EP0151715B1

EP0151715B1 - Explosionsgeschützter Steckverbinder mit drehbarem Buchsenträger

Info

Publication number: EP0151715B1
Application number: EP19840114449
Authority: EP
Inventors: Helmut Würz
Original assignee: R Stahl Schaltgeraete GmbH
Current assignee: R Stahl Schaltgeraete GmbH
Priority date: 1984-01-27
Filing date: 1984-11-29
Publication date: 1991-03-13
Anticipated expiration: 2004-11-29
Also published as: DE3411170C2; EP0151715A3; DE3411170A1; EP0151715A2

Description

Die Erfindung geht aus von einem explosionsgeschützten Steckverbinder mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Einen derartigen explosionsgeschützten Steckverbinder zeigt die DE-B- 12 51 404, bei der hinter dem Buchsenträger ein Kontaktträger fest in dem Gehäuse angeordnet ist, der auf seiner dem Buchsenträger zugewandten Seite Schleifbahnen trägt. Auf diesen Schleifbahnen, von denen jede mit einer durch den Kontaktträger hindurchführenden Lasche einstückig verbunden ist, gleiten Bürsten oder Schleifer, die federnd mit einer jeweils zugehörigen in dem Buchsenträger sitzenden Buchse verbunden sind.
Unterhalb der Kontaktträgerplatte befindet sich ein Schaltrad, das über Stößel bewegliche federvorbelastete Kontaktbrücken betätigt. Die Kontaktbrücken dienen dazu, jeweils eine aus der Kontaktträgerplatte hervorragende Lasche elektrisch mit einer anderen Lasche zu verbinden, die an einer nach außen führenden Anschlußklemme befestigt ist.
Die Betätigung des Schaltrades erfolgt mittels einer Welle, die durch die Kontaktträgerplatte und den Buchsenträger nach vorne in Richtung auf den einzuführenden Stecker vorragt und in ihrem Inneren einen koaxialen Innenvierkant enthält.
Zur Benutzung dieses Steckverbinders ist ein Stecker mit einem entsprechenden mittig angeordneten Außenvierkant erforderlich, der nach dem Einschieben des Steckers in die Schaltwelle eingreift. Durch anschließendes Drehen des Steckers werden der Buchsenträger und die Schaltwelle mitgedreht, wobei die Schaltscheibe im Inneren der Schalteinrichtung die beweglichen Kontaktbrücken freigibt, die daraufhin aufgrund der Federvorspannkraft auf die die Schalterkontakte bildenden Laschen schnellen. Ein Ziehen des Steckers im eingeschalteten Zustand wird durch eine bajonettartige Verbindung zwischen dem Stecker und dem Steckverbinder verhindert, die erst wieder lösbar ist, wenn der Stecker samt den Buchsenträger und der Schaltwelle in die Ausgangsstellung zurückgedreht ist, bei der die Schaltbrücken von den Schaltkontakten abgehoben sind.
Diese Anordnung bedingt, daß in jedem Strompfad der Strom über drei Paare von Kontakten fließen muß, nämlich die beiden zusammenhörigen Schleifkontakte sowie die beiden durch die Schaltbrücke gebildeten Paare von Kontakten. Da aber jedes Kontaktpaar einen Übergangswiderstand aufweist, ist diese Anordnung insbesondere bei hohen Strömen unzweckmäßig. Außerdem tritt bei der Art der verwendeten Kontaktbrücken wegen der fehlenden Gleitbewegung keine Selbstreinigung der Kontakte auf, die mithelfen würde, den Übergangswiderstand an diesen zwei Kontaktpaaren niedrig zu halten. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn kleine Spannungen zu schalten sind. Eine gleitende Kontaktgabe ist auch vorteilhaft, wenn an den Kontakten beim Trennen, d.h. dem Abschalten von induktiven Lasten Funkenerosion auftritt.
Aus der DE-C-697 385 ist eine Sicherheitssteckvorrichtung mit Drehschalter bekannt. Der die Buchsen enthaltende Kupplungsteil enthält in einem Gehäuse drehfest einen die Steckbuchsen enthaltenden Buchsenträger. Die Buchsen enden an der Rückseite jeweils in einem feststehenden Kontakt, der über die Rückseite des Buchsenträgers vorsteht. In dem Gehäuse des Kupplungsteils befindet sich ferner im Abstand zur Rückseite des Buchsenträgers eine Halteplatte für die Kabelanschlußklemmen, die auf ihrer dem Buchsenträger zugewandten Seite ebenfalls mit feststehenden Kontakten versehen sind, die über die Halteplatte überstehen. Dabei ist die Anordnung derart getroffen, daß jeweils ein Kontakt einer Anschlußklemme mit einem Kontakt einer Steckbuchse fluchtet.
In dem Spalt zwischen dem Buchsenträger und der Halteplatte für die Anschlußklemmen ist eine Schalterscheibe drehbar gelagert, in der ortsfest mehrere Gabelfedern angeordnet sind. Durch Drehen der Schalterscheibe in die entsprechende Lage wird von je einer Gabelfeder ein Kontaktpaar elektrisch verbunden, das von einem an der Steckbuchse sitzenden Kontakt und dem zugehörigen Kontakt der Anschlußklemme gebildet wird. Um die Schalterscheibe zu drehen, ist der Schutzkragen am zugehörigen Stecker drehbar gelagert und mit einer Nase versehen, die eine mechanische Kupplung über Zwischenglieder in dem Kupplungsteil zu der Schalterscheibe herstellt.
Beim Öffnen und Schließen der elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktpaaren an dem Buchsenträger und der Haltescheibe tritt eine gleitende Bewegung zwischen diesen Kontakten und den Gabelfedern auf, was eine Kontaktreinigung begünstigt. Allerdings entfernen sich beim Ausschalten die voneinander zu trennenden elektrischen Teile nur mit einer Geschwindigkeit, die dem Drehen des Schutzkragens am Schalter unmittelbar entspricht. Ein langsames Drehen des Schutzkragens führt zu einem entsprechend lange brennenden Öffnungsfunken, weil die Luftstrecke zwischen den sich trennenden Kontakten zu langsam vergrößert wird. Die Folge ist ein erhöhter Kontaktabbrand an den Kanten und eine von der Betätigungsgeschwindigkeit des Schutzkragens abhängige Lebensdauer.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, einen explosionsgeschützten Steckverbinder der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Kontaktsicherheit im Bereich der Schalteinrichtung erhöht und die Schaltcharakteristik verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Steckverbinder mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die jeweils miteinander kontaktgebenden Schaltkontakte eine Gleitbewegung ausführen, weil sie nicht axial aufeinander zu bewegt, sondern seitlich gegeneinander bewegt werden. Hierdurch kommt eine ausreichende Reinigung der Kontaktflächen zustande. Die Anordnung wird dabei konstruktiv einfach, wenn die mit den Buchsen elektrisch verbundenen Schaltkontakte auf dem den Steckerstiften abgewandten Ende der Buchsen ausgebildet sind und die mit den Anschlußklemmen verbundenen Schaltkontakte abgefedert in dem Gehäuse sitzen.
Damit auch bei einem langsamen Drehen des Steckers zum Zweck des Abschaltens ein schnelles Trennen der Schaltkontakte zustandekommt, um die Brenndauer eines zwischen sich entfernenden Schaltkontakten brennenden Funkens zu verkürzen, enthält die Schalteinrichtung zwei in Achsrichtung des Gehäuses aufeinander zu federvorgespannte Nockeneinrichtungen, von denen eine drehgesichert in dem Gehäuse sitzt und die andere drehfest mit dem Buchsenträger verbunden ist, wobei eine axial bewegliche Nockeneinrichtung mit den abgefederten Kontakten verbunden ist, derart, daß die Nockeneinrichtungen beim Drehen des Buchsenträgers in Richtung auf die AUS-Stellung den abgefederten Schaltkontakten eine von den anderen Schaltkontakten weggerichtete Bewegung erteilen.
Eine einfache konstruktive Lösung für die Nokkeneinrichtungen sieht vor, daß diese als Scheiben ausgebildet sind, die randseitig auf die jeweils andere Nockeneinrichtung zu ragende Ansätze tragen, von denen jeder eine in dieselbe Umfangsrichtung weisende Schrägfläche aufweist, die mit einer entsprechenden zugehörigen Schrägfläche des zugehörigen Ansatzes der anderen Nockeneinrichtung zusammenwirkt, so daß bei einer Verdrehung der Scheiben gegeneinander in der einen Richtung die Scheiben sich voneinander entfernen und bei einer Verdrehung in der anderen Richtung aufgrund der Federvorspannung aufeinander zu wandern. Hierbei können die Nockeneinrichtungen Öffnungen aufweisen, durch die hindurch die beiden Sätze von Schaltkontakten aufeinander zu ragen, wobei jeder Schaltkontakt sich mit einem Anlageflansch an der Rückseite der zugehörigen Nokkeneinrichtung abstützt.
Wenn die Nockeneinrichtungen durch zugehörige, von den Federn der Schaltkontakte unabhängige Federn aufeinander zu vorgespannt und gegen den Buchsenträger gedrückt sind, wird erreicht, daß bei einem Aneinanderlegen der Schrägflächen der Buchsenträger zwangsläufig in seine Endstellung gedreht wird, selbst dann, wenn der Stecker mit dem Buchsenträger vom Benutzer nur unvollständig in Richtung auf die EIN-Stellung gedreht wurde.
Kleine räumliche Verhältnisse können erreicht werden, wenn der Raum, in dem sich die Schalteinrichtung befindet, einen Ex-d-Raum und die durch die zugehörigen Öffnungen des Buchsenträgers führenden Steckerstifte einen zünddurchschlagsicheren Spalt bilden.
Ein von außen nicht manipulierbares Arretierungsglied wird erhalten, wenn das Arretierungsglied abgefedert längsverschieblich in dem Gehäuse sitzt und zum Sperren einer Drehbewegung des Buchsenträgers im vorgeschobenen Zustand in einer Ausnehmung des Buchsenträgers eingreift. Das Arretierungsglied ist dabei zweckmäßigerweise auf der dem Buchsenträger abgewandten Seite der Schalteinrichtung in dem Gehäuse gelagert.
Die Anordnung wird sehr robust, wenn das Arretierungsglied einen koaxial zu dem Buchsenträger verlaufenden flachkantigen Fortsatz aufweist, dem eine entsprechende flachkantige Ausnehmung in der der Schalteinrichtung zugewandten Stirnseite des Buchsenträgers zugeordnet ist.
Die Sicherheit gegen unzulässiges Entriegeln wird weiter erhöht, wenn die Buchsen zum Zweck des Entriegelns des Arretierungsgliedes längsverschieblich unter Ausbildung eines Ex-Spaltes in dem Buchsenträger sitzen, wobei die dem Buchsenträger zugeordnete Nockeneinrichtung längsverschieblich bezüglich des Buchsenträgers gehalten ist, während das Arretierungsglied durch die zugehörige Federeinrichtung an der Seite der anderen Nockeneinrichtung in Anlage gehalten ist, die dem Buchsenträger abgewandt ist, derart, daß beim Einführen des Steckers durch die Buchsen die beiden Nockeneinrichtungen und das daran anliegende Arretierungsglied im Sinne einer Freigabe des Buchsenträgers verschiebbar ist. Diese Anordnung hat darüber hinaus den weiteren Vorteil, daß andere Betätigungsglieder zum Auslösen des Arretierungsgliedes eingespart werden können, die sonst ebenfalls mit Ex-Spalt durch den Buchsenträger hindurch geführt werden müßten, was aber voraussetzt, daß das Betätigungsorgan metallisch ausgeführt werden müßte. Metallische Betätigungsorgane wiederum würden zu einer Verkürzung der Kriechstromstrecken führen, die durch entsprechend größere Ausbildung des Buchsenträgers ausgeglichen werden müßten. Außerdem kann auf diese Weise die Außenseite des Buchsenträgers für mittig angeordnete Codierungen verwendet werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen explosionsgeschützten Steckverbinder in einem Längsschnitt,
Fig. 2 den Steckverbinder nach Fig. 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
Fig. 3 die beiden Nockeneinrichtungen und das Arretierungsglied in auseinandergezogener perspektivischer Darstellung und
Fig. 4 bis 7 die Relativbewegung zwischen zwei einander zugehörigen Schaltkontakten bei der Betätigung der Schalteinrichtung.

In den Fig. 1 und 2 ist ein explosionsgeschützter Steckverbinder 1 mit eingesetztem, abgebrochen veranschaulichtem Stecker 2 gezeigt. Der Steckverbinder 1 enthält ein Gehäuse 3 mit einer durchgehenden, im wesentlichen zylindrischen abgestuften Bohrung 4 sowie einen seitlich bei 5 angelenkten Klappdeckel 6, mit dem die Vorderöffnung des Steckverbinders 1 verschließbar ist, wozu der Klappdeckel 6 in Richtung auf die Schließstellung federvorgespannt ist. In der durchgehenden Bohrung 4 sitzen in axialer Richtung konzentrisch hintereinander ein Boden 7 mit darin eingesetzten Anschlußklemmen 8, ein Arretierungsglied 9, eine erste Nockeneinrichtung 11, eine zweite Nockeneinrichtung 12 und ein drehbar gelagerter Buchsenträger 13, der mit der Wandung der zylindrischen Bohrung 4 im Bereich des vorderen Ende des Steckverbinders 1 einen zylindrischen Ringspalt 14 bildet, in dem bei eingestecktem Stecker 2 dessen zylindrischer Kragen 15 steckt, der in seinem Inneren befindliche Steckerstifte 16 des Steckers 2 umgibt. Die Steckerstifte 16 sind in dem Gehäuse des Steckers 2 schwimmend gehaltert.
Der Boden 7 liegt mit einem radial nach außen vorspringenden Flansch 17 auf einer rückwärtigen Stirnfläche 18 des Gehäuses 3 auf, wo er mittels selbstschneidender Schrauben 19 an dem Gehäuse 3 festgeschraubt ist. Ein zylindrischer Teil 21 des Bodens 7 ragt in die Bohrung 4 hinein und bildet dort eine ebene Auflagefläche 22, aus der ein zylindrischer Ansatz 23 axial hervorsteht. Der Außendurchmesser des zylindrischen Ansatzes 23 ist geringer als der Durchmesser der Bohrung 4 an dieser Stelle, womit ein zylinderförmiger Spalt entsteht, in dem sich eine metallische Hülse 25 befindet. Die metallische Hülse 25 ist mittels einer Schnappverbindung 26 fest mit dem zylindrischen Bodenkörper 21 verbunden und erstreckt sich über den zylindrischen Ansatz 23 hinaus in Richtung auf den Buchsenträger 13. An ihrem über dem zylindrischen Ansatz 23 hinausragenden Bereich enthält die metallische Büchse 25 ein mehrgängiges Innengewinde 27, in das ein Außengewinde 28 des Buchsenträgers 13 eingedreht ist. Die beiden Gewinde 27 und 28 bilden zusammen die Drehlagerung für den Buchsenträger 13, der mittels dieser beiden Gewinde 27 und 28 betriebsmäßig um einen vorbestimmten Winkel bezüglich der Längsachse der Bohrung 4 drehbar ist (ca. 36⁰ bis 60°). ). Außerdem begrenzen die beiden Gewinde 27 und 28 einen zünddurchschlagsicheren Spalt für eine dahinter liegende Kammer 29, in der eine Schalteinrichtung 31 des Steckverbinders 1 untergebracht ist. Die Kammer 29 wird von der innenliegenden Stirnseite 22 des Bodens 7,der zylindrischen Innenwand des zylindrischen Ansatzes 23 und der Rückseite 32 des Buchsenträgers 13 begrenzt.
In der Kammer 29 befindet sich drehfest das oben erwähnte Arretierungsglied 9, das bei der dreipoligen Ausführung des Steckverbinders 1 etwa die in Fig. 3 gezeigte Gestalt aufweist. Es besteht aus einer etwa sternförmigen flachen Scheibe 33 mit insgesamt drei Fortsätzen. Auf der dem Boden 7 zugewandten Seite der sternförmigen Scheibe 33 ist an jeden der Fortsätze ein zylindrischer Stift 34 angeformt. Diese Stifte 34 stecken im montierten Zustand in entsprechenden Sacklöchern 35, die im Bodenkörper 21 ausgebildet sind, wobei zwischen dem Grund jedes Sacklochs 35 und dem Stift 34 eine Druckfeder 36 angeordnet ist, die das Arretierungsglied 9 in Richtung auf den Buchsenträger 13 zu vorspannt. Auf der dem Buchsenträger 13 zugewandten Seite ist auf der sternförmigen Scheibe 33 mittig ein zylindrischer Fortsatz 37 angeformt, der in einen Flachkant 38 übergeht. Der Flachkant 38 fluchtet mit einer entsprechend gestalteten flachkantigen Ausnehmung 39 in der innenliegenden Stirnseite 32 des Buchsenträgers 13. Die Zuordnung zwischen der Orientierung des Flachkants 38 und der flachkantigen Ausnehmung 39 ist dabei so getroffen, daß bei ausgeschalteter Schalteinrichtung 31, d.h. bei in die Ruhestellung gedrehtem Buchsenträger 13, die Federn 36 das Arretierungsglied 9 mit dem Flachkant 38 in die flachkantige Ausnehmung 39 vorschieben können, so daß ein Verdrehen des Buchsenträgers 13 unmöglich ist.
Auf der sternförmigen Scheibe 33 des Arretierungsgliedes 9 liegt die erste Nockeneinrichtung 11 auf, wie sie im einzelnen in Fig. 3 gezeigt ist. Die Nockeneinrichtung 11 enthält eine kreiszylindrische flache Scheibe 41, an deren dem Boden 7 zugewandten Seite drei rohrförmige zylindrische Fortsätze 42 angeformt sind, die mit drei durch die Scheibe 41 hindurchführenden Öffnungen 43 fluchten, deren Durchmesser kleiner als die lichte Weite der rohrförmigen Ansätze 42 ist.
Auf der gegenüberliegenden Seite trägt die kreisrunde Scheibe 41 im Bereich ihres Außenumfangs drei in axialer Richtung vorstehende Nocken 44, die längs des Umfangs äquidistant verteilt sind. Jeder dieser Nocken 44 hat dieselbe Form und enthält eine in Umfangsrichtung weisende Schrägfläche 45 sowie eine parallel zur Scheibe 41 verlaufende Gleitfläche 46; die Schrägfläche 45 verlaufen unter einem Winkel von mehr als 45° gegenüber der Scheibe 41.
Mittig ist eine Bohrung 47 vorgesehen, durch die der zylindrische Ansatz 37 des Arretierungsgliedes 9 hindurchführt.
Die rohrförmigen Ansätze 42 stecken, wie die Fig. 1 und 4 bis 7 zeigen, in zugehörigen Bohrungen 48, die in dem Boden 7 ausgebildet sind. Mittels darin enthaltener Druckfedern 49, die aus Übersichtlichkeitsgründen in Fig. 1 nicht veranschaulicht sind, ist die Nockeneinrichtung 11 in Richtung auf den Buchsenträger 13 zu federvorgespannt, wozu sich die Druckfedern 49 auf der freien Stirnfläche der rohrförmigen Ansätze 42 einerseits und andererseits an einer Schulter in der Bohrung 48 abstützen.
In den Bohrungen 48 befinden sich außerdem federvorbelastete feststehende Schaltkontakte 51, die mittels einer angeschweißten oder angequetschten Kupferlitze 52 elektrisch mit den jeweils zugehörigen Anschlußklemmen 8 verbunden sind. Jeder der zylindrisch ausgebildeten Schaltkontakte 51 ragt durch eine zugehörige Bohrung 43 der Nockeneinrichtung 11 hindurch, wobei eine an der Rückseite des Schaltkontaktes 51 vorgesehene Schulter 53 verhindert, daß eine an der Rückseite des Schaltkontaktes 51 angreifende Druckfeder 54 den Schaltkontakt 51 nach vorne aus der zugehörigen Bohrung 43 herausstößt. Die Druckfeder 54 befindet sich koaxial innerhalb der Druckfeder 49 und stützt sich in der Bohrung 48 ab.
Die Nockeneinrichtung 12 hat eine ähnliche Gestalt wie die Nockeneinrichtung 11, weshalb für einander entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen wie bei der Nockeneinrichtung 11 verwendet sind. Die Nockeneinrichtung 12 weist ebenfalls die kreisförmige Scheibe 41 auf, an deren Rand die Nocken 44 angeformt sind, die jedoch auf die Nockeneinrichtung 11 zu ragen. Die ebenfalls äquidistant verteilten Nocken 44 der Nockeneinrichtung 12 passen in die Lücken zwischen den Nocken 44 der Nockeneinrichtung 11, wobei sich im zusammengesetzten Zustand die Schrägflächen 45 der Nockeneinrichtung 11 und die Schrägflächen 45 der Nockeneinrichtung 12 gegenüberstehen; es weisen sämtliche Schrägflächen 45 einer Nockeneinrichtung 11 oder 12 jeweils in die gleiche Umfangsrichtung. In dieser Relativstellung zwischen den beiden Nockeneinrichtungen 11 und 12 haben deren Scheiben 41 den geringsten axialen Abstand voneinander und die einander entsprechenden Bohrungen 43 der Nockeneinrichtungen 11 und 12 fluchten miteinander. Werden hingegen die Nockeneinrichtungen 11 und 12 gegeneinander verdreht, so daß die Schrägflächen 45 aufeinander entlanggleiten, dann bewegen sich die Nockeneinrichtungen 11 und 12 solange axial auseinander, bis die parallel zu den Scheiben 41 verlaufenden Gleitflächen 46 der Nockeneinrichtungen 11 und 12 aufeinanderliegen, wobei dann die Bohrungen 43 der Nockeneinrichtung 11 mit den Bohrungen 43 der Nockeneinrichtung 12 auf Lücke stehen.
Anstelle der Bohrung 47 enthält die Nockeneinrichtung 12 eine etwa fächerförmige Öffnung 55, die mit der Bohrung 47 fluchtet und aus zwei 60 - Sektoren gebildet ist. Die Öffnung 55 begrenzt auf diese Weise den zulässigen Drehwinkel zwischen der Nockeneinrichtung 12 und dem durch die Öffnung 55 hindurchführenden Flachkant 38.
Während die Nockeneinrichtung 11 drehfest und axial verschieblich mit dem Bodenkörper 21 verbunden ist, ist die Nockeneinrichtung 12 drehfest und axial verschieblich mit dem drehbar gelagerten Buchsenträger 13 gekuppelt, wozu an der Rückseite der Scheibe 41 der Nockeneinrichtung 12 insgesamt drei Zapfen 56 angeformt sind, die in entsprechenden Bohrungen 57 des Buchsenträgers 13 längsverschieblich geführt sind.
Mit den drei Bohrungen 43 der Nockeneinrichtung 12 fluchten drei durchgehende Stufenbohrungen 58 in dem Buchsenträger 13, in denen metallische Steckbuchsen 59 längsverschieblich geführt sind. Die Steckbuchsen 59 bilden dabei mit der Wandung der Stufenbohrung 58 einen zünddurchschlagsicheren Spalt, während der oberhalb der Buchse 59 befindliche Bereich der Durchgangsbohrung, der einen kleineren Durchmesser aufweist, mit dem eingeführten Steckerstift 16 ebenfalls einen zünddurchschlagsicheren Spalt bilder, so daß auf diese Weise bei eingeführten Stecker sowohl die Kammer 29 als auch die Konstaktstelle zwischen den Steckerstiften 16 und den Buchsen 59 Ex-geschützt sind.
Die im wesentlichen zylindrischen Buchsen 59, die an ihrer Vorderseite in bekannter Weise eine längsgeschlitzte Sackbohrung aufweisen, sind an ihrem der Kammer 29 zugewandten Ende mit einem Zapfen 61 geringeren Durchmessers versehen, der durch die zugehörige Bohrung 43 in der Nockeneinrichtung 12 in den Innenraum zwischen den beiden Scheiben 41 der Nockeneinrichtungen 11 und 12 hineinragt, wie dies im einzelnen aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Zapfen 61 bilden die beweglichen Kontakte der Schalteinrichtung 31.
Die insoweit beschriebene Steckvorrichtung, bei der, abgesehen von der metallischen Hülse 25, den Federn und den stromführenden Teilen, alle übrigen Bauteile aus Kunststoff hergestellt sind, arbeitet folgendermaßen:

Bei nicht gestecktem Stecker 2 befindet sich der drehbare Buchsenträger 13 in seiner Ausgangsstellung in der die flachkantige Ausnehmung 39 mit dem flachkantigen Fortsatz 38 des Arretierungsgliedes 9 fluchtet, so daß dieses unter der Wirkung der Druckfedern 36 vor,in die flachkantige Ausnehmung 39 geschoben werden kann. Der Buchsenträger 13 ist dadurch gegen Verdrehen gesichert, während gleichzeitig die paarigen Schaltkontakte 51,61 im Inneren der Kammer 29 der Schalteinrichtung 31 voneinander getrennt sind. In der Ausgangsstellung nämlich sind die beiden Nokkeneinrichtungen 11, 12, wie in Fig. 2 gezeigt, gegeneinander verdreht, d.h. die Hocken 44 der einen Nockeneinrichtung liegen mit ihren im Umfangsrichtung verlaufenden Bahnen 46 auf den Bahnen 46 der anderen Nockeneinrichtung auf, so daß die durch die Öffnungen 43 hindurchragenden Schaltkontakte 51, 61, wie oben beschrieben, sich wechselseitig auf Lücke befinden und außerdem in axialer Richtung voneinander getrennt sind. Dabei liegt die Rückseite der Scheibe 41 der Nockeneinrichtung 12 auf der Stirnfläche 32 des Buchsenträgers 13 auf und drückt so die längsverschieblichen Buchsen 59 in den Buchsenträger 13 zurück. Durch das Zusammenwirken der Nocken 44 wird gleichzeitig die Nockeneinrichtung 11 gegen die Kraft der an ihren rohrförmigen Ansätzen 42 angreifenden Druckfedern 49 in den Bodenkörper 21 zurückgedrückt, wodurch gleichzeitig die mit den Schultern 53 anliegenden Schaltkontakte 51 in Richtung auf den Boden 7 zurückgedrückt sind.

Die zwickelförmige Öffnung 55 in der Scheibe 41 der Nockeneinrichtung 12 sorgt dafür, daß der Buchsenträger 13 nicht über die Anfangsstellung hinaus zurückgedreht werden kann, weil sich die Flachseiten des Flachkants 38 an die Ränder der zwickelförmigen Öffnung 55 anlegen, wie dies Fig. 2 zeigt.
Wenn, ausgehend von dieser Stellung, der Stecker 2 in den Steckverbinder 1 eingeführt wird, gleitet seine an dem zylinderförmigen Kragen 15 angeformte Führungsnase 65 in einen in Längsrichtung verlaufenden Führungskanal 66 des Gehäuses 3 in Richtung auf den Boden 7. Hierbei dringen die Steckerstifte 16 in die zugehörigen abgestuften zylindrischen Bohrungen 58 und schließlich in die dort befindlichen Buchsen 59 ein, die sie, sobald sie auf den Grund der Sackbohrung in den Buchsen 59 auftreffen, beim weiteren Einführen des Steckers 2 gegen die Kraft der Druckfedern 49, 36 und 54 vorschieben, die die Nockeneinrichtung 12 gegen die Buchsen 59 bzw. den Buchsenträger 3 drücken. Dieses Vorschieben geht solange, bis der zylinderförmige Kragen 15 mit seiner Stirnkante an dem Grund des zylinderförmigen Spaltes 14 auftrifft. Gleichzeitig befindet sich damit die Führungsnase 65 vor dem Anfang eines in Umfangsrichtung verlaufenden Führungskanals 67.
Durch diese Vorschubbewegung des Steckers 2 werden die beiden durch ihre Nocken 44 parallel und im Abstand zueinander gehaltenen Nockeneinrichtungen 11 und 12 in Richtung auf den Boden 7 gedrückt, d.h. die Rückseite der Scheibe 41 der Nockeneinrichtung 12 kommt von der Stirnseite 32 des drehbaren Buchsenträgers 13 frei, da die Buchsen 59 mit ihrem verdickten Abschnitt sich an die Rückseite der Nockeneinrichtung 12 anlegen. Die axiale Verschiebung der beiden Nockeneinrichtungen 11 und 12 bewirkt gleichzeitig ein Verschieben des Arretierungsgliedes 9, das mit seiner sternförmigen Scheibe 33 an der dem Boden 7 zugewandten Seite der Scheibe 41 der Nockeneinrichtung 11 anliegt, und zwar entgegen der Kraft der auf die Zapfen 34 wirkenden Federn 36. Das Zurückschieben des Arretierungsgliedes 9 in Richtung auf den Boden 7 führt dazu, daß der Flachkant 38 aus der flachkantigen Ausnehmung 32 des Buchsenträgers 13 freikommt.
Diese Betriebsstellung ist in Fig. 1 und ebenso in Fig. 4 gezeigt, die eine Ansicht auf die Schaltkontakte 51 und 61 sowie die beiden dahinterliegenden Nocken 44 zeigt, von der Längsachse der Bohrung 4 her gesehen. In dieser Stellung stehen nach wie vor die beiden Schaltkontakte 51 und 61 axial und seitlich im Abstand zueinander, während die Nocken 44 der beiden Nockeneinrichtungen 11 und 12 mit ihren gerade verlaufenden Bahnen 46 aufeinanderliegen und so die Scheiben 41 im Abstand halten.
Nachdem so der Flachkant 38 mit der zugehörigen Ausnehmung 39 außer Eingriff gebracht wurde, kann der Stecker um einen vorbestimmten Drehwinkel 68, wie er durch die Ränder der zwikkelförmigen Öffnung 55 vorgegeben ist, gedreht werden. Während dieser Drehbewegung läuft die Führungsnase 65 in dem in Umfangsrichtung verlaufenden Führungskanal 67, der ein Herausziehen des Steckers 2 verhindert. Gleichzeitig mit dem hierdurch bewirkten Drehen des Buchsenträgers 13 in dem Gewinde 27 der metallischen Hülse 25 dreht sich auch die mit dem Buchsenträger 13 drehfest gekuppelte Nockeneinrichtung 12, während die Nockeneinrichtung 11 in dem Gehäuse 3 zunächst ortsfest bleibt. Sobald im Verlauf dieser Drehbewegung die Schrägflächen 45 der Nocken 44 miteinander in Berührung kommen, beginnt im Verlauf der weiteren Drehung gleichzeitig eine Axialbewegung der Nockeneinrichtung 11 auf die Nokkeneinrichtung 12 zu, und zwar in dem Maße, in dem die Schrägflächen 45 der Nocken 44 aufeinander entlanggleiten, wie dies Fig. 5 zeigt. Hierbei wird die Nockeneinrichtung 11 durch die Druckfedern 49 axial auf die Nockeneinrichtung 12 vorgeschoben, so daß sich die Schaltkontakte 51 in axialer Richtung den Schaltkontakten 61 nähern können.
Wenn schließlich der volle Drehwinkel ausgeschöpft ist, ist die Stellung nach Fig. 6 erreicht, in der die Nocken 44 der einen Nockeneinrichtung satt in den Lücken zwischen den Nocken 44 der anderen Nockeneinrichtung 11, 12 liegen, womit die beiden Scheiben 41 ihre geringste axiale Entfernung voneinander erhalten haben. Gleichzeitig fluchten nunmehr zueinander gehörige Öffnungen 43, d.h. es fluchten auch die in den Öffnungen 43 steckenden Schaltkontakte 51 und 61 miteinander und geben Kontakt.
Da mit Rücksicht auf eine sichere Kontaktgabe der Axialhub der beiden Scheiben 41 relativ zueinander größer sein muß als der axiale Bewegungsweg der Schaltkontakte 51, steht jetzt die Schulter 53 der Schaltkontakte 51, wie Fig.6 zeigt, im Abstand zu der Rückseite der Scheibe 41 innerhalb der rohrförmigen Fortsätze 42; alle Bauteile werden durch eigene Druckfedern 49 bzw. 54 vorgespannt.
Bei genügend strammer Auslegung der Druckfeder 49 kann mit Hilfe der Schrägflächen 45 erreicht werden, daß auch ein noch nicht vollständig in die Endlage gedrehter Stecker 2 durch die aufeinandergleitenden Schrägflächen 45 in die Endlage nach Fig. 6 gedreht wird.
Da die einander zugehörigen Schaltkontakte 51,61 bereits miteinander zur Anlage kommen, wie dies Fig. 5 zeigt, noch ehe die Drehbewegung bis zur Endstellung fortgesetzt ist. ergibt sich eine reibende Berührung der Kontaktflächen der aufeinandergleitenden Schaltkontakte 51, 61.
In der Endstellung sind die Strompfade von den Steckerstiften 16 zu den Anschlußklemmen 8 über die jeweils paarweise miteinander in Berührung stehenden Schaltkontakte 51, 61 der Schalteinrichtung 31 geschlossen; außerdem kann jetzt der Stecker 2 nicht gezogen werden, weil sich seine Führungsnase 65 in dem Kanal 67 befindet, der die Führungsnase 65 in axialer Richtung, bezogen auf die Längsachse der Steckvorrichtung 1, umgreift.
Um den Stecker 2 ziehen zu können, muß er zunächst erst wieder in die Ausgangstellung zurückgedreht werden, wobei die aneinander anliegenden Schrägflächen 45 aufeinander entlanggleiten. Hierdurch wird die Nockeneinrichtung 11 gegen die Kraft der Druckfedern 54 in den Boden 5 zurückgedrückt, wodurch gleichzeitig die in dieser Nockeneinrichtung 11 steckenden Schaltkontakte 51 zurückgezogen werden. Gleichzeitig entfernen sich die Schaltkontakte 61 längs einer Kreisbahn von den zugehörigen Schaltkontakten 51, wie dies in Fig. 7 schematisch gezeigt ist. Das heißt, der Schaltkontakt 61 bewegt sich in Umfangsrichtung in Richtung eines Pfeiles 69, während sich der Schaltkontakt 51 in axialer Richtung längs eines Pfeiles 71 von der Kontaktgabestelle entfernt, wenn der Buchsenträger 13 zurückgedreht wird, wie dies schematisch durch einen Pfeil 72 angedeutet ist.
Damit kommt selbst bei sehr langsamer Drehung des Buchsenträgers 13 eine verhältnismäßig hohe Trenngeschwindigkeit zustande, mit der sich die beiden Kontakte 51 und 61 voneinander entfernen, weil durch die Drehbewegung des Buchsenträgers 13 gleichzeitig eine Axialbewegung der Schaltkontakte 51 ausgelöst wird.
Sobald der Buchsenträger 13 vollständig in die in Fig. 1 gezeigte Lage zurückgedreht ist, nehmen die beiden Nockeneinrichtungen 11 und 12 wieder die in Fig. 4 gezeigte Stellung ein, wobei sich die Führungsnase 65 des Steckers 2 am innenliegenden Ende des axial verlaufenden Führungskanals 66 befindet. Der Stecker 2 kann jetzt gezogen werden, wodurch durch die Reibungskraft gleichzeitig die Buchsen 59 in den Buchsenträger 13 zurückgezogen werden. In dem Maße, in dem die Buchsen 59 in dem Buchsenträger 13 verschwinden, schieben die Federn 36 das Arretierungsglied in Richtung auf den Buchsenträger 13, so daß der Flachkant 38 in die Ausnehmung 39 gleiten kann und hierdurch den Buchsenträger 13 gegen Drehen sichert.
Das Herausziehen des Steckers wird zunächst durch die Vorschubkraft der an der Nockeneinrichtung 11 angreifenden Federn 49 unterstützt, die die beiden Nockeneinrichtungen 11 und 12 in Richtung auf die Stirnseite 32 des Buchsenträgers 13 vorschieben. Die Ausgangsstellung ist jetzt wieder erreicht, bei der die Steckbuchsen 59 spannungslos geschaltet sind.
Die Betätigung der Schalteinrichtung 31 erfolgt ersichtlicherweise durch Verdrehen des vollständig eingeführten Steckers 2, der erst wieder zu entnehmen ist, wenn die Schaltkontakte 51, 61 voneinander getrennt sind.

Claims

1. Explosionsgeschützter Steckverbinder (1) mit

a) einem in einem Gehäuse (3) drehbar gelagerten Buchsenträger (13), der Steckbuchsen (59) für Steckerstifte (16) eines einführbaren Steckers (2) enthält;

b) einer hinter dem Buchsenträger (13) innerhalb des Gehäuses (3) angeordneten Schalteinrichtung (31 über die jede Buchse (59) mit der zugehörigen Anschlußklemme (8) verbindbar ist und die zwei Sätze von Schaltkontakten (51, 61) aufweist, von denen der eine (61) an den Buchsen (59), der andere an den Anschlußklemmen (8) elektrisch angeschlossen und wenigstens einer federnd gelagert ist;

c) einem verschiebbaren, durch das Einsetzen des Steckers (2) auslösbaren Arretierungsglied (9) für den Buchsenträger (13), der mittels des vollständig eingesetzten Steckers (2) um die Drehachse des Buchsenträgers (13) bei gleichzeitiger Betätigung der Schalteinrichtung (31) um einen begrenzten Winkel drehbar ist;

d) einer Führungsbahn (66) im Gehäuse (3) für eine am Stecker (2) angebrachte Führungsnase (65), durch die der vollständig eingesetzte Stecker (2) innerhalb der Führungsbahn (66) wenigstens bei eingeschalteter Schalteinrichtung (31) gegen Ziehen verriegelbar ist;
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

e) die mit den Buchsen (59) elektrisch verbundenen Schaltkontakte (61)sitzen am Buchsenträger (13);

f) die Schalteinrichtung (31) weist zwei in Richtung der Längsachse des Gehäuses (3) aufeinander zu federnd vorgespannte Nokkeneinrichtungen (11, 12) auf, von denen die eine (11) drehgesichert im Gehäuse (3) sitzt, die andere (12) drehfest mit dem Buchsenträger (13) verbunden ist;

g) die eine der Nockeneinrichtungen (11, 12) ist axial beweglich angeordnet und drehfest mit dem abgefederten Satz der Schaltkontakte (51) verbunden;

h) die Nockeneinrichtungen (11, 12) sind mit aufeinander zu gerichteten Nocken (4) versehen, die paarweise über Schrägflächen (45) so zusammenwirken, daß beim Drehen des Buchsenträgers in Richtung auf die Ausschaltstellung der Schalteinrichtung (31) die Schaltkontakte (51) des abgefederten Satzes sich von den Schaltkontakten (61) des anderen Satzes in Axialrichtung wegbewegen.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Buchsen (59) elektrisch verbundenen Schaltkontakte (61) auf dem den Steckerstiften (16) abgewandten Ende der Buchsen (59) ausgebildet sind und die mit den Anschlußklemmen (8) verbundenen Schaltkontakte (51) abgefedert in dem Gehäuse sitzen.

3. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Nockeneinrichtungen (11, 12) als Scheibe (41) ausgebildet ist, die randseitig die Nocken (44) trägt.

4. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtungen (11, 12) Öffnungen (43) aufweisen, durch die hindurch die beiden Sätze von Schaltkontakten (51, 61) aufeinanderzu ragen.

5. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtungen (11, 12) durch von den Federn (54) der Schaltkontakte (51) unabhängige Federn (49) aufeinanderzu vorgespannt und gegen den Buchsenträger (13) gedrückt sind.

6. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (29), in dem sich die Schalteinrichtung (31) befindet, einen Ex-d-Raum bildet.

7. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierungsglied (9) abgefedert längsverschieblich in dem Gehäuse (3) sitzt und zum Sperren einer Drehbewegung des Buchsenträgers (13) im vorgeschobenen Zustand in einer Ausnehmung (39) des Buchsenträgers (13) eingreift.

8. Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierungsglied (9) auf der dem Buchsenträger (13) abgewandten Seite der Schalteinrichtung (31) in dem Gehäuse (3) gelagert ist.

9. Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierungsglied (9) einen koaxial zu dem Buchsenträger (13) verlaufenden flachkantigen Fortsatz (38) aufweist, dem eine entsprechende flachkantige Ausnehmung (39) in der der Schalteinrichtung (31) zugewandten Stirnseite (32) des Buchsenträgers (13) zugeordnet ist.

10. Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen (59) zum Zwecke des Entriegelns des Arretierungsgliedes (9) längsverschieblich unter Ausbildung eines Ex-Spaltes in dem Buchsenträger (13) sitzen, daß die dem Buchsenträger (13) zugeordnete Nockeneinrichtung (12) längsverschieblich bezüglich des Buchsenträgers (13) gehaltert ist und daß das Arretierungsglied (9) durch die zugehörige Federeinrichtung (36) an der Seite der anderen Nockeneinrichtung (11) in Anlage gehalten ist, die dem Buchsenträger (13) abgewandt ist, derart, daß bei einem Einführen des Steckers (2) durch die Buchsen (59) die beiden Nockeneinrichtungen (11, 12) und das daran anliegende Arretierungsglied (9) im Sinne einer Freigabe des Buchsenträgers (13) verschiebbar ist.

11. Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die zugehörigen Öffnungen (58) des Buchsenträgers (13) führenden Steckerstifte (16) einen zünddurchschlagsicheren Spalt bilden.