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Die
Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungseinrichtung mit einem
Stecker mit mehreren Kontakten, die mit den entsprechenden Kontakten
einer Buchse in Eingriff treten sollen.
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Um
die Sicherheit von Personen und Sachen zu garantieren, dürfen einerseits
die Stecker und andererseits die Buchsen der Verbindungseinrichtungen
solcher Stromanschlüsse,
insbesondere für
die industrielle Verwendung, die verschiedene Stromarten führen, zumindest
für bestimmte
dieser Stromarten nicht miteinander in Verbindung treten.
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Jedes
der beiden Bauteile Stecker und Buchse besteht im allgemeinen aus
einem Gehäuse
und einem isolierenden Träger
für die
Kontakte, die in zueinander einstellbarer Ausrichtung in diesen
Gehäusen
der beiden Bauteile angebracht sind, welche einander zugeordnete
Mittel zur Führung
und zur Verriegelung durch Drehung aufweisen, damit die Kupplung
dieser Bauteile nur in einer einzigen relativen Winkelposition hergestellt
werden kann.
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Also
wird die Unterscheidung der auf verschiedene Weise versorgten Buchsen
und der entsprechenden Stecker realisiert, indem man für jeden gewünschten
Strom eine bestimmte relative Winkelposition des Kontaktträgers im
Gehäuse
bewirkt.
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Im
Bestreben nach Normung weisen die Buchsen der Verbindungseinrichtungen
dieses Typs im allgemeinen drei Kontaktstellen für die Phasenkontakte und eine
Kontaktstelle für
den Nullleiter, die auf derselben Kreislinie verteilt sind, und
im allgemeinen einen in der Mitte angeordneten Erdkontakt auf, wobei
die Kontaktstellen für
die Phasenkontakte und den Nullleiter regelmäßig winkelbeabstandet sind, bis
auf einen, der versetzt ist, wie es beispielsweise in der Schrift
FR 2270696 A desselben
Anmelders beschrieben ist.
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Andererseits
kennt man auch einen Stromanschluss mit mehreren Kombinationen,
beschrieben im Patent
FR 977303 ,
in dem sich vier Kontaktstellen am Umfang befinden, die auf einer
Kreislinie regelmäßig winkelbeabstandet
sind bis auf die eine, wie bei der vorerwähnten Einrichtung, obwohl hier der
Versatz in Bezug auf zwei Gleichstrom-Kontaktstellen symmetrisch
sein soll. In dieser älteren
Einrichtung erhält
man mehrfache Kombinationen durch eine abnehmbare "Umschalt-Steuerscheibe" ("cadran-combinateur") und es ist nicht
möglich,
wie oben beschrieben, durch einander zugeordnete Mittel zum Führen und
Verriegeln eine Kupplung in nur einer Winkelstellung zuzulassen.
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Im
Stand der Technik, wie es Standard geworden und vom vorerwähnten Dokument
FR 2270696 A gezeigt
ist, sind die Kontaktstellen des Nullleiters und zwei Phasenkontakte
regelmäßig voneinander
durch Bögen
von 90° getrennt,
während
die Stelle des dritten Phasenkontakts um einen gewissen Winkel aus
der regelmäßigen Teilung
versetzt ist.
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So
erlaubt eine solche Einrichtung beispielsweise den Anschluss eines
Steckers für
die Versorgung mit Wechselstrom an ein Gerät, das normalerweise mit Gleichstrom
arbeitet, zu verhindern; sie ermöglicht
dagegen durch die erwähnte
regelmäßige Anordnung
des Nullleiters und der beiden Phasen die Kompatibilität einer
Verbindung von zwei Phasen mit 220 V mit einer Verbindung einer
Phase von 380 V und Nullleiter.
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Um
die große
Anzahl der möglichen
Strom Arten zu bewältigen,
muss die Anzahl der Winkelstellungen des Kontaktträgers im
Gehäuse
vergrößert werden,
jedoch ist klar, dass es zwischen zwei aufeinanderfolgenden Winkelstellungen
einen minimalen Winkel der Produktionstoleranz gibt, der auf die Durchmesser
der Stifte des Steckers und der Öffnungen
der Buchse wie auch auf das Rotationsspiel der Anschlussstücke zurückzuführen ist.
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Bei
der gegebenen Anzahl der zur Zeit verwendeten Dreiphasen-, Einphasen-
und Gleichstromarten wäre
es fortan empfehlenswert, bei dem erwähnten bekannten Einrichtungen
mehr als 70 unterschiedliche Winkelstellungen vorsehen zu können, während es
zurzeit mit einem Versatz von 15° zwischen
zwei aufeinander folgenden Winkelstellungen nur gelingt, 24 Stellungen
(360:15) zu garantieren.
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Um
dieses Problem außer
durch Verringerung des erwähnten
Winkels zu lösen
und durch die Feststellung, dass es nicht mehr nützlich ist, die erwähnte Kompatibilität, zwei
Phasen 220 V und eine Phase 380 V mit Nullleiter, sicherzustellen,
hat der Erfinder die Lösung
zur Verminderung der Anzahl der notwendigen Stellungen gefunden,
ausgehend von einer elektrischen Verbindungseinrichtung mit einem Stecker
mit mehreren zum Eingriff mit den entsprechenden Kontakten einer
Steckbuchse bestimmten Kontakten, wobei sowohl Stecker als auch
Buchse jeweils einen isolierenden Träger für die Kontakte und einander
zugeordnete Führungsmittel
und Verriegelungsmittel aufweisen, die so eingerichtet sind, dass ihre
Kupplung in nur einer relativen Winkelstellung ausgeführt werden
kann, während
die Kontaktstellen für
die Phasenkontakte und die Nullleiterkontakte auf Stecker und Buchse
auf derselben Kreislinie verteilt sind.
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Erfindungsgemäß ist eine
solche Einrichtung dadurch gekennzeichnet, dass alle Kontaktstellen der
Buchse und des Steckers unregelmäßig auf
dieser Kreislinie verteilt sind.
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Bevorzugt
ist die Differenz zwischen zwei Winkeln, die jeweils durch zwei
beliebige Kontaktstellen gebildet werden, etwa gleich einem ganzzahligen Vielfachen
desselben Winkels α,
und beispielsweise umfassen sowohl Stecker als auch Buchse jeweils vier
Kontaktstellen, die vier Winkel bilden, die etwa in gleicher Weise
gleich 90° – 1,5α, 90° – 0,5α, 90° + 0,5α, 90° + 1,5α sind.
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Diese
Lösung
erhält
man, indem man für
die aufeinander folgenden Differenzen einen Wert von ein α vorsieht,
und weil die Winkelsumme natürlich 360° sein muss.
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Außerdem ist
es vorteilhaft, um die Anzahl der möglichen Kombinationen nicht
zu vermindern, dass die Kontaktstellen vier Winkel bilden, wobei
die Summe eines Winkels mit dem benachbarten Winkel deutlich von
180° verschieden
ist.
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In
Anbetracht der beiden vorstehenden Bedingungen ist so der Fall ausgeschlossen,
dass die Winkel 90° – 1,5α und 90° + 1,5α aufeinander
folgen oder einander vorangehen, was zu Lösungen mit vier aufeinander
folgenden Winkeln führt,
die gleich 90° – 1,5α, 90° – 0,5α, 90° + 1,5α bzw. 90° + 0,5α, oder auch
90° – 1,5α, 90° + 0,5α, 90° – 0,5α, 90° + 1,5α bzw. 90° + 0,5α sind.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform sind
die Kontaktstellen für
die drei Phasenkontakte üblicherweise
mit 1, 2 und 3 nummeriert und die Kontaktstelle für den Nulleiter
ist mit N bezeichnet, wobei die mit N bezeichnete Kontaktstelle
nicht zum mit 1 nummerierten Kontakt benachbart ist, während die beiden
von der mit N bezeichneten Kontaktstelle mit den benachbarten Kontaktstellen
gebildeten Winkel etwa 90° – 0,5α und 90° – 1,5α sind.
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So
ist der Winkel zwischen den Kontaktstellen 1 und N so groß wie möglich und
ergibt so insbesondere ein gutes visuelles und mechanisches Gleichgewicht,
was vorteilhaft ist, weil die Versorgung mit einer Phase und Nullleiter
sehr gebräuchlich ist.
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In
diesem Fall und wenn außerdem
gewünscht
ist, das die Winkel «2,N» und «3,N» die kleinsten
Winkel sind (der Nullleiter ist normalerweise spannungsfrei), erhält man zwei
bevorzugte Ausführungsformen,
wobei die durch die Kontaktstellen gebildeten Winkel nach der ersten
Lösung
wie folgt verteilt sind:
«1,2» = 90° + 1,5α
«2,N» = 90° – 0,5α
«N,3» = 90° – 1,5α
«3,1» = 90° + 0,5α.
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Und
nach der anderen Lösung:
«1,2» = 90° + 0,5α
«2,N» = 90° – 1,5α
«N,3» = 90° – 0,5α
«3,1» = 90° + 1,5α.
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Von
diesen beiden Lösungen
kann man noch die erste bevorzugen, wenn man wünscht, das der Winkel «1,2», welcher
der Verwendung von Einphasenstrom zwischen zwei Phasen entspricht,
größer als
der Winkel «3,1» sein soll.
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Bei
einem Wert von 6° für den Winkel α, der einem
minimalen technisch realisierbaren Winkel zwischen zwei aufeinander
folgenden Kontaktstellen entspräche,
sind die von den aufeinander folgenden Kontaktstellen gebildeten
Winkel in etwa 99°,
87°, 81° bzw. 93° oder 93°, 81°, 87° bzw. 99°. Ein solcher Winkel
von 6° ermöglicht es,
60 unterschiedliche Winkelstellungen zu erhalten (360:6).
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Für einen
Wert α von
6° 48', welcher 53 Stellungen
ermöglicht
(wogegen ein Winkel von 7° 30' 48 Stellungen liefert),
hätte man
aufeinanderfolgende Winkel von 100° 11', 86° 36', 79° 49' bzw. 93° 24' oder 93° 24', 79° 49', 86° 36' bzw. 100° 11'.
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Wenn
die Erfindung auch eine mit einem Stecker und einer Buchse versehene
elektrische Verbindungseinrichtung betrifft, so betrifft sie natürlich auch einzeln
einen Stecker oder eine Buchse für
die Bildung einer solchen Verbindungseinrichtung.
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Die
Erfindung wird durch Lektüre
der Beschreibung gut verständlich,
welche mit Bezug auf die beigegebenen Zeichnungen erfolgt, in denen:
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1 eine
Endansicht einer Buchse einer Verbindungseinrichtung nach einer
ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist,
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2 eine
Endansicht des Steckers ist, der mit der Buchse aus 1 zusammenwirken
soll,
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3 ein
Schnitt entlang III-III in 1 nach der
Verbindung der Buchse mit dem Stecker der 1 bzw. 2 ist,
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4 ein
Schnitt entlang IV-IV in Figur eins nach Verbindung der Buchse mit
dem Stecker der 1 bzw. 2 ist,
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5 und 6 den 1 bzw. 2 für eine Buchse
beziehungsweise einen Stecker nach einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform entsprechen.
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Nach
dem vorstehend Gesagten haben wir zwei Ausführungsformen bevorzugt, die
hier in den Zeichnungen wiedergegeben sind, einerseits in den 1 bis 4 und
andererseits 5 und 6, wobei
die Ausführungsform
der 1 bis 4 aus den vorstehend erwähnten Gründen bevorzugt
wird.
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Die
Zeichnungen stellen daher eine elektrische Verbindungseinrichtung
mit einem Stecker 1, 1' und einer Buchse 2, 2' dar, die jeweils
elektrische Kontakte aufweisen, nämlich die Kontakte F1, F2,
F3 und FN für
den Stecker und S1, S2, S3 und SN für die Buchse, wobei diese Kontakte
auf den isolierenden Trägern 3, 3' für den Stecker
und 4, 4' für die Buchse angebracht
sind.
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Die
Kontakte des Steckers und der Buchse sollen miteinander kooperieren,
um die elektrische Verbindung der Einrichtung sicherzustellen, wie
es die 3 und 4 zeigen.
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Die
Kontakte sind in Aufnahmen untergebracht, die in den isolierenden
Trägern
(3, 3'; 4, 4') vorgesehen
sind, wobei die Kontakte des Steckers sich in Form von Stiften darstellen
und die Kontakte der Buchse über
Durchbrüche
zugänglich
sind, die in ihrem isolierenden Träger 4, 4' angebracht
sind.
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Die
Kontakte F1, F2, F3 und FN und S1, S2, S3 und SN bilden Kontakte
für die
Phasen (F1, F2, F3; S1, S2, S3) und einen Nullleiterkontakt (FN;
SN) für
den Stecker beziehungsweise für
den Sockel, die, wie die Zeichnungen zeigen, auf derselben Kreislinie verteilt
sind, während
hier außerdem
ein Mittenkontakt (FT; ST) vorgesehen ist, um einen Erdkontakt zu bilden.
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Wie
die 1, 2 und 5, 6 zeigen,
sind die Kontaktstellen auf dem Stecker und auf der Buchse gewöhnlich mit
1 bis 3 für
die Phasenkontakte nummeriert (F1 bis F3 und S1 bis S3) und für den Nullleiterkontakt
(FN und SN) mit N bezeichnet, wobei hier die Kontaktstellen der
Buchse im Uhrzeigersinn in der Reihenfolge 1, 2, N und 3 gewählt und die
Kontaktstellen des Steckers in gleicher Weise aber natürlich im
umgekehrten Sinn (wenn man die Buchse und den Stecker vom Ende her
betrachtet).
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Die
Verteilung dieser Kontaktstellen ist die Hauptaufgabe der vorliegenden
Erfindung, aber natürlich
ohne Beschränkung
auf diese Nummerierung und auf die Anzahl der Kontakte.
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Außerdem handelt
es sich um bevorzugte und spezielle, nicht beschränkende Ausführungsformen.
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Aus
den vorstehend hervorgetretenen Gründen kann man auch feststellen,
dass für
die Ausführungsform
der 1 bis 4 die von dem Kontaktstellen
gebildeten Winkel wie folgt verteilt sind:
«1,2» = 90° + 1,5α
«2,N» = 90° – 0,5α
«N,3» = 90° – 1,5α
«3,1» = 90° + 0,5α.
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In
der Ausführungsform
der Figuren Ziffer 5 und 6 wurde die Lösung:
«1,2» = 90° + 0,5α
«2,N» = 90° – 1,5α
«N,3» = 90° – 0,5α
«3,1» = 90° + 1,5α gewählt.
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In
den Zeichnungen hat man einen Winkel α von etwa 6° gewählt, der den Winkelbeträgen für die Ausführungsform
der 1 bis 4 in der eben erwähnten Reihenfolge
99°, 87°, 81° und 93° bzw. für die Ausführungsform
der 5 und 6 93°, 81°, 87° und 99° entspricht.