DE3043538A1

DE3043538A1 - Steckverbinder

Info

Publication number: DE3043538A1
Application number: DE19803043538
Authority: DE
Inventors: Jerrel L. Albuquerque N.Mex. Stallard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-11-19
Filing date: 1980-11-18
Publication date: 1981-05-27
Also published as: SE439711B; JPS5686471A; BR8007466A; US4258969A; CA1140644A; GB2063588A; GB2063588B; SE8008108L; ZA807120B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Umkehr Steckverbinder, insbesondere für Drei-Phasen-Wechselstrommotore zum Umkehren der Drehrichtung eines Motors gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 5

Bei Drei-Phasen-Motoren kann eine Umkehrung der Drehrichtung durch Vertauschung von zwei zum Motor führenden Phasenleitern erreicht werden. Bei ortsfesten Installationen, insbesondere jedoch dort, wo eine Umkehrung der Drehrichtung sehr selten vorgenommen werden muß, sind in der Regel keine besonderen Einrichtungen vorgesehen, um eine rasche Umkehr der äußeren Leiterklemmen des Motors zu erreichen. Falls dies jedoch erforderlich ist, muß die Abdeckplatte des Anschlußkastens entfernt werden, worauf manuell zwei der drei Phasenanschlüsse des Motors vertauscht werden. Wenn jedoch der betreffende Drei-Phasen-Motor eine Maschine antreibt, bei welcher während des Betriebes eine Umkehr der Drehrichtung erforderlich ist, kann dies entweder durch Vorsehen eines Umkehrgetriebes oder eines doppelpoligen Wendeschalters erreicht werden, mit welchem zwei der drei phasenführenden Leiter des Motors vertauscht werden. Beide Möglichkeiten werden jedoch in der Regel nur bei relativ ortsfesten Installationen vorgesehen, weil dieselben bei tragbaren bzw. ortsveränderlichen Einrichtungen etwas unpraktisch erscheinen.

Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Steckverbinder zu schaffen, der wenig aufwendig herstellbar und leicht handhabbar ist und mit welchem eine Umkehr der Drehrichtung eines drei-

130022/0845

- 6 phasigen Systems erzielbar ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch Vorsehen der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale erreicht.

Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Erdungsstifte sind dabei derart angeordnet, daß eine Phasenumkehr möglich ist, während gleichzeitig die Erdverbindungen in beiden Richtungen aufrecht erhalten werden. Der erfindungsgemäße Steckverbinder wird dabei mit den gewöhnlichen Vier-Leiter-Kabeln verwendet, wobei einer der Leiter zur Erdung dient. Der erfindunggemäße Steckverbinder ist so ausgebildet, daß dieselbe wirksam gegen Wasser abgedichtet ist und nicht in unbeabsichtigter Weise leicht auseinandergezogen werden kann.

Der erfindungsgemäße Steckverbinder besteht dabei aus einem Stecker und einer Steckdose mit jeweils drei Phasenanschlüssen und zwei Erdanschlüssen. Die mit den Phasen verbundenen Stifte bzw. Buchsen sind jeweils durch dazwischen angeordnete Stifte bzw. Buchsen getrennt, die mit dem entsprechenden Erdungsleiter verbunden sind. Die beiden geerdeten Stifte bzw. Buchsen sind" intern jeweils miteinander verbunden. Demzufolge wird nur ein einziger Er dungs leiter für die jeweilige Steckdose bzw. den Stecker benötigt.

Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

130022/0845

Fig. 1 - eine auseinandergezogene Ansicht der beiden Elemente des erfindungsgemäßen Steckverbinders/

Fig. 2 eine Vorderansicht auf den im Rahmen der

vorliegenden Erfindung vorgesehenen Steckverbinder,

Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Steckverbinders von Fig. 1,

bei welcher die Drehrichtung des Drei-Phasen-Motors im Uhrzeigersinn erfolgt, und

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3, bei welcher

durch Verschwenkung des Steckers um 180° der Motor im Gegenuhrzeigersinn angetrieben ist.

Gemäß Fig. 1 besteht eine bevorzugte Ausführungsform des Steckverbinders aus einer Steckdose 10 und einem Stecker 11. Die beiden Elemente 10, 11 sind vorzugsweise aus Gummi oder einem anderen, kommerziell er^ hältlichen isolierenden synthetischen Harz, beispielsweise aus Phenol- oder verschiedenen Vinylharzen geformt. Ein mit drei Phasen-Leitern 22, 24, 26 und einem Erdungsleiter 32 versehenes Vier-Leiter-Kabel 30 ist in den Stecker 11 eingeformt, wobei die drei Leiter 22, 24, 26 beispielsweise durch Anlöten mit Phasenstiften 2, 4, 6 elektrisch leitend verbunden sind. Der Stecker 11 ist fernerhin mit zwei Erdungsstiften g versehen, die innerhalb des Steckers 11

130022/0845

mit Hilfe eines Leiters 28, der in den Steckerkörper eingebettet ist, miteinander verbunden sind. Dieser Leiter 28 ist mit einem Erdungsleiter 32 verbunden, so daß ein handelsübliches Vier-Leiter-Kabel mit einem Fünf-Stift-Stecker verwendet werden kann. Das vordere Ende des Steckers 11 ist mit einem Ansatz 34 auf seiner.Stirnfläche versehen, in welchem die Ausnehmungen 36, 38, 40 vorgesehen sind, in die Isolierhülsen 42, 44 und 46 eingepreßt sind. Diese Isolierhülsen 42, 44, 46 ergeben eine bessere elektrische Isolierung zwischen den Phasen sowie zwischen den Phasenstiften und den Erdungsstiften. Ferner ergeben diese Isolierhülsen eine bessere Halterung für die Phasenstifte. ·

Gemäß Fig. 2 ist der Querschnitt des Steckers 11 bzw. der Steckdose 10 oval bzw. elliptisch, wobei die fünf Stifte 2, g, 4, g und 6 im wesentlichen entlang der Hauptachse des Steckers 11 angeordnet sind. Die Buchsen 1, 7, 3, 9 und 5 sind fernerhin entlang der Hauptachse der ebenfalls oval geformten Steckdose 10 angeordnet.

Gemäß Fig. 1 ist die Steckdose 10 so geformt, daß sie entsprechende Buchsen aufweist, die der Aufnahme der vorstehenden Stifte des Steckers 11 dienen. Die Steckdose 10 besitzt somit in Übereinstimmung mit Fig. 3 und 4 einen entsprechend ausgebildeten ovalen bzw. elliptischen Querschnitt und ist mit Buchsen 1, 7, 3, 9 und 5 versehen, welche der Aufnahme der Stifte 2, g, 4, g und 6 dienen. Die Buchsen 1, 7, 3, 9 und 5 sind aus einem geeigneten elektrisch leit-

130022/0845

fähigen Metall, beispielsweise Kupfer oder Messing hergestellt. Die Abmessungen derselben ist so gewählt, daß ein guter elektrischer Kontakt mit den entsprechenden Stiften zustandekommt. Wie im Fall der Erdungsstifte g des Steckers 11 sind auch in diesem Fall die Erdungsbuchsen 7 und 9 intern mit Hilfe eines innerhalb der Steckdose 10 eingeformten Leiters 15 miteinander verbunden. Ein ähnlich wie das Kabel 30 ausgebildetes Vier-Leiter-Kabel 19 ist in die Steckdose 10 eingeformt un mittels der Leiter 13, 21 und 17 mit den Buchsen 1,3 bzw. 5 intern elektrisch verbunden. Das andere Ende des Kabels 19 ist mit einem geeigneten Drei-Phasen-Anschluß einer Wechselstromquelle derart verbunden, daß die Leitungsanschlüsse L.., L₂ und L₃ mit den Buchsen 1, 3 und 5 verbunden sind. Eine Erdleitung G ist intern mit dem Leiter 15 verbunden, so daß die Erdbuchsen 7 und 9 gemeinsam an Erde gelegt sind.

Bei den Kabeln 19 und 30 handelt es sich vorzugsweise um Vier-Leiter-Kabel des Typs 14. Es ist jedoch einleuchtend, daß die beiden Elemente des Steckerverbinders derart dimensioniert werden können, daß sie für ein beliebiges Vier-Leiter-Kabel geeignet erscheinen.

Die Buchsen 1, 7, 3₇ 9, 5 sind so ausgelegt, daß ein guter mechanischer und elektrischer Kontakt mit den entsprechenden Stiften hergestellt wird. Um eine relative Bewegung zwischen den beiden Elementen des Steckverbinders zu begrenzen, ist fernerhin die Steckdose 10 mit Aussparungen 23, 25, 27 versehen,

130022/0845

3Q43538

welche der Aufnahme herausragender Bereiche der in Fig. 1 gezeigten Isolierhülsen 42, 44, 46 dienen. Fernerhin ist die Steckdose 10 mit einer Ausnehmung 21 versehen, welche der Aufnahme des Ansatzes 34 des Steckers 11 dient. Die oben erwähnten Aussparungen und Ausnehmungen sind derart dimensioniert, daß ein genauer Sitz gegenüber den entsprechenden Elementen der Steckdose erreicht wird, so daß die relative Bewegbarkeit zwischen den beiden Elementen des Steckverbinders klein gehalten wird, um fernerhin einen guten Sitz herzustellen und gleichzeitig die Stifte und die entsprechenden Buchsen gegen das Eindringen von Wasser zu schützen, ist der Ansatz 34 des Steckers 11 mit einer Nut 52 versehen, in welche in Gummi-0-Ring 50 eingesetzt ist. Der Querschnitt des O-Ringes sowie sein Durchmesser sind derart gewählt, daß derselbe über die Peripherie des Ansatzes 34 herausragt, so daß eine elastische Abdichtung erzielt wird, sobald die beiden Elemente des Steckers ineinandergesteckt werden.

Um den Steckverbinder noch besser gegen das Eindringen von Wasser zu schützen und das unbeabsichtigte Trennen der beiden Elemente zu vermeiden, sind die Steckdose 10 sowie der Stecker 11 mit nach außen geneigten aneinander angepaßten Lippen 29 bzw. 48 versehen. Bei Gebrauch des Steckers können mehrere Lagen eines Isolierbandes um die Lippen 29, 48 gewickelt werden, um auf diese Weise die mechanische Integritat des Steckverbinders zu gewährleisten, während gleichzeitig auf den O-Ring 50 ein zusätzlicher Druck ausgeübt wird.

130022/0845

Die Funktionsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt: Es sei angenommen, daß ein bestimmter Elektromotor 54 intern so verdrahtet ist, daß er im Uhrzeigersinn rotiert, sobald die Phasenstifte 2, 4 und 6 die in Fig. 3 angedeutete Position einnehmen. Wenn dann die Steckdose 10 mit einem geeigneten Drei-Phasen-Wechselstromanschluß verbunden ist, und der Stecker 11 derart in die Steckdose 10 gesteckt wird, daß die Phasen-Stifte 2, 4 und 6 einen elektrischen Kontakt mit den Buchsen 1, 3 und 5 und damit mit den Phasenanschlüssen L.., L„ und L_ herstellen, dann ergibt sich eine elektrische Verbindung der Stifte 2, 4 und 6 über die Leiter 22, 24 26 mit den Motorklemmen 60, 58 und 56.

Um eine Drehumkehr des Motors 54, d. h. eine Rotation entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn, zu erreichen, müssen die beiden Elemente 10, 11 voneinander getrennt werden. Daraufhin wird eines dieser Elemente beispielsweise der Stecker 11 um 180° verschwenkt/ worauf die beiden Elemente erneut zusammengesteckt werden. Sobald dies getan ist, sind gemäß Fig. 4 die Phasenstifte 6, 4 und 2 nunmehr mit den Buchsen 1,3 und 5 und damit mit den Phasenanschlüssen L₁, L„ und L_ verbunden, während dieselben auf der anderen Seite über die Leiter 26, 24, 22 mit den Motorklemmen 60, 58 und 56 verbunden sind. Da eine Umkehr der Drehrichtung durch Vertäu-; schung von zwei Phasen eines Drei-Phasen-Kreises erfolgt, ergibt sich gemäß der Erfindung die gewünschte Drehrichtungsumkehr weil der dritte Phasenstift 4 in der Mitte angeordnet ist und seine Position nicht verändert, wenn entweder die Steckdose 10 oder der

130022/0845

Stecker 11 rotiert wird. Da die Erdungsstifte g miteinander verbunden sind, verändert sich fernerhin nicht die Erdverbindung über den Leiter 32 zu dem Motor 54.
5

Unter Bezug auf die Fig. 3 und 4 ist erkennbar, daß diese lediglich schematische Diagramme darstellen, und nur zur Beschreibung der Funktionsweise der Erfindung dienen. Die gewöhnlicherweise vorgesehenen Start- und Steuerelemente für den Betrieb von schweren Maschinen sind dabei zur Vereinfachung der Zeichnungen weggelassen worden.

Es ergibt sich somit, daß der erfindungsgemäße Steckverbinder neben einer neuen Bauweise auch erhebliche funktioneile Vorteile besitzt: Durch Verwendung von drei Phasenstiften sowie zwei miteinander verbundenen Erdungsstiften kann eine Phasenvertauschung erreicht werden, ohne daß.dabei die Erdverbindungen zum Motor gestört werden. Durch Anordnung der fünf Stifte entlang einer geraden Linie und durch Verwendung von zwei Erdungsstiften auf beiden Seiten eines mittig angeordneten Phasenstiftes kann die Drehrichtungsumkehr durch Verschwenkung eines der Steckerelemente erreicht werden, wobei die Position der Phasenstifte an den Enden vertauscht wird. Durch Anordnung der zwei Erdungsstifte auf jeder Seite des mittig angeordneten Phasenstiftes ergibt sich, daß zwischen jeweils zwei Phasenstiften ein Erdungsstift zu liegen gelangt, so daß ein unbeabsichtigter Phasen-zu-Phasen-Kurzschluß vermieden wird, weil zuerst ein Kurzschluß gegenüber den Er-

130022/08A5

dungsstiften erfolgt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich fernerhin aufgrund des ovalen bzw. elliptischen Querschnitts der beiden Steckerelemente. Diese Form in Verbindung mit den nach außen ragenden Lippen und des Aufbringens eines Isolierbandes erhöht die mechanische Festigkeit des Steckverbinders, wobei die Möglichkeit eines unbeabsichtigten Trennens des Steckverbinders bzw. das Eindringen von Wasser verringert wird. Es muß jedoch festgestellt werden, daß das Aufbringen des Isolierbandes auf den Stecker nicht absolut notwendig ist, und daß ebenfalls andere Querschnittskonfigurationen im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Eine lineare Anordnung von fünf Stiften bzw. Buchsen kann nämlich auch bei Verwendung anderer Querschnitte/ beispielsweise rechteckiger, quadratischer und selbst kreisförmiger Querschnitte, erzielt werden.

130022/0845

Claims

PATENTANWÄLTE DR.KADOR &DR. KLUNKER

K 13 113

17. November 1980

Jerrel L. Stallard
Albuquerque, N. M. 87110 / USA

Steckverbinder

Patentansprüche:

{ 1.)Steckverbinder für Drei-Phasen-Wechselstrom- ^w^motore, bestehend aus einem Stecker als erstem Element mit mehreren, im Stecker eingebetteten Stiften, die aus der Stirnfläche des Steckers herausragen, weiterhin .aus einem ersten Mehrleiterkabel dessen eines Ende mit den Anschlüssen eines Drei-Phasen-Wechselstrommotors verbunden ist und dessen anderes Ende in dem Stecker eingebettet ist, wobei jeder der drei Leiter des Kabels mit einem von drei separaten Stiften des Steckers verbunden ist₇ weiterhin mit einer Steckdose als zweitem Verbinderelement mit mehreren darin eingebetteten Buchsen, die jeweils so angeordnet sind, daß sie den Stiften des Steckers zugeordnet sind und diese aufnehmen

130022/084S

INSPECTED

können, weiterhin mit einem zweiten Mehrleiterkabel dessen eines Ende mit einer Drei-Phasen-Wechselstromquelle verbunden ist und dessen anderes Ende in der Steckdose eingebettet ist, wobei jeder der drei Leiter des zweiten Kabels mit einer der drei separaten Buchsen der Steckdose verbunden ist und wobei die Anordnung der drei Buchsen derjenigen der drei Stifte entspricht, so daß eine Verbindung erfolgen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (11) ein weiteres Paar von Stiften (g) aufweist, die intern innerhalb des Körpers des Steckers (11) miteinander verbunden sind und die weiterhin mit einem vierten Leiter (32) des ersten Mehrleiterkabels (30) verbunden sind und daß die Steckdose (10) ebenfalls mit einem weiteren Paar von Buchsen (7, 9) versehen ist, die intern im Körper der Steckdose miteinander verbunden sind und außerdem mit einem vierten Leiter (G) im zweiten Mehrleiterkabel (19), wobei die beiden Buchsen (7,

9) mit den beiden Stiften (g) verbindbar sind.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Stifte (2, 4, 6) und die drei Buchsen (1, 3, 5) mit den Phasen und das weitere Paar Stifte (g) und Buchsen (7, 9) mit Erde (G) verbunden sind.
3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Phasen- anschlüsse (2, 4, 6; 1, 3, 5) jeweils durch Erdanschlüsse (g, 7, 9) voneinander getrennt sind.

130022/0845
4. Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (2, g, 4, g, 6) des Steckers (11) und die Buchsen (1, 7, 3, 9, 5) der Steckdose (10) entlang einer gemeinsamen geraden Linie angeordnet sind, wobei der mittlere Anschluß (3, 4) der Steckerelemente (10, 11) ein Phasenanschluß (L~) ist und die beiden Erdanschlüsse (g; 7, 9) zu beiden Seiten des mittleren Anschlusses (3, 4) angeordnet sind, so daß eine Ver-Schwenkung eines der beiden Steckerelemente (10,

11) um 180° eine Phasenumkehr von zwei Phasenanschlüssen (L₁, L_) und damit eine Umkehr der Drehrichtung des Motors (54) bewirkt.
5. Steckverbinder nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerelemente (10, 11) ovalen oder elliptischen Querschnitt aufweisen und daß die entsprechenden Anschlüsse (1 bis 9g) längs der Hauptachse dieser ovalen bzw. elliptischen Querschnittsfläche angeordnet sind.
6. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerelemente (10, 11) längs der Außenkanten ihrer Stirnflächen nach außen geneigte Lippen (29, 48) aufweisen.
7. Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Steckerelemente (10, 11) eine Dichtung (50) aufweist.

130022/0845

-A-
8. Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch g ekennzeichnet, daß um den Fuß jedes Phasenstiftes (2, 4, 6) im Stecker (11) stützende Isolierhülsen (42, 44, 46) angeordnet sind.

130022/0845