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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Steckvorrichtung
vorzugsweise aus dem Bereich der EN 60 309 und dem Bereich der Schutzkontaktsteckvorrichtungen.
Diese Steckvorrichtungen bestehen im Regelfall aus Steckern und
den komplementären
Kupplungen oder Steckdosen. Der allgemeine Aufbau eines solchen
elektrischen Systems besteht aus einem Kontaktträger, der die elektrischen Kontakte
aufnimmt, einem Umgehäuse
das entweder auf den Kontaktträger
aufgesteckt wird oder aber den Kontaktträger im inneren des Umgehäuses aufnimmt und
einer Baugruppe die die Funktion der Zugentlastung übernimmt.
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Da
die wirtschaftliche Nutzung eines solchen Produktes in Abhängigkeit
von der Anschlußfreundlichkeit
der Zuleitung steht, wird auf die Fügbarkeit der Einzelteile in
geringer Zeiteinheit großen
Wert gelegt. Einzelteile in diesem Sinne sind Baugruppen, die der
Anwender oder Installateur zusammenfügen muß um die Zuleitung anzuschließen. Besondere Aufmerksamkeit
fällt hierbei
auf das Zusammenfügen
von Kontaktträger
oder auch Gerätevorderteil und
Umgehäuse.
Aufgrund von Revisionsarbeiten an solchen Steckvorrichtungen ist
es notwendig, daß diese
wieder zu öffnen
sind bzw. der Kontaktträger wieder
dem Umgehäuse
entnommen werden kann.
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Um
diese Wiederanschließbarkeit
zu gewährleisten
sind Montagen bekannt, die den Kontaktträger in das Umgehäuse axial
einführen
und dann mit einer Schraubverbindung axial oder radial am Umgehäuse arretieren.
Dabei tritt das Problem der lagerichtigen Zuführung des Kontaktträgers auf,
der zudem eine Lochlaibung zwischen der Befestigungsschraube und
dem Kontaktträger
erreichen muß.
Das Anschrauben der Befestigungsschraube nimmt einen wesentlichen
Teil der Anschlußzeit
in Anspruch.
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Um
diese Zeiten zu verringern wurden Lösungen entwickelt, die die
Befestigungsschrauben durch ein Rastsystem ersetzen. Bei diesen
Lösungen wurden
die Funktionen Haltekraft des Kontaktträgers im Umgehäuse und
Sicherung der Lageposition des Kontaktträgers im Umgehäuse getrennt
gelöst.
Dies führt
zu folgender Weise der Montage:
Der Kontaktträger wird
teilweise axial dem Umgehäuse
zugeführt
und dann durch eine radiale Drehung in eine Position der Verrastung
gebracht. Nun greifen Rastelemente ineinander die den Kontaktträger gegen
ein Verdrehen absichern.
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Folgende
Problematik hat sich hierbei herausgestellt:
Die Absicherung
der Verdrehung ist nicht Jedermann geläufig und bedarf eines größeren Erklärungsaufwandes.
Die Lagefixierung erfolgt in axialer und radialer Bewegungsrichtung,
was zur Folge hat das Anwender die große Stückzahlen anschließen spezielle Vorrichtungen
nutzen müssen
die beide Bewegungsrichtungen abdecken. Nicht in allen Anwendungsfällen ist
eine radiale Relativbewegung des Kontaktträgers zum Umgehäuse möglich.
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Es
gibt auch Verrastungen in den oben genannten Bereichen für Steckvorrichtungen,
die in axialer Steckrichtung wirken. Diese sind jedoch bleibende
Verrastungen die so ausgelegt sind das sie nicht mehr gelöst werden
können.
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Aus
der Patentschrift
DT
24 58 254 A1 ist eine Steckvorrichtung bekannt die ein
federndes Element aufweist, daß am
Ende eine druckknopfartige Anformung besitzt die beim Einstecken
in das Umgehäuse
in eine den umhüllenden
Mantel durchquerende Öffnung
eintaucht und verrastet. Beim Öffnen
der Steckvorrichtung, vorwiegend mittels Schraubendreher muss dieser
Druckknopf aus der Öffnung
ins Innere des Gehäuses
gedrückt
werden wofür
in der Regel beide Hände
notwendig sind. Gleichzeitig muß aber
auch der Kontaktträgers
aus dem Umgehäuse gezogen
werden. Diese Vorgehensweise ist im Handling sehr unpraktisch und
führt in
den meisten Fällen
zu Beschädigungen
durch den Schraubendreher an der Öffnung am Umgehäuse und
somit zu undichten Stellen am Umgehäuse.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Montageform zu entwickeln,
die es ermöglicht
den Kontaktträger
oder das Gerätevorderteil axial
dem Umgehäuse
zuzuführen
und dabei eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zum Umgehäuse herzustellen
und diese Verbindung mittels eines Betätigungselementes wieder zu
lösen.
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Diese
Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß der
Kontaktträger
Rastelemente aufweist, die eine kraft- und oder formschlüssige Verbindung
zum Umgehäuse
herstellen oder mittelbar, durch Inanspruchnahme von Zusatzelementen,
die mit dem Umgehäuse
verbunden sind und somit eine kraft- und oder formschlüssige Verbindung
herstellen, und daß diese
Verrastung durch Betätigungselemente
die am Umgehäuse
befestigt sind wieder gelöst
werden kann.
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Erfindungsgemäß wird weiter
vorgeschlagen, daß vorzugsweise
der Kontaktträger
Rastelemente aufweist, die entweder separat an den Kontaktträger montiert
werden und aus federndem Metall oder geeignetem Kunststoff bestehen.
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Eine
Modifikation des Erfindungsgedanken sieht vor, die Rastelemente
und den Kontaktträger ganzheitlich
in einem Stück
zu fertigen
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Eine
zweckmäßige Ausgestaltung
der Verrastung kann einerseits so erfolgen, daß die Rastung direkt mit dem
Umgehäuse
eine form und kraftschlüssige
Verbindung bildet wie in Variante 1 dargestellt oder aber andererseits
wie in Variante 2 dargestellt, daß der Form- und Kraftsschluß mittelbar über zusätzliche
Elemente mit dem Umgehäuse
erzeugt wird.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform des
Betätigungselementes
ragt dieses in eine Nut in den Kontaktträger hinein und übernimmt
durch eine schräg
angeformte Fläche,
die sich im Winkel zur Drehachse befindet, die Funktion der Entriegelung.
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Es
folgt nun eine detaillierte Beschreibung der Erfindung anhand zweier
Ausführungsbeispiele für eine Schutzkontaktsteckvorrichtung
als Kupplungsausführung,
wobei eine mögliche
Variante für eine
mittelbare und eine mögliche
Variante für
eine unmittelbare Verrastungsmöglichkeit
dargestellt ist. Dabei zeigt:
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1 eine
explosionsartige Darstellung der Gesamtbaugruppe mit unmittelbarer
Verrastungsmöglichkeit
in einer perspektivischen Ansicht.
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2 einen
Vollschnitt der Gesamtbaugruppe mit unmittelbare Verrastungsmöglichkeit
in Rastposition
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3 eine
Detailansicht der 2, die den Rastbereich vergrößert darstellt.
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4 eine
perspektivische Ansicht des Kontaktträgers
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5 eine
perspektivische Ansicht eines möglichen
Betätigungselementes
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6 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rastelementes mit Ausformung und
Rastkantendarstellung.
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7 eine
explosionsartige Darstellung der Gesamtbaugruppe mit mittelbarer
Verrastungsmöglichkeit
in einer perspektivischen Ansicht.
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8 einen
Vollschnitt der Gesamtbaugruppe mit mittelbare Verrastungsmöglichkeit
in Rastposition.
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9 eine
Detailansicht der 8, die den Rastbereich vergrößert darstellt.
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10 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rastelementes mit Ausformung und
Rastkantendarstellung.
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11 eine
perspektivische Ansicht einer Blechmutter mit Gewindedurchzug
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In
den 1 bis 11 ist eine mögliche Form
einer elektrischen Steckvorrichtung hier beispielhaft an Hand einer
Schutzkontaktkupplung dargestellt.
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In
den 1 bis 6 sind die Baugruppen und Einzelteile
für eine
mögliche
Variante der direkten form- und kraftschlüssigen Verbindung zwischen Kontaktträger (1)
und Umgehäuse
(2) dargestellt. In den 7 bis 11 sind
die Baugruppen und Einzelteile für
eine mögliche
Variante der mittelbaren form- und
kraftschlüssigen
Verbindung zwischen Kontaktträger
(1) und Umgehäuse
(2) dargestellt.
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Die 1 zeigt
die Anordnung der Grundelemente bestehend aus dem Kontaktträger (1)
und dem Umgehäuse
(2). Dem Kontaktträger
(1) ist das Rastelement (4a) und die Federaufnahme
(5a), dem Umgehäuse
(2) das Betätigungselement
(3a) und die seitliche Ausformung (18) zugeordnet.
Die Steckrichtungsachse (A) verläuft
zentrisch der Gesamtbaugruppe.
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Die 2 und
die Detailansicht 3 stellen einen Vollschnitt
in verrasteter Position der Gesamtbaugruppe dar, wobei hier eine
mögliche
Variante einer direkten Verrastung abgebildet ist. Die Rastkante (14a)
des Rastelementes (4a) liegt auf der Rastfläche (6)
des Umgehäuses
(2) auf und bildet somit den Form- und Kraftschluß des Kontaktträgers (1)
mit dem Umgehäuse
(2). Das Betätigungselement
(3a) ist so positioniert, daß dieses in der Rastposition
mittig zum Rastelement (4a) gelagert ist.
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In 4 wird
der Kontaktträger
(1) mit dem Bereich der Rastelementenaufnahme (5a)
und der komplementären
Geometrie (19) für
das Betätigungselement
(3a) abgebildet.
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Die 5 zeigt
das Betätigungselement
(3a) mit einem angeformten Positionsanzeiger (12)
und einem Betätigungsschlitz
(8). Des weiteren weist dieses Betätigungselement einen zylindrischen
Führungsbereich
(10) und eine zur Körperachse
schräg geneigte
Druckfläche
(7) auf. Der Abschluß des
Betätigungselementes
(3a) wird durch eine konzentrisch angeordnete Kreisscheibe
gebildet die die Führungsflächen (11a und 11b)
bilden.
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In 6 ist
beispielhaft eine mögliche
Variante eines Rastelementes (4a) in Form einer gebogenen
Blattfeder mit der Rastkante (14a), der Führungsausformung
(15a), dem Federschenkel (13a) und dem Federende
(16a) mit den Rastzungen (17a) dargestellt.
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Wie 1 zeigt
auch 7 die Anordnung der Grundelemente in einer Explosionsdarstellung für eine Verbindungsvariante
mit mittelbarem Form- und Kraftschluß vom Kontaktträger (1)
mit der Federaufnahme (5b) und dem Rastelement (4b).
Dem Umgehäuse
(2) werden die Blechmutter (20) und das Betätigungselement
(3b) sowie die seitliche Ausformung (18) zugeordnet.
Auch hier verläuft
die Steckrichtungsachse (A) zentrisch zur Gesamtbaugruppe.
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Die 8 und
die 9 sind ebenso wie 2 und 3 Vollschnitt-
und Detailansichtsdarstellungen der Gesamtbaugruppe in verrasteter
Position, wobei hier eine mögliche
Variante einer mittelbaren Verrastung abgebildet ist. Die Rastkante
(14b) des Rastelementes (4b) liegt auf dem Umfang
des Betätigungselementes
(3b) auf und bildet somit den mittelbaren Form- und Kraftschluß des Kontaktträgers (1)
mit dem Umgehäuse
(2). Das Betätigungselement
(3b) ist so positioniert, daß dieses in der Rastposition
mittig zum Rastelement (4b) gelagert ist.
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Die 10 ist
beispielhaft eine weitere mögliche
Variante eines Rastelementes (4b) in Form einer gebogenen
Blattfeder mit der Rastkante (14b), dem Führungsausformung
(15b), dem Federschenkel (13b) und dem Federende
(16b) mit den ausgestellten Rastzungen (17b) dargestellt.
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Die 11 stellt
die Blechmutter (20) mit einem Gewindedurchzug (21)
dar.
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Die
Montage, das Stecken, das Verrasten und das Entriegeln der Steckvorrichtung
mit dem erfindungsgemäßen Aufbau
der Einzelteile erfolgt beispielhaft an zwei nachstehend beschriebenen
Varianten. Die erste Variante wird durch die 1 bis 6 dargestellt
und die Variante 2 wird an Hand der 7 bis 11 erläutert.
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Die
erste Variante verfolgt den Gedanken einer unmittelbaren Verrastung.
Hierzu wird das Rastelement (4a) in die Rastelementenaufnahme
(5a) des Kontaktträgers
(1) eingesteckt und über
ausgestellte Rastzungen (17a) des Rastelementes (4a)
mit dem Kontaktträger
(1) form- und kraftschlüssig
verbunden. Das Betätigungselement
(3a) wird seitlich dem Umgehäuse (2) zugeführt und
bildet mit der Führungsfläche (10)
des Betätigungselementes
(3a) und der Ausformung (18) des Umgehäuse (2)
einen Formschluß.
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Der
Kontaktträger
(1) wird mit dem Rastelement (4a) in das Umgehäuse (2)
mit dem Betätigungselement
(3a) in Richtung der Steckachse (A) eingeschoben. Dabei
läuft die
Auflauffläche
(13a) des Rastelementes (4a) auf die Anlaufschräge (9) des
Umgehäuses
(2) auf und drückt
das Rastelement (3a) zusammen. Nachdem die Rastkante (13a)
des Rastelementes (3a) die Rastkante (6) des Umgehäuses (2)
passiert hat entspannt sich das Rastelement (3a) und tritt
mit der Rastkante (13a) in den Freiraum (22) hinter
der Rastkante (6) des Umgehäuses (2) ein und bildet
somit einen Formschluß mit
dem Umgehäuse
(2). Gleichzeitig wird beim Einschieben des Kontaktträgers (1)
in das Umgehäuse
(2) das Betätigungselement
(3a) mit dem unteren Ende, an dem sich die Führungsflächen (11a und 11b)
befinden, in eine komplementäre
Geometrie (19) des Kontaktträgers (1) und dem Führungsausbruch
(15a) des Rastelementes (4a) eingeführt. Die
Führungsflächen (11a und 11b)
bilden mit der komplementäre
Geometrie (19) des Kontaktträgers (1) ein Wiederlager
und halten das Betätigungselement
(3a) in Position. Unter Zuhilfenahme eines Schraubendrehers
kann nun das Betätigungselement
(3a) mittels des Betätigungsschlitzes
(8) um die eigene Achse gedreht werden wobei sich die Position
der geneigten Druckfläche
(7) so verändert
das die Umlaufkante der Druckfläche
(7) den angelegten Federschenkel (13a) zusammendrückt und
die Rastkante (14a) des Rastelementes (4a) von
der Rastfläche
(6) des Umgehäuse (2)
herunter schiebt Durch die Positionsanzeige (12) des Betätigungselementes
(3a) kann von Außen
der Entriegelte Zustand abgelesen werden und der Kontaktträger (1)
dem Umgehäuse
(2) wieder entnommen werden.
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Variante
2 zeigt eine mögliche
Lösung
eines mittelbaren Form- und
Kraftschlußes
zwischen Kontaktträger
(1) und Umgehäuse
(2). Wie auch bei Variante 1 wird das Rastelement (4b)
in die Rastelementenaufnahme (5b) des Kontaktträger (1)
eingesteckt. Dies geschieht hier im Gegensatz zur Variante 1 nicht axial
sondern seitlich. Zudem wird die Blechmutter (20) in das
Umgehäuse
(2) eingeschoben. Nun wird das Betätigungselement (3b),
hier in Form einer Gewindschraube, durch das Umgehäuse (2)
in den Gewindedurchzug (21) der Blechmutter (20)
eingedreht.
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Der
Kontaktträger
(1) wird mit dem Rastelement (4b) in das Umgehäuse (2)
und dem Betätigungselement
(3b) in Richtung der Steckachse (A) eingeschoben. Das Rastelement
(4b) läuft
mit dem Federschenkel (13b) auf das Betätigungselement (3b)
auf und wird zur Körpermitte
hin gebogen. Nach erreichen der Endlage federt das Rastelement (4b) zurück und nimmt
das Betätigungselement
(3b) im mittleren Führungsausbruch
(15b) auf und die Rastkante (14b) des Rastelementes
(4b) bildet mit der Kontur des Betätigungselementes (3b)
den Form- und Kraftschluß.
Durch einfaches herausdrehen des Betätigungselementes (3b)
wird die Rastkante (14b) des Rastelementes (4b)
freigegeben und der Kontaktträger
(1) kann dem Umgehäuse
(2) entnommen werden.
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- A
- Steckrichtung
Axialachse
- 1
- Kontaktträger
- 2
- Umgehäuse
- 3
- Betätigungselement
(a u. b)
- 4
- Rastelement
(a u. b)
- 5
- Rastelementenaufnahme
(a u. b)
- 6
- Rastkante
Umgehäuse
- 7
- Druckfläche Betätigungselement
- 8
- Betätigungsschlitz
- 9
- Anlaufschräge Umgehäuse
- 10
- Verbindungsfläche Umgehäuse
- 11
- Führungssfläche Betätigungselement
(a u. b)
- 12
- Positionsanzeiger
- 13
- Federschenkel
(a u. b)
- 14
- Rastkante
(a u. b)
- 15
- Führungsausformung
(a u. b)
- 16
- Befestigungsende
Rastelement (a u. b)
- 17
- Rastzungen
der Rastelemente (a u. b)
- 18
- Seitliche
Ausformung des Umgehäuses
- 19
- Komplementäre Aufnahme
für Betätigungselement
- 20
- Blechmutter
- 21
- Gewindedurchzug
- 22
- Freiraum
für Rastfederschenkel