DE3537944A1 - Mehrpolige, loesbare steckverbindung zum uebertragen von elektrischen stroemen, vorzugsweise zur verwendung an kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrpolige, lösbare Steckverbindung zum übertragen von elektrischen Strömen, vorzugsweise zur Verwendung an Kraftfahrzeugen gemäss dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

In der Patentanmeldung P 34 28 922.4 wurde bereits eine solche lösbare Steckverbindung und deren Nachteile beschrieben, sowie die Erfindung zu Behebung der speziell für diese Ausführung geltenden Nachteile ausführlich offengelegt. Bei den Steckverbindungen der vorgenannten Anmeldung handelt es sich um solche, die nach den geltenden Normen nur für Fahrzeuge mit 6 bzw. 12 Volt Spannung ausgelegt sind. Diese sind üblicherweise an PKW und kleineren LKW vorzufinden.

Grössere LKW, insbesondere für den Trailerverkehr ausgelegte Fahrzeuge werden jedoch mit 24 Volt Stromspannung betrieben, die zwar auch mit einer 7poligen Steckverbindung versehen sind, jedoch in ihrem Aufbau verschieden von der 6 bzw. 12 Volt-Ausführung sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf lösbare Steckverbindungen für Anlagen mit 24 Volt.

Gegenüber einer Steckdose für 6 bzw. 12 Volt - die einem festen Kontakteinsatz mit Stiften und Hülsen hat - weist die 24 Volt-Ausführung in der Steckdose sieben freistehende Kontaktstifte auf, von denen einer zwecks Verdrehsicherung gegenüber den restlichen Stiften im Durchmesser dicker ist. Dementsprechend hat der Stecker der 24 Volt-Ausführung vorn eine feste Abschlusswand, in die sieben Kontakthülsen spiegelbildlich zur Steckdose eingelassen sind, während im Stecker der 6 bzw. 12 Volt Ausführung im Stecker die entsprechenden Kontakte spiegelbildlich zur Steckdose als Stifte und Hülsen frei hervorstehen.

Eine weitere Besonderheit der 24 Volt Anlage besteht darin, dass sich sowohl am Motorwagen als auch am Trailer jeweils eine Steckdose befindet, die bei Bedarf durch ein Kabel mit je einem Stecker an den Enden verbunden wird.

Auch für Fahrzeuge mit 24 Volt Ausrüstung gilt selbstverständlich die Notwendigkeit zusätzlicher Verbindungen zwischen Zugfahrzeug und Anhänger. Dies wird z. Zt. dadurch gelöst, dass eine besondere zweite Steckdose installiert wird, die sich zur ersten Steckdose durch technische und konstruktive Merkmale unterscheidet um eine Verwechslung zu vermeiden. Diese Steckverbindungen sind bekannt unter den Bezeichnungen "24 N" für die standardmässige, und "24 S" für die zusätzliche Steckverbindung.

Die Nachteile dieser herkömmlichen Ausführung sind ebenfalls die unwirtschaftliche Installation, die Bedienungsunfreundlichkeit und die erhöhten Kosten bei Verwendung von zwei getrennten Steckdosen. Ausserdem sind zwei getrennte Verbindungskabel mit je zwei verschiedenen Steckverbindungen erforderlich.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, Stecker und Steckdose für 24- Volt-Anlagen ebenfalls so auszubilden, dass sie zu den bisher vorhandenen 7 Polen weitere zusätzliche Pole aufweisen, aber mit den herkömmlichen Steckverbindungen problemlos kompatibel sind. Sie soll allerdings günstiger in der Herstellung und Handhabung sein als herkömmliche getrennte Steckverbindungen.

Die Erfindung und Lösung der gestellten Aufgabe wird in der nachfolgenden Beschreibung und anhand der Zeichnungen verdeutlicht. Dabei zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemässe Steckdose, Fig. 2 einen erfindungsgemässen Stecker in Arbeitsstellung für herkömmliche Steckdosen, Fig. 3 einen erfindungsgemässen Stecker in Arbeitsstellung für erfindungsgemässe Steckdosen, Fig. 4 eine weitere Ausgestaltungsform einer erfindungsgemässen Steckdose und Fig. 5 eine weitere Ausbildungsform eines erfindungsgemässen Steckers.

In die Innenseite (13) der Dosenwand (3) der Steckdose (1) parallel zu den vorhandenen Steckkontakten (a) sind ein oder mehrere weitere Kontakte (4) so angeordnet, dass sie mit der Kontur der Innenseite (13) abschliessen oder nach aussen zurückgesetzt sind. In Fig. 1 und Fig. 5 der beigefügten Zeichnungen sind die Kontakte (4) nach aussen zurückgesetzt angeordnet, was auch einer bevorzugten Ausbildungsform entspricht. Dadurch wird erreicht, dass herkömmliche Stecker problemlos in die erfindungsgemässe Steckdose (1) passen, ohne mit den zusätzlichen Kontakten (4) in Berührung zu kommen. Somit ist sichergestellt, dass ein herkömmlicher Stecker zur erfindungsgemässen Steckdose (1) mit mehr als 7 Polen kompatibel ist.

Ein entsprechender Stecker (2) hingegen weist auf seiner Aussenseite (6) in spiegelbildlicher Anordnung und zweckmässiger Ausführung entsprechende Kontakte (5) auf, die mit den zusätzlichen Kontakten (4) der Steckdose zusammenwirken und den Strom übertragen können. Es ist somit eine funktionsfähige mehr als 7polige Steckverbindung hergestellt.

Ein Nachteil dieser erfindungsgemässen Steckverbindung ist jedoch, dass die zusätzlichen Kontakte (5) des erfindungsgemässen Steckers (2) - wenn sie spiegelbildlich zur Steckdose (1) ausgebildet sind - frei und erhaben auf der Aussenseite (6) des Steckers (2) liegen und somit nicht der elektrischen Sicherheit entsprechen. Wenn ein erfindungsgemässer Stecker (2) in eine herkömmliche Steckdose gesteckt wird, so zeigt dies keinerlei Auswirkungen, da die herkömmliche Steckdose ja keine zusätzlichen stromführenden Kontakte aufweist, und somit die zusätzlichen Kontakte (5) des Steckers neutral in der Dose (3) aufgenommen sind. Der am gegenüberliegenden Ende des Kabels befindliche Stecker ist - wenn es sich um einen erfindungsgemässen Stecker handelt, an seinen zusätzlichen Kontakten dann ebenfalls stromlos. Wird jedoch umgekehrt ein erfindungsgemässer Stecker (2) in eine stromführende erfindungsgemässe Steckdose (1) angeschlossen, so sind die stromführenden zusätzlichen Kontakte (5) des am anderen Ende des Verbindungskabels befindlichen erfindungsgemässen Steckers (2) nicht isoliert und er kann deshalb nicht in eine herkömmliche Steckdose aus Metall gesteckt werden ohne einen Kurzschluss hervorzurufen, und entspricht somit nicht den Sicherheitsanforderungen.

Dies lässt sich beheben, wenn die zusätzlichen Kontakte (5) ebenfalls von der Aussenseite des Steckers (2) zurückgesetzt ausgebildet sind. Diese Anordnung hat ausserdem den Vorteil, dass ein stromführender erfindungsgemässer Stecker (2) problemlos in eine herkömmliche Steckdose gesteckt werden kann, ohne einen Kurzschluss zu erzeugen.

Um nun eine Brücke zwischen dem zurückgesetzten Kontakt (4) der Steckdose (1) und dem zurückgesetzten Kontakt (5) des Steckers (2) herstellen zu können, ist dann ein weiteres Bindeglied notwendig. Ein erfindungsgemässes Lösungsbeispiel wäre, entsprechend dimensionierte Kontaktstücke (14) in entsprechender Art und Menge und in geeigneter Ausführung so anzubringen, dass sie durch geeignete Mittel, - z. B. durch einen Kunststoffring (7) miteinander verbunden sind. Der Ring (7) mit den Kontaktstücken (14) - im folgenden Kontaktring (7) genannt - ist in seiner Längsrichtung beweglich auf dem Stecker (2) angebracht, wobei die Kontaktstücke (14) in der Nut gleiten, die durch das zurückversetzen desselben zur Aussenseite (6) entsteht. Zwischen den Kontaktstücken (14) befindet sich im Kunststoffring (7) eine oder mehrere federnde Zungen (8), die aus dem Ring durch Längsschlitze (15) und (15 a) erzeugt werden. Diese federnden Zungen (8) sind an ihrer Vorderseite jeweils nach oben und unten mit einer Erhöhung (9) und (10) versehen, wobei die obere Erhöhung (9) als Griffstück zum bewegen des Ringes (7) in seine Längsrichtung dient, während die untere Erhöhung (10) als Raste gegen unbeabsichtigtes zurückschieben vor die Vorderkante (16) des Steckers greift.

Vom rückwärtigen Ende (17) des Steckers (2) her ist eine Hülse (11) vorgesehen, die den Kontaktring (7) in seiner hinteren Stellung zweckmässigerweise umschliesst, vollständig aufnimmt und nach aussen isoliert.

Wird nun ein erfindungsgemässer Stecker (2) in eine herkömmliche Steckdose eingeführt, so ist es möglich den Kontaktring (7) in seine rückwärtige Stellung (Fig. 2) zu verbringen, wo er neutral untergebracht ist. Da die Kontakte (5) des Steckers und die Kontakte (4) der Steckdose zurückgesetzt angeordnet sind, entsteht dann keine Stromübertragung. Soll der Stecker (2) in eine erfindungsgemässe Steckdose (1) eingeführt werden, so wird der Kontaktring (7) in seine vordere Stellung verbracht wo er mit der Erhebung (10) vor der Vorderkante (16) einrastet und als Vermittler zwischen Kontakt ( ) der Steckdose und Kontakt ( ) des Steckers funktioniert.

Eine weitere Ausbildungsform der erfindungsgemässen Steckverbindung wird anhand der Fig. 4 und 5 erläutert. In dieser weiteren Ausgestaltungsform wird Steckdose (1) und Stecker (2) so konstruiert, dass beide mit den herkömmlichen Steckverbindungen beliebig kompatibel sind, ohne aber zusätzliche bewegliche Bindeglieder wie den vorbeschriebenen Kontaktring (7) zu benötigen.

Dazu wird zunächst die Dosenwand (3) um ein ausreichendes Mass - vorzugsweise ²/₃-¹/₁ der Länge der vorhandenen Kontaktstifte - verlängert, sodass sie um das enstprechende Mass zusätzlich über die vorhandenen Kontaktstifte (a) hinaussteht. Auf der Innenseite der Dosenwand (3) werden nun die zusätzlichen Kontakte (4) wie vorbeschrieben nach aussen versenkt angebracht, jedoch über die Länge der vorhandenen Kontaktstifte (a) hinaus bis kurz vor das Ende der Dosenwand (3). Durch die nach aussen versenkte Anordnung der zusätzlichen Kontakte (4) ist ebenfalls gewährleistet, dass herkömmliche Stecker problemlos mit den vorhandenen Kontaktstiften verbunden werden können, ohne mit den zusätzlichen Kontakten (4) auf der Dosenwand (3) in Berührung zu kommen. Bedingt durch die Konstruktion der herkömmlichen Stecker wirkt sich die Verlängerung der Dosenwand (3) auch nicht negativ auf die Verwendung von diesen herkömmlichen Steckern aus.

Der erfindungsgemässe Stecker (2) hingegen erhält ebenfalls auf seiner Aussenseite (6) zusätzliche Kontakte (5) spiegelbildlich zur Steckdose, allerdings sind die Kontakte (5) um die entsprechende Länge von der Vorderkante (16) zurückverlegt, um die die Dosenwand (3) verlängert ist. Dadurch ist gewährleistet, dass eine elektrische Stromübertragung zwischen den zusätzlichen Kontakten von Stecker und Steckdose nur dann erfolgt, wenn es sich in beiden Fällen um die erfindungsgemässe Ausbildungsform handelt. Falls ein erfindungsgemässer, stromführender Stecker (2) in eine Steckdose herkömmlicher Art gesteckt wird, kann keine Stromübertragung erfolgen, weil einerseits die entsprechenden zusätzlichen Kontakte (5) in der Längsrichtung des Steckers zurückversetzt sind und andererseits die Dosenwand (3) einer herkömmlichen Steckdose kürzer ist und nicht an die zusätzlichen Kontakte (5) des erfindungsgemässen Steckers heranreicht und somit die Kontakte (5) mit der Dosenwand (3) der herkömmlichen Steckdose keine Berührung haben können.

Um die zusätzlichen Kontakte (5) des Steckers (2) nach aussen hin zu isolieren, wird um sie herum mit entsprechendem Abstand eine Schutzhülse (18) angeordnet, deren innerer Durchmesser grösser ist als der Aussendurchmesser der Dosenwand (3) der Steckdose. Dabei kann - in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in der Nähe der Vorderkante (19) innerhalb oder ausserhalb der Schutzhülse (18) ein umlaufendes Dichtelement angebracht sein. Die Schutzhülse (18) schiebt sich im eingesteckten Zustand über die Dosenwand (3) der Steckdose (1) und dient einerseits der erhöhten Festigkeit und andererseits der zuverlässigen Abdichtung, da die beiden ineinandergesteckten Schutzhülsen ähnlich einer Labyrinthdichtung wirken.

Claims (13)

1.) Mehrpolige, lösbare Steckverbindung zum übertragen von elektrischen Strömen, vorzugsweise zur Verwendung an Kraftfahrzeugen mit einem Stecker und einer Steckdose die zusammenwirkende Stifte (a) in der Steckdose (1) und Buchsen (b) im Stecker (2) aufweisen wobei die Dosenwand (3) den Stecker (2) übergreift, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere weitere Kontaktpole (4) auf der Innenseite der Dosenwand (3) und ein oder mehrere weitere Kontaktpole (5) auf der Aussenwand (6) des Steckers (2) angeordnet sind.

2.) Mehrfachsteckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktpole (4) und (5) jeweils von der Oberfläche zurück versetzt angeordnet sind.

3.) Mehrfachsteckverbindung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zurück versetzten Kontakte (4) und (5) mittels einer geeigneten Vorrichtung, z. B. eines Kontaktringes (7) miteinander verbunden werden.

4.) Mehrfachsteckverbindung nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (7) beweglich, aber unverlierbar am Stecker (2) befestigt ist.

5.) Mehrfachsteckverbindung nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (2) eine Hülse (11) aufweist, die geeignet ist, den Kontaktring (7) aufzunehmen.

6.) Mehrfachsteckverbindung nach Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (7) mit einer oder mehreren federnden Zungen (8) ausgestattet ist an denen geeignete Erhöhungen (9) und (10) angebracht sind um einerseits mit der Erhöhung (9) den Kontaktring (7) bewegen zu können und andererseits mit der Erhöhung (10) diesen in vorderer Stellung fixieren zu können.

7.) Mehrfachsteckverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosenwand (3) nach vorn gegenüber den herkömmlichen Kontaktstiften (a) verlängert ist und über diese um das verlängerte Mass zusätzlich hinaussteht, wobei die zusätzlichen ein oder mehrere Kontakte (4) ebenfalls der Verlängerung proportional angepasst und zweckmässig angeordnet sind.

8.) Mehrfachsteckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Aussenseite (6) des Steckers (2) spiegelbildlich zur Steckdose (1) weitere Kontaktpole (5) angebracht sind, die jedoch proportional zur Verlängerung der Dosenwand (3) in Längserstreckung des Steckers (2) zurück entgegengesetzt zur Vorderkante (16) angeordnet sind wobei sie so dimensioniert sind, dass sie mit den verlängerten Kontakten (4) der Steckdose (1) nach Anspruch 7 im eingesteckten Zustand genügend überlappen um eine ausreichende Funktionssicherheit zu gewährleisten.

9.) Mehrfachsteckverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Kontakte (5) federnd in Durchbrüchen gelagert sind.

10.) Mehrfachsteckverbindung nach Ansprüchen 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (5) des Steckers (2) von einer Schutzhülse (18) abgedeckt werden.

11.) Mehrfachsteckverbindung nach Ansprüchen 7-10, dadurch gekennzeichnet dass die Schutzhülse (18) mit ihrem Innendurchmesser grösser ist als der Aussendurchmesser der Dosenwand (3).

12.) Mehrfachsteckverbindung nach Ansprüchen 7-11, dadurch gekennzeichnet, dass an bzw. innerhalb der Schutzhülse (18) ein Dichtungselement (12) angebracht ist, welches zur Abdichtung der Steckverbindung untereinander geeignet ist.

13.) Mehrfachsteckverbindung nach Ansprüchen 7-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Schutzhülse (18) so bemessen ist, dass die Kontakte (5) abgedeckt sind und Schutzhülse (18) beim Einstecken des erfindungsgemässen Steckers (2) in eine herkömmliche Steckdose deren Dosenwand (3) noch so weit wie möglich bzw. nötig übergreift ohne aber den Stecker (2) am vollständigen Eindringen in die Steckdose (1) zu hindern.