopf (13) angeordnete Stößel (2) einen tellerartigen Kopf (20) besitzt, der bei eingestecktem Stecker (6) in einer Ausnehmung (21) im Boden des Einstecktopfes (3) Platz findet.
7. 7. Schutzkontaktsteckdose nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (2) durch den Steckdosensockel (4) hindurchragt und unmittelbar oder über eine Spiralfeder (22) auf einen Druckknopf (23) des Schalters (1) trifft.
8. 8. Schutzkontaktsteckdose nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckdosensockel (4) einen eigenen Zwischenstößel (24) besitzt, der den Stößel (2) des Einstecktopfes (3) mit dem Druckknopf (23) des Schalters (1) unmittelbar oder über eine Spiralfeder (22) in Wirkverbindung bringt.
9. 9. Schutzkontaktsteckdose nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des auf den Druckknopf (23) des Schalters (1) wirkenden Stößels (24 oder 2) geschlitzt ist, wobei der Schlitz (25) sowohl ein Einschnappen des verdickten Stößelendes hinter einer Bohrung (26) im Steckdosensockel (4) erlaubt, als auch zur Aufnahme eines Endes (34) einer Spiralfeder (22) dient, über die der Stößel (24 oder 2) am Druckknopf (23) des Schalters (1) anliegt.
10. 10. Schutzkontaktsteckdose nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder (22) so dimensioniert ist, daß diese bei einem Anpreßdruck, bei dem ihr noch ein restlicher Federweg verbleibt, das Betätigungselement (5) des Schalters (1) durchdrückt und den Schalter (1) einschaltet.
11. 11. Schutzkontaktsteckdose nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstecktopf (3) über die Gehäuseebene hinausragt und an seiner Stirnseite mit einem nach außen vorstehenden Flansch (27), in dem sich zwei Nuten (28) befinden und einem am Gehäuseoberteil (16) angelenkten Deckel (29) mit innenliegenden in die Nuten (28) passenden Verschlußzapfen (30) einen Bajonettverschluß bildet.