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Elektrische Steckerverbindung Die ;rtindun- lrezielit sich auf Steckerverl>indungen,
und zwar sowohl auf einen Stecker mit einem einzelnen Steckerstift, der in eine
passende Buchse zur Herstellung einer elektrischen Verbindung eingeführt «-erden
kann, als auch auf Stecker mit zwei oder mehr Stiften oder Kontaktelementen, die
zurZusammenarbeit mitentspreeh:nden Kontakten in einer Steckdose geeignet sind.
Die Gefahr, daß Steckerverbind'ungen normaler Ausführung unbeabsichtigt getrennt
werden können, sobald ein Zug zufälligerweise auf die elektrischen Leitungen oder
die Schnur, an der der Stecker befestigt ist, ausgeübt wird, ist bereits erkannt
worden. Es wurden bereits Vorschläge gemacht, die diesen Nachteil beheben. Diese
benötigen aber gesondert zu betätigende mechanische Verbindungsglieder, wie z. B.
verschraubte Gehäuseteile oder Arretierungen, um den Stecker mit der Buchse zu verriegeln.
Infolgedessen erfordert die Entfernung des Steckers aus der Buchse die vorherige
Lösung der Verriegelungsmittel, wobei der Stecker aus der Buchse herausgezogen werden
kann.
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:,ufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von Steckerverbindungen,
die mit Sicherheit in ihrer Lage gegen zufällige Lösung auf (rund von Schwingungen
festgehalten werden und ])ei denen ein sicherer elektrischer Kontakt erzielt wird.
Naturgemäß wird mit den erfindungsgemäßen Verbindungen auch verhindert, daß der
Stecker aus der Buchse durch möglichen zufälligen Zug auf die Schnur oder Leitung
gelöst wird.
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Die erfindungsgemäßen Steckerverbindungen
unterscheiden
sich sowohl in ihrem Aufbau als auch in ihrer Wirkungsweise von den früheren Vorschlägen
insofern, als sie keine besonderen getrennt zu betätigenden Verriegelungsvorrichtungen
benötigen und daß die Einführung des Steckers in die Buchse selbsttätig die Verriegelung
bewirkt und gleichzeitig einen sicheren elektrischen Kontakt unter Federwirkung
erzeugt, wobei das Herausziehen des Steckers aus der Buchse selbsttätig die Lösung
der Verriegelung bewirkt. In weitestem Sinne besteht die Erfindung aus einer elektrischen
Steckerverbindung, bei der die Verriegelung und die leitende Verbindung des Steckers
mit der Buchse mit Hilfe einer Klemmstange erfolgt, die an ihrem Ende einen Klemmkopf
trägt, der bei eingeführtem Stecker sich entgegen der Wirkung einer Feder durch
eine Öffnung in einer Platte oder Scheibe innerhalb der Buchse erstreckt und dementsprechend
unterhalb der Platte oder Scheibe durch die Federrückwirkung verriegelt wird.
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Im einzelnen besteht die Erfindung aus einer elektrischen Steckerverbindung,
bei der die verriegelte Leitungsverbindung des Steckers mit der Buchse mit Hilfe
einer Klemmstange erfolgt, die an einem Gehäuseteil oder einer Isolierkappe befestigt
ist, die eine teleskopische Bewegung gegenüber einem zweiten Gehäuseteil oder einer
Hülse entgegen einer Federwirkung ausführen kann. Die Klemmstange besitzt dabei
an ihrem Ende einen Klemmkopf, der bei eingeführtem Stecker durch die teleskopische
Bewegung der Klemmstange im Verhältnis zu dem zweiten Gehäuseteil oder der hülse
durch eine Öffnung in einer Platte oder Scheibe in der Buchse hindurchgeführt wird
und darauf selbsttätig unterhalb der Platte oder Scheibe durch die Federrückwirkung
verriegelt wird. Der Stecker ist hierbei aus der Buchse durch einen Zug auf das
Steckergehäuse oder die Hülse leerausziehbar. Zur Verdeutlichung der Erfindung seien
verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Steckerverbindungen an Hand
der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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In der Zeichnung ist Fig. i ein Schnitt durch einen Endstecker mit
einem einzelnen Steckerstift, der in die zugehörige Buchse eingeführt ist; Fig.2
zeigt teilweise im Schnitt eine Ansicht einer etwas abgewandelten Steckerkonstruktion
und erläutert, wie eine Anzahl von elektrischen Leitungen mit dem Stromkreis verbunden
werden können; Fig.3 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer Steckerverbindung
mit zwei Steckerstiften und _lnschliissen für Verzweigungsleitungen; Fig. d ist
ein Grundriß der in Fig. 3 dargestellten Steckerbuchse; Fig. 5 ist eine teilweise
geschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und Fig. 6 der
zugehörige Grundriß; Fig. 7 zeigt in Aufriß und Grundriß eine wichtige Einzelheit
des in Fig. 5 dargestellten Steckers; Fig.8 zeigt eine abgewandelte Einzelheit einer
Buchse, mit der jede Möglichkeit eines Schlages ausgeschaltet wird; Fig.9 und io
zeigen im Schnitt weitere abgeänderte Ausführungsformen der Verbindung.
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In den Zeichnungen und insbesondere in Fig. i bezeichnet die Ziffer
i ein Gehäuseteil bzw. eine Isolierkappe, durch deren Buchse 2 eine isolierte elektrische
Leitung 3 hindurchgeführt ist. Die Seele ,I dieses Leiters ist mit der leitenden
Kappe 5, die innerhalb der Isolierkappe i angeordnet ist, durch Löten oder auf andere
Weise elektrisch verbunden.
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Ein zweiter Gehäuseteil, beispielsweise eine Hülse 6 aus Isoliermaterial,
die an ihrem unteren Ende durch eine Metallbuchse 7 abgeschlossen ist, ist innerhalb
der leitenden Kappe 5 teleskopartig gleitend angeordnet. Eine Klemmstange 8, die
im vorliegenden Falle gleichzeitig einen elektrischen Leiter bildet, ist an einem
Ende abgebogen und bildet so einen Klemmkopf 8a und ist am anderen Ende mit der
Oberseite der leitenden Kappe 5 verschweißt. Um die Klemmstange 8 ist eine Druckfeder
9 angeordnet, welche die teleskopischen Gehäuseteile i mit der Kappe 5 und 6 auseinanderzudrücken
bestrebt ist. Diese Feder ist mit einem Keilansatz 9a versehen. Der Querschnitt
der Klemmstange 8 ist ein Teil eines Kreises und kann zweckmäßigerweise halbkreisförmig
sein, wobei der Querschnitt des Keilansatzes 9a diesen zu einem vollen Kreis ergänzt.
Dementsprechend füllen beide Teile die Bohrung in der Metallbuchse 7, durch die
sie hindurchtreten, voll aus. Sind die beiden Querschnitte der Klemmstange und des
keilförmigen Ansatzstückes halbkreisförmig, so liegen sie mit ihren ebenen Flächen
aneinander und sind gegeneinander in Längsrichtung verschieblich. Die Buchse io
besteht aus Isoliermaterial mit einer metallisch leitenden Scheibe i i, an der die
elektrische Leitung 13 angelötet oder in anderer Weise verbunden ist.
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Um die Steckerverbindung herzustellen, werden die teleskopartigen
Gehäuseteile i mit der leitenden Kappe 5 und 6 zusammengeschoben, so daß die Feder
9 zusammengedrückt ist und der Klemmkopf 8a sich über den Keilansatz 9a hinaus erstreckt.
Dies kann z.13. durch gegeneinandergerichteten Druck auf die Kappe i und die vorstehenden
Teile 14 geschehen.
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In der Praxis wird dies im allgemeinen so erfolgen, daß der Druck
auf die Kappe i ausgeübt wird, während die Kleininstaiige 8a sich am Eingang zur
Bohrung in der Leiterscheibe i i befindet. Der Klemmkopf kann dann durch die Bohrung
in der leitenden Scheibe i i der Buchse hindurchgeführt werden, und wenn dann die
Feder 9 sich wieder ausdehnen kann, werden sich die teleskopartigen Teile i, 5 und
6 auseinanderschieben, wobei der Keilansatz 9a der Feder nach aufwärts folgt und
in die Bohrung in der leitenden Scheibe ii eintritt und sie vollständig. ausfüllt.
Dadurch wird der Klemmkopf 8a durch die Federwirkung fest gegen die Unterseite der
Leiterscheibe i i gehalten,
die so zwischen den Klemmkopf 8a und
der metallischen Leiterbuchse 7 des Steckers eingespannt ist. Hierdurch wird die
elektrische Verbindung sowohl durch den Kontakt der Klemmstange 8 und des Ansatzes
9,1 an deren Umfang und durch volle Berührung der Leiterbuchse 7 mit der
Scheibe i i hergestellt.
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Wenn die leitende Scheibe i i in der Buchse io fest angeordnet ist,
ist Vorsorge zu treffen, daß zwischen der Hülse 6 und der Buchse io ein genügendes
Spiel besteht, um eine geringe seitliche Bewegung während der Einführung des Steckers
zu ermöglichen.
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Fig. 2 zeigt im wesentlichen die gleiche Anordnung, wobei jedoch die
Kappe 5 mit einem Metallkolben 5a zur Vorspannung der Feder ausgerüstet ist und
ein Stift 6a am Gehäuse vorgesehen ist, der mit einem Bajonettschlitz ja in der
Kante des Isoliergeli'iuseteils oder der Kappe i zusammenwirken kann. Wenn also
die teleskopartigen Gehäuseteile so weit zusammengeschoben sind, daß der Klemmkopf
vorsteht, um in die Buchse eingeschoben zu werden, so können die Teile durch eine
leichte Drehbewegung des Gehäuseteils oder der Kappe i zusammengehalten werden,
wobei der Stift 6a in den Schlitz ja eingreift. Nach dem Einstecken des Steckers
in die Buchse löst die umgekehrte Bewegung des Gehäuseteils oder der Kappe i die
Teile und gibt die Feder frei. Eine Nase 6b an der Außenseite des Gehäuseteils oder
der Hülse 6, ähnlich den Führungsnasen 31 in Fig. 3 und 49 in Fig. 5, kann in einen
Schlitz im Rand der Steckdose ioa eingreifen, um die beiden Teile gegeneinanderzudrücken.
Die in dieser Figur gezeigte Ausführungsform ist zur einfachen Endverbindung in
einer Stromleitung geeignet. Falls es erforderlich ist, Abzweige von dieser Leitung
herzustellen, können Endstreifen 12, die an den Enden von elektrischen Leitungen
befestigt sind, verwendet werden. Diese Streifen, die genügend lose in die Ausnehmung
der Steckdose eingepaßt sind, um ein Klemmen zu vermeiden, sind mit Bohrungen versehen,
die, sobald die Streifen in der Ausnehmung iob der Steckdose angeordnet sind, mit
der Bohrung in der Buchsenkontaktscheibe i i11 fluchten, so daß die Klemmstange
8 durch diese hindurch in die Buchse eingeführt werden kann, wobei die Streifen
12 zwischen die Kontaktscheibe i ja und die Kontaktbuchse 7 des Steckers festgespannt
werden.
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In den Fig. 3 und .4 ist eine in gleicher Weise arbeitende Anordnung
jedoch mit zwei nebeneinanderliegendeii Steckerstiften dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
besitzt der Aufbau im Grundriß, wie in Fig.4 dargestellt ist, längliche Form, wobei
die beiden Klemm- und Kontaktelemente nebeneinander angeordnet sind. In diesen Figuren
ist mit 15 ein Gehäuseteil oder eine Isolierkappe bezeichnet, in der ein Metallkolben
16 befestigt ist, mit dem die elektrischen Leitungen 17 in geeigneter Weise, beispielsweise
durch Setzschrauben 17a, die von einer isolierenden Schutzhülse 17d umschlossen
werden, verbunden sind. Die Klemmstangen 18, die in diesem Fall wiederum als Leiter
wirken, sind an dem Kolben verschweißt oder in anderer Weise befestigt, und die
Federn i9 mit ihrem Keilansatz iga umgeben die Klemmstange, so wie es in Verbindung
mit Fig. i und 2 im vorstehenden beschrieben ist. Das Isoliergehäuseteil bzw. die
Hülse 20 besitzt an ihrer inneren Wandung eine Ausnehmung. Eine Blattfeder 21 ist
mit einem Vorsprung 22 an ihrem oberen Ende in dieser Ausnehmung befestigt. Eine
Bohrung 23 ist im Flansch des Gehäuseteils bzw. der Isolierkappe 15 vorgesehen.
Sobald die Teile durch gegeneinandergerichteten Druck auf die Kappe 15 und die Vorsprünge
24 des Gehäuseteils bzw. der Hülse 20 zusammengeschoben werden, schnappt der Vorsprung
22 der Feder 21 in die Bohrung 23 ein. Der Stecker kann dann in die Buchse 25 mit
einer seiner Klemmstangen in jede der Bohrungen 25a eingeführt werden, und sobald
der Vorsprung 22 außer Eingriff mit der Bohrung 23 kommt, bewirkt die Feder i9 das
Festklemmen in der vorbeschriebenen Weise. Sofern Stromverzweigungen abgenommen
werden sollen, kann die Endstreifenverbindung 26 verwendet werden. Diese Endstreifenverbindung
26 umfaßt leitende Kontaktelemente 26a mit angeschlossenen elektrischen Leitern,
die durch einen mittleren Isolierteil 28 voneinander getrennt sind. Die äußeren
Enden der leitenden Kontaktelemente 26a können in Isolierhülsen 29 eingeschlossen
werden. Bei Verwendung dieser Endstreifenverbindungen wird der Kontakt von den .
Kontaktelementen 26a und 30 in der Steckerbuchse hergestellt. Das Isoliergehäuse
bzw. die Hülse 2o kann mit einer Führungsnase 31 ausgerüstet sein, die in einem
Schlitz 32 im oberen Flansch 33 der Steckdose geführt wird.
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In Fig. 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Verbindung dargestellt.
In diesem Fall besteht die Klemmstange 35 aus einer Stange mit kreisförmigem Querschnitt,
die mit einer sich längs erstreckenden Ausnehmung oder einem weggeschnittenen Teil
36 versehen ist. Das Keil- oder Führungselement besteht aus einem Paßstück 38, das
aus einer Scheibe 37 (s. Fig. 7) hervorsteht. Eine normale Schraubenfeder 39 hält
die Scheibe 37 in ihrer Lage auf dem Stecker 4o. Die Klemmstange 35 ist in diesem
Beispiel kein stromführender Leiter, sondern wird lediglich zur Erzielung der Klemmwirkung
durch Einführung durch die Bohrung 4i in die Steckdose, gefolgt von dem Keil- oder
Führungselement 38, verwendet und kann unter Umständen auch als Erdstecker dienen.
Ein Stift 42 im Gehäuse 43 arbeitet mit einem Bajonettschlitz 44 zusammen, während
der Stecker in die Dose eingeführt ist; sobald' der Stift und der Schlitz durch
eine leichte Drehbewegung des Gehäuseteils bzw. der Kappe 45 außer Eingriff gebracht
werden, bewirkt die Feder die Verriegelung in der oben beschriebenen Weise. Die
leitenden Kontaktelemente 46 der Dose sind dabei in festem Kontakt mit den stromführenden
Kontaktfedern 48 gehalten. Die elektrischen Leiter können mit dem Stecker durch
Madenschrauben, wie bei 47, verbunden
sein. Es ist klar, (laß
bei (ler praktischen Ausführung der Stecker und der Steckdosen, gleichgültig
wie ihre genaue Form sein inag, Vorsorge getroffen sein muß, um jede Möglichkeit
auszuschließen, daß der Bedienende in die Gefahr kommt, elektrische Schläge zu erhalten.
Führungsnasen und Schlitze, wie z. 13. 49 bzw. 5o, können zur genauen Ausrichtung
vorgesehen sein, urn die Einführung der Stecker in die Steckdosen in der richtigen
Stellung bezüglich der Polaritiit des Stromkreises sicherzustellen. In manchen Fällen
kann es zweckmäßig sein, um die Stecker und Steckdosen berührungssicher auszuführen,
eine Konstruktion gemäß Fig. 8 zu verwenden, die sich von den oben beschriebenen
Ausführungsformen dadurch unterscheidet, daß der elektrische Kontakt an der rückwärtigen
Fläche oder Unterseite der leitenden Kontaktelemente _# i der I )ose hergestellt
wird. Das Element #s i ist unterhalb der oberen Wandung 52 des isolierenden Steckdosengehäuses
53 angeordnet, wobei der Stromkreis in diesem Falle durch die Kleinnistange 54 verläuft,
die sowohl als elektrischer Leiter wie auch als 1-Ialteelement in der oben beschriebenen
Weise wirkt.
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In manchen Fällen, besonders bei kleineren Ausführungen ist es nicht
zweckmäßig, den Keilansatz aus einem Stück mit der Feder herzustellen, da der Keilansatz
verhältnismäßig starr sein muß. Wird aber der gleiche Querschnitt auch für die Feder
verwendet, so kann diese für eine zweckmäßige Arbeitsweise zu starr werden. In solchen
Fällen ist die Ausführungsform gemäß Fig. 9 zweckmäßig. Bei dieser Anordnung umschließt
(las Isoliergehäuse bzw. die Kappe 53° eine Metallkappe s4, in der eine Isolierhülse
55 teleskopartig, iin wesentlichen wie bei Fig. i und 2. beschrieben, gleitet. Die
Hülse 55 ist mit einer metallischen Auskleidung 56 versehen. Zwei oder drei Windungen
57 eines Drahtes mit 'halbkreisförmigem Querschnitt sind mit dem Keilansatz 58 aus
einem Stück hergestellt, während jedoch die Federwirkung von einer schwächeren Feder
59 mit kreisförinigeni Querschnitt erzeugt wird, die zwischen den zwei Win(ltingen
57 des dickeren Drahtes verankert ist. Die Feder 59 ist mit der Kappe 54 verschweißt.
Die Klemmstange 6o, die in diesem Falle wiederum ein elektrischer Leiter ist, ist
mit einer Leitung 6i verbunden. Die Arbeitsweise entspricht der oben beschriebenen,
jedoch ist mit Rücksicht auf die leichtere Feder das Zusammenschnellen der Teile
wesentlich erleichtert; obwohl die Feder wesentlich schwächer ausgeführt ist, reicht
sie aus, um eine zufriedenstellende Klemmwirkung zu erzielen.
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In Fig. io ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der weder die
Klemmstange noch die Feder als Stromleiter verwendet sind. In (lern Isoliergehäuse63
ist eine metallische Hülse 64 vorgesehen, die am unteren Ende mit einem metallisch
leitenden Abschlußpflock 65 geschlossen ist. Am anderen I?nde der hülse 64 ist ein
Kolben 67, ati denn die i`lenimstange 68 befestigt ist, gleitend innerhalb der Hülse
angeordnet. Die Feder kann durch einen Einstellknopf 66 ztisainillellgecli-iicl<t
wurden, wodurch die Einführung der Klemmstange 68 und des Keilelements
69 durch die 13olii-tiiig 7_5 in (las Kontaktelement 77 der Steckdose
70 ermöglicht wird. Die Aisclilußleitung 71 ,wird durch eine Bohrung
in der \Vandung des I:oliergelläuse@ 6.I eingeführt rin( mit der Hülse.
N\ IC bei 76 angegeben, verlötet oder in anderer Weise elektrisch
verhunden. Die hülse steht ihrerseits in elektrischer @'erbiudun g mit dein :Metallpflock
()5. I)as 11#'ontaktsclieillenelennellt 77 ist in den Isolierlcürper der Steckdose
eingepreßt und mit nach oll(,ii stehenden federnden Kontaktfahnen 72 versehen. 1)ic
elektrische Leitung 78 ist mit diesem l@mitakteleinent. Nvie bei 7 3 angegeben,
verlötet.
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Weiln also die 111-leinnistitiil;e 6S und der Keilansatz 69 in der@Terriegelung:;tellung
in der Steck-(lose angeordnet sind, wird d@i- Stecker (>5 von den Fahnen 72 urnschlossell,
so clal3 eine betriiclitliclie Vergrößerung der 1@ontaktHÜrhe entstellt.