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Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckvorrichtung zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen mit einem Steckerteil und einem Steckdosenteil, welches Steckdosenteil wenigstens ein Außengehäuse und ein relativ zu diesem verdrehbares Innenteil aufweist, wobei im Innenteil ein Verriegelungsstift längsverschieblich gelagert ist.
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Solche Steckvorrichtungen sind beispielsweise aus der
EP 1344 286 B1 oder
EP 1208 619 B1 bekannt. Das vorbekannte Innenteil ist zwischen Aus- und Einschaltstellung verdrehbar im Steckdosenteil gelagert. Der Verriegelungsstift ist zwischen einer eingedrückten Blockier- und einer vom Innenteil vorstehenden Freigabestellung verstellbar gelagert. In Freigabestellung des Verriegelungsstiftes ist das Innenteil zwischen Aus- und Einschaltstellung verdrehbar. Diese Verdrehung erfolgt über das eingesteckte Steckerteil.
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Bei den vorangehend genannten Druckschriften wird entsprechend die Steckvorrichtung vor Lösen des Steckerteils stromlos geschaltet, da ein Entfernen des Steckerteils nur dann erfolgen sollte, wenn vorher in Ausschaltstellung verdreht wurde.
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Der Verriegelungsstift weist außerdem ein Adapterende auf, das von einer entsprechenden Adaptervertiefung des Steckerteils aufgenommen wird, wenn Steckerteil und Steckdosenteil zueinander passen. Passt die Adaptervertiefung im Steckerteil nicht zum Adapterende des Verriegelungsstiftes, so wird der Verriegelungsstift in das Innenteil hineingedrückt.
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Nachteilig bei dem vorbekannten Stand der Technik ist, dass zwar ein Strom durch Verdrehen des Innenteils unterbrochen werden kann, während allerdings kein direktes Ein- oder Ausschalten der der Steckvorrichtung zugeordneten Last möglich ist. Das heißt, in der elektrischen Steckvorrichtung wird die Eigenschaft des Steckens und des Ein-/Ausschalten des Stroms kombiniert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Steckvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass diese einfach ein direktes Ausschalten der zugeordneten Last ermöglicht und gegebenenfalls auch unterschiedliche Lasten mit anderen Möglichkeiten zum Ein- und Ausschalten durch die selbe Steckvorrichtung schaltbar sind.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Verriegelungsstift an einem seinem Adapterende gegenüberliegenden Eingriffsende mit einer Schaltachse zum Ein-/Ausschalten der Last in Eingriff ist. Das heißt, bei einem zum Steckdosenteil passenden Steckerteil wird der Verriegelungsstift in seiner Position und insbesondere in axialer Richtung durch das Steckerteil nicht beeinflusst, sodass eine Verdrehung des Innenteils relativ zum Außengehäuse des Steckdosenteils möglich ist. Durch den gleichzeitigen Eingriff von Verriegelungsstift und Schaltachse erfolgt in diesem Zusammenhang ebenfalls ein Ein- bzw. Ausschalten der Last.
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Werden andere Lasten mit anderen Schaltachsen verwendet, kann dies in einfacher Weise erfolgen, indem beispielsweise auch ein anderer Verriegelungsstift verwendet wird, der wiederum mit seinem Eingriffsende mit der Schaltachse in Eingriff ist.
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Erfindungsgemäß erfolgt auf diese Weise ein direktes Ein- und Ausschalten der Last, wobei dies zusätzlich zum Stromlosschalten der elektrischen Steckvorrichtung nach den oben genannten Europäischen Patentschriften erfolgen kann. Dies kann gegebenenfalls auch zeitlich versetzt erfolgen, sodass zuerst ein Ein- und Ausschalten der Last und anschließend ein Stromlosschalten der elektrischen Steckvorrichtung erfolgt.
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Zur Anordnung der Last direkt beim Steckdosenteil, kann die Last in einem Schalterrückteil angeordnet sein und die Schaltachse aus dem Schalterrückteil in Richtung Verriegelungsstift vorstehen. Schalterrückteil und übriges Steckdosenteil können lösbar miteinander verbunden sein, sodass das Schalterrückteil mit entsprechender Last austauschbar ist.
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Um das Schalterrückteil auf Seiten des Innenteils abdecken zu können, kann das Schalterrückteil an seinem dem Innenteil zuweisenden Vorderende durch einen Deckel abgedeckt werden.
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In der Regel erfolgt die elektrische Versorgung des Steckdosenteils von der Rückseite her, sodass beispielsweise eine elektrische Verbindung durch Schalterrückteil und Deckel in Richtung Innenteil hindurch geführt werden kann. In diesem Zusammenhang kann es als Vorteilhaft angesehen werden, wenn im Deckel Kontaktelementöffnungen und eine Schaltachsenöffnung ausgebildet sind. Die Kontaktelementöffnungen dienen zum Einstecken oder Durchführen entsprechender Kontaktelemente.
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Da erfindungsgemäß die elektrische Steckvorrichtung für den explosionsgefährdeten Bereich geeignet ist, erweist es sich in diesem Zusammenhang als günstig, wenn Kontaktelementöffnungen und Schaltachsenöffnung durchschlagsicher bei eingesteckten Kontaktelementen und eingesteckter Schaltachse ausgebildet sind.
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Die weitere elektrische Verbindung kann dann beispielsweise in der Weise erfolgen, dass die Kontaktelemente mit im Innenteil angeordneten Einsteckbuchsen für Steckerkontaktstifte elektrisch verbunden sind.
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Um das Schalterrückteil mit Deckel bereits für sich einsatzfähig für explosionsgefährdete Bereiche auszugestalten, kann es von Vorteil sein, wenn der Deckel mit dem Schalterrückteil unter Bildung von zünddurchschlagsicheren Spalten verschraubbar ist. Es besteht allerdings ebenfalls die Möglichkeit, dass der Deckel mit dem Schalterrückteil verklebt oder verschweißt ist. Das Verschweißen kann durch Reibschweißen erfolgen. Auch in diesem Fall hätte man eine entsprechende Schutzart für explosionsgefährdete Bereiche, beispielsweise die Schutzart Ex-d.
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Um in einfacher Weise zu gewährleisten, dass bei einem nicht zum Steckdosenteil passenden Steckerteil keine relative Verdrehung zwischen beiden möglich ist, kann ein Verriegelungseinsatz zwischen Innenteil und Deckel angeordnet sein, welcher eine Drehführung für das Innenteil und eine Verriegelungseinrichtung für den Verriegelungsstift aufweist.
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Durch die Verriegelungseinrichtung wird insbesondere ein Verdrehen des Verriegelungsstiftes und damit des Steckerinnenteils verhindert, siehe die oben benannten Druckschriften, sodass ein Stromlosschalten der elektrischen Steckvorrichtung bzw. ein Ein-/Ausschalten der Last nicht möglich ist. Nur falls die entsprechende Adapterausnehmung des Steckerteils zum Adapterende des Verriegelungsstiftes passt, erfolgt keine Verriegelung des Verriegelungsstiftes und das Steckerinnenteil ist relativ zum Außengehäuse verdrehbar.
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Bei einem einfachen Ausführungsbeispiel ist es denkbar, dass die Drehführung als in Richtung Innenteil vorstehende Führungswand, Führungswandabschnitte oder auch Führungswände ausgebildet ist. Mit dieser oder diesen sind Führungsnuten und/oder Führungsausnehmungen am Innenteil in Eingriff, sodass eine Relativverdrehung zwischen Innenteil und Verriegelungseinsatz möglich ist.
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Eine relativ einfach aufgebaute und sicher arbeitende Verriegelungseinrichtung kann sich dadurch ergeben, dass diese eine Stiftaufnahme mit wenigstens einer in Richtung Verriegelungsstift offenen Verriegelungsausnehmung aufweist, in welche ein am Verriegelungsstift im Wesentlichen radial vorstehender Verriegelungsvorsprung bei axial in Richtung Verriegelungseinsatz verschobenen Verriegelungsstift drehtfest eingreift. Das heißt, wird der Verriegelungsstift axial in Richtung Verriegelungseinsatz verschoben, gerät der Verriegelungsvorsprung mit der Verriegelungsausnehmung in Eingriff, sodass der Verriegelungsstift drehfest, wenn auch gegebenenfalls weiter axial verschieblich in dem Verriegelungseinsatz angeordnet ist.
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Durch die drehfeste Anordnung des Verriegelungsstiftes in dem Verriegelungseinsatz ist ebenfalls keine Relativdrehung mehr von Innenteil relativ zum Steckdosenteil bzw. Außengehäuse des Steckdosenteils möglich.
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Um auch in diesem Zusammenhang einen entsprechenden Kontakt zwischen Verriegelungsstift und Schaltachse zu ermöglichen, erweist es sich als günstig, wenn Verriegelungsstift und Schaltachse axial verschieblich miteinander in Eingriff sind. Das heißt, wenn der Verriegelungsstift durch das Steckerteil nicht in seiner Position verändert wird, das heißt nicht axial verschoben wird, so ist ein Eingriff zwischen Verriegelungsstift und Schaltachse vorhanden, um bei Relativdrehung des Innenteils und des Verriegelungsstiftes relativ zum Außengehäuse die Schaltachse zum Ein-/Ausschalten der Last zu verdrehen. Wird der Verriegelungsstift durch ein nicht zum Steckdosenteil passendes Steckerteil axial verschoben, so bleibt der Eingriff mit der Schaltachse bestehen. Allerdings kann ein Ein- oder Ausschalten der Last nicht erfolgen, da der Verriegelungsstift drehfest im Verriegelungseinsatz gehalten ist und eine Relativdrehung vom Innenteil relativ zum Außengehäuse nicht möglich ist.
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Um einen entsprechenden Eingriff zwischen Verriegelungsstift und Schaltachse in einfacher Weise zu ermöglichen, ist es denkbar, dass die Schaltachse einen Einsteckschlitz an ihrem Verbindungsende aufweist, in welchen das Eingriffsende des Verriegelungsstiftes axial verschieblich eingreift, wobei neben dem Einsteckschlitz zumindest eine Schlitzöffnung gebildet ist, in die ein Einsteckvorsprung am Eingriffsende axial verschieblich eingreift. Dadurch ergibt sich eine relativ stabile Verbindung zwischen Schaltachse und Verriegelungsstift, die sicher eine Verdrehung beider zusammen zum Ein-/Ausschalten der Last ermöglicht. Es ist ebenfalls denkbar, dass neben dem Einsteckschlitz mehrere Schlitzöffnungen gebildet sind, in die eine entsprechende Anzahl von Einsteckvorsprüngen am Eingriffsende des Verriegelungsstiftes eingreifen.
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Um in einfacher Weise die elektrische Verbindung nach hinten in Richtung Steckdosenteil führen zu können, ist es gegebenenfalls günstig, wenn die Kontaktelemente über eine elektrische Verbindung mit Steckkontakten verbunden sind, welche am Hinterende des Schalterrückteils in Steckkontaktöffnungen unter Bildung eines zünddurschlagsicheren Spaltes einsteckbar sind. Der Spalt kann auch verklebt sein. Der Spalt genügt dabei der Zündschutzart Ex-d. Die elektrischen Verbindungen können in Form von elektrischen Kabeln oder dergleichen ausgebildet sein. Die Steckkontaktöffnungen sind durch das Hinterende hindurchgeführt, um von außen elektrische Leitungen am Steckdosenteil bzw. Schalterrückteil anzuschließen.
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Um auch in diesem Bereich den Anforderungen an den Explosionsschutz zu genügen, können zwischen Steckkontaktöffnungen und eingesteckten Steckkontakten entsprechend zünddurchschlagsichere Spalte gebildet sein.
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Eine solche Last ist beispielsweise ein Industrieschalter, welcher über zusätzliche Steckkontakte oder Stecklaschen in der Steckvorrichtung in entsprechender Schutzart, wie Ex-d anwendbar ist. Die Steckkontakte/-laschen dienen zur elektrischen Verbindung.
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Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel durch die in der Zeichnung beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1: Eine perspektivische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Steckvorrichtung aus Steckerteil und Steckdosenteil;
- 2: Eine auseinandergezogene Darstellung eines erfindungsgemäßen Steckdosenteils in seitlicher Ansicht;
- 3: Das Steckdosenteil nach 2 in einem Längsschnitt und zusammengesetzt, und
- 4: Eine vergrößerte Darstellung eines Kontaktelements.
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1 ist eine perspektivische Ansicht von schräg vorne auf ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Steckvorrichtung 1. Diese umfasst ein Steckerteil 2 und ein Steckdosenteil 3. Diese sind in 1 in miteinander verbundener Anordnung dargestellt. Das Steckerteil 2 weist an seinem vorderen Ende eine Öffnung für ein nicht dargestelltes Kabel auf. Dieses ist in das Steckerteil 2 hingeführt und dort mit entsprechenden, insbesondere stiftförmigen Steckkontakten verbunden. Ein Verriegeln von Steckerteil 2 und Steckdosenteil 3 erfolgt über eine entsprechende Befestigungsvorrichtung, die bei dargestelltem Ausführungsbeispiel als Bajonettverschluss ausgebildet ist.
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Sowohl zum Befestigen des Steckerteils 2 am Steckdosenteil 3 als auch zum entsprechenden Schalten einer Last in einem an hinteren Ende des Steckdosenteils 3 sichtbaren Schalterrückteils 11, erfolgt eine Relativverdrehung von Steckerteil und Steckdosenteil um einen entsprechenden Drehwinkel. Dieser beträgt beispielsweise zwischen 20° und 120°, vorzugsweise zwischen 40° und 100° und insbesondere bevorzugt zwischen 60° und 90°. Zur entsprechenden Festlegung eines Drehwinkels kann an einem vorderen Ende des Steckdosenteils oder auch am Steckerteil eine Drehverstellkennzeichnung ausgebildet sein. Diese kann auch einen Endanschlag aufweisen, der beispielsweise die Verriegelungsstellung bzw. die Einschaltstellung von Steckerteil relativ zum Steckdosenteil festlegt.
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Das Steckdosenteil 3 ist nach 1 an seinem vorderen Ende offen, wobei ein entsprechender Verschlussdeckel 37 seitlich neben dem Steckdosenteil 3 angeordnet ist.
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In 2 ist das Steckdosenteil 3 aus 1 in einer seitlichen auseinandergezogenen Darstellung abgebildet.
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In einem Außengehäuse 4 ist ein Innenteil 5 angeordnet, dass relativ zum Außengehäuse 4 drehbar gelagert ist. In diesem Innenteil 5 sind (nicht dargestellt) Einsteckbuchsen angeordnet, siehe 3, in die entsprechende Steckerstifte bei im Steckdosenteil 3 eingesteckten Steckerteil 2 eingesteckt sind.
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In dem Innenteil 5 ist in einer mittigen Öffnung ein Verriegelungsstift 6 gelagert, der in 2 separat zwischen Außengehäuse 4 und einem Verriegelungseinsatz 19 dargestellt ist. Der Verriegelungsstift 6 weist ein Adapterende 7 auf, das aus dem Innenteil 5 in Richtung Steckerteil 2 vorsteht. Auf dieses Adapterende 7 wird in der Regel eine passende Adapterausnehmung im Steckerteil 2 aufgesteckt. Der Verriegelungsstift weist an seinem dem Adapterende 7 gegenüberliegenden Eingriffsende 8 seitlich vorstehende Einsteckvorsprünge 31 auf, die von einem im Wesentlichen mittig angeordneten Einsteckvorsprung 38, der sich in Axialrichtung erstreckt, abstehen. Weiterhin weist der Verriegelungsstift 6 benachbart zu seinem Eingriffsende 8 eine Reihe von radial nach außen vorstehenden Verriegelungsvorsprüngen 27 auf. Diese werden in Zusammenhang mit 3 und dem Verriegelungseinsatz 19 näher erläutert.
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Der Verrieglungseinsatz 19 weist eine mittige Öffnung auf, durch welche zumindest das Eingriffsende 8 des Verriegelungsstiftes 6 in Richtung Schaltachse 9 durchgeführt ist. Die Schaltachse 9 weist ein Verbindungsende 29 auf. In diesem ist in etwa mittig ein Einsteckschlitz 28 zur Aufnahme des Einsteckvorsprungs 38 ausgebildet. Außerdem sind seitlich neben dem Einsteckschlitz zumindest zwei Schlitzöffnungen 30 angeordnet, in die die Einsteckvorsprünge 31 eingreifen. Eingriffsende 8 und Verbindungsende 29 sind axial verschieblich miteinander verbunden.
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An seinem dem Verbindungsende 29 gegenüberliegenden Ende weist die Schaltachse 9 einen Einsteckvorsprung 38 auf.
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An seinem dem Verbindungsende 29 gegenüberliegenden Ende weist die Schaltachse 9 einen Vorsprung 39 auf, der einen eckigen Querschnitt aufweist und der in eine entsprechende Aufnahme 40 an der Last 10 einsteckbar ist.
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Zwischen Schaltachse 9 und Last 10 ist ein Deckel 13 angeordnet, der auf ein entsprechendes Vorderende 12 eines Schalterrückteils 11 aufsetzbar oder in dieses einsetzbar ist. Die Last 10 ist bei zusammengesetztem Steckdosenteil 3 in dem Schalterrückteil 11 angeordnet, siehe auch 3, und das entsprechende Vorderende 12 ist durch den Deckel 13 geschlossen. Von der Last 10 vorstehende Kontaktelemente 16 sind von entsprechenden Kontaktelementöffnungen 14 im Deckel 13 aufgenommen, wobei im Deckel weiterhin eine Schaltachsenöffnung 15 zum Einführen bzw. Durchführen der Schaltachse 9 ausgebildet ist.
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Die Last 10 weist auf ihrer vom Deckel 13 fortweisenden Hinterseite eine Anzahl Steckkontakten 33 auf, die in entsprechende Steckkontaktöffnungen 35, siehe 3, am Hinterende 34 des Schalterrückteils 11 einsteckbar sind. Diese Steckkontakte 33 dienen zum Anschließen von elektrischen Verbindungsleitungen im Bereich des Hinterendes 34.
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Die Kontaktelemente 16 der Last 10 sind mit den Steckkontakten 33 über kabelförmige elektrische Verbindungen 32 verbunden.
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Die Last ist ein Industriestecker, welcher über die Kontaktelemente 16 und Verbindungen 32 in Form von Laschen in Zündschutzart Ex-d in der Steckvorrichtung anordbar ist.
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In 3 sind die entsprechenden Einzelteile nach 2 zusammengesetzt in einem Längsschnitt dargestellt.
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In 3 ist das im Außengehäuse 4 drehbar gelagerte Innenteil 5 erkennbar, in dem eine Anzahl von Einsteckbuchsen 17 angeordnet sind. Die Anzahl der Einsteckbuchsen kann je nach verwendeter Steckvorrichtung unterschiedlich sein, wobei drei, fünf oder auch anderspolige Steckvorrichtungen möglich sind. Diese dienen in der Regel zum Versorgen einer Last oder dergleichen mit 20 bis 100 A.
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Innenteil 5 weist an seinem dem Verriegelungseinsatz 19 zuweisenden Ende eine Reihe von Führungsnuten 23 oder Führungsausnehmungen 24 auf. Diese sind mit entsprechenden Führungswänden 22 in Eingriff oder in Anlage, wobei diese Führungswände 22 Teil einer Drehführung 20 sind. Mittels dieser Drehführung 20 ist Innenteil 5 relativ zum Verriegelungseinsatz 19 verdrehbar gelagert.
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Der Verriegelungsstift 6 steht mit seinem Eingriffsende 8 aus dem Innenteil 5 vor und ist dort mit einer Verriegelungseinrichtung 21 des Verriegelungseinsatzes 19 in Eingriff und entsprechend in einer Stiftaufnahme 25 angeordnet, sowie in Richtung Schaltachse 9 hindurchgeführt. Dort erfolgt der entsprechende Eingriff, siehe auch 2, von Eingriffsende 8 mit Einsteckvorsprung 31 und Einsteckvorsprung 38 sowie Verbindungsende 29 der Schaltachse 9, siehe Einsteckschlitz 28 und Schlitzöffnungen 30.
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Die entsprechenden Kontaktelemente 16 sind durch Kontaktelementöffnungen 14 im Deckel 13 hindurchgeführt und bilden mit diesen zünddurschlagsichere Spalte 18. Dies gilt analog auch für die Schaltachse 9, die in der entsprechenden Schaltachsenöffnung 15 des Deckels 13 unter Bildung zünddurchschlagsicherer Spalte 18 angeordnet ist.
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Im Schalterrückteil 11 ist die Last 10 angeordnet und mittels ihrer Aufnahme 40 mit dem Einsteckvorsprung 38 der Schaltachse 9 verbunden, siehe auch 2. Die entsprechenden Kontaktelemente 16 sind mittels der kabelförmigen elektrischen Verbindung 32 mit den Steckkontakten 33 verbunden, die in 3 in die entsprechenden Steckkontaktöffnungen 35 wiederrum unter Bildung entsprechender durchschlagsicherer Spalte 36 eingesteckt sind. Auf der Außenseite am Hinterende 34 des Schalterrückteils 11 kann über elektrische Verbindungen eine elektrische Kontaktierung erfolgen, die dann im Inneren des Steckdosenteils 3 bis zu den Einsteckbuchsen 17 geführt wird.
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In 4 ist vergrößert das Einstecken von Steckkontakt 33 in Steckkontaktöffnungen 35 dargestellt, wobei in diesem Zusammenhang der entsprechende Spalt 36 gebildet wird.
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Erfindungsgemäß ergibt sich eine Steckvorrichtung 1 und insbesondere ein Steckdosenteil 3, welches explosionsgeschützt aufgebaut und an mehreren Stellen entsprechende zünddurchschlagsichere Spalte 18 bzw. 36 aufweist. In dem Innenteil 5 ist der Verriegelungsstift 6 axial verschieblich gelagert, sodass bei einem passenden Steckerteil 2, siehe hierzu insbesondere Adapterende 7 der Verriegelungsstift 6 axial unverschoben im Innenteil 5 verbleibt und bei anschließendem Verdrehen des Innenteils 5 relativ zum Außengehäuse 4 mittels des Steckerteils 2 der Verrieglungsstift 6 die Schaltachse 9 verdreht, die über ihre Verbindung mit der Last 10 diese ein- bzw. ausschaltet.
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Passt das Steckerteil 2 nicht zum Steckdosenteil 3, siehe nochmals Adapterende 7, so erfolgt eine Längsverschiebung des Verriegelungsstiftes 6 in Richtung Schalterrückteil 11. Durch diese Längsverschiebung geraten die Verriegelungsvorsprünge 27 mit entsprechenden Verriegelungsausnehmungen 26 des Verriegelungseinsatzes 19 in Eingriff, sodass der Verriegelungsstift 6 drehfest vom Verriegelungseinsatz 19 gehalten wird. Dadurch ist einerseits kein Ein- bzw. Ausschalten der Last 10 möglich und andererseits ebenfalls ein Stromlos-/oder-einschalten nach dem oben genannten Stand der Technik verhindert.
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Die entsprechenden Spalten können auch verklebt, reibverschweißt oder in anderer Weise ausgebildet sein, um der Zündschutzart Ex-d zu genügen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1344286 B1 [0002]
- EP 1208619 B1 [0002]