EXPLOSION-PROOF PLUGGABLE CONNECTOR WITH TURNABLE SOCKET CARRIER

Abstract: An explosion-proof plug connector (1) contains a socket carrier (13), supported rotatably in a housing (3), having plug sockets (59) for plug pins (4) of a plug (2) which can be inserted therein. Behind the socket carrier (13), in the housing (3) there is a switching device via which the sockets (59) can be electrically connected to the associated connecting terminals (8) arranged in the housing (3). The switching device has two sets of switching contacts (61, 51), one of which is electrically connected to the sockets (59) and the other is electrically connected to the connecting terminals (8). A movable retaining member prevents twisting of the socket carrier (13) when the plug (2) is not pushed in, by which means it is ensured that the switching device can be switched on only with the plug (2) inserted. To minimise the number of switching contacts, the switching contacts (61) of the switching device which are electrically connected to the sockets (59) are anchored on the socket carrier (13) and are engaged immediately on rotation of the socket carrier (13) with the associated switching contacts (51), which are connected to the connecting terminals (8). In this way, the switching contacts (51) of at least one set are sprung. <IMAGE>

Description: Explosionsgeschützter Steckverbinder mit drehbarem Buchsenträger Die Erfindung geht aus von einem explosionsgeschützten Steckverbinder mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Buchsenträger, der Steckbuchsen für Steckerstifte eines einführbaren Steckers enthält und hinter dem in dem Gehäuse eine Schalteinrichtung angeordnet ist, über die die Buchsen mit in dem Gehäuse sitzenden Anschlussklemmen verbindbar sind und die zwei Sätze von Schaltkontakten aufweist, von denen der eine an die Anschlussklemmen und der andere an die Buchsen elektrisch angeschlossen ist, sowie mit einem verschiebbaren und durch den eingesetzten Stecker ausqelösten Arretierungsglied für den Buchsenträger und einer in dem Gehäuse ausgebildeten Führungsbahn für eine an dem dem Steckverbinder zugewandten Ende des Steckers befindliche Führungsnase, wobei zum Betätigen der Schalteinrichtung der vollständig eingeführte Stecker mit dem Buchsenträger um einen begrenzten Drehwinkel bezüglich der Drehachse des Buchsenträgers verdreht wird und weniqstens ir eincreschalteten Zustand die Führunris- nase in der Führungsbahn ein Ziehen des Steckers verriegelt. Einen derartigen explosionsgeschützten Steckverbi#- der zeigt die DE-PS zu#2 51 404, bei der hinter dem Buchsenträger ein Kontaktträger fest in dem Gehäuse angeordnet ist, der auf seiner dem Buchsenträger zugewandten Seite Sch'.eifbahnen trägt. Auf diesen Schleifhahnen, von deren 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 xontaktträgerplatte befindet sich ein Schaltrad, das über Stössel bewegliche federvorbelastete Kontaktbrücken betätigt. Die Kontakte brücken dienen dazu, jeweils eine aus der Kontakte träqerplatte 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 entsprechen & n mittig anaeoraneten Aussenvierkant erforderlich, der nach dem Einschieben des Steckers in die Schaltwelle einoreift. Durch anschliessendes Drehen des Steckers werden der Buchsenträger und die Schaltwelle mitgedreht, wobei die Schaltscheibe im Inneren der Schalteinrichtung die beweglichen Kontakt- brücken freigibt, die daraufhin aufgrund der Federvorspannkraft auf die die Schalterkontakte bildenden Laschen schnellen. Ein Ziehen des Steckers im eingeschalteten Zustand wird durch eine bajonett- artige Verbindung zwischen dem Stecker und dem Steckverbinder verhindert, die erst wieder lösbar ist, wenn der Stecker samt dem 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 Ubergangswiderstand aufweist, ist diese Anordnung insbesondere bei hohen Strömen unzweckmässig.Ausserdem tritt bei der Art der verwendeten Kontidbrbcken wegen der fehlenden Gleitbewegung keine Selbstreinigung der Kontakte auf, die mithelfen würde,den Ubergangswiderstand an diesen zwei Kontaktpaaren niedriq zu halten. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn kleine Spannungen zu schalten sind. Eine gleitende Kontaktgabe ist auch vorteilhaft, wenn an den Nontakten beim Tren nen, d.h. dem Abschalten von induktiven Lasten Funkenerosion auftritt. Eine mehrpolige elektrische Sicherheitssteckvorrichtung, die pro Strompfad mit einer geringeren Anzahl von Kontaktpaaren auskommt und bei der auch eine gleitende Kontaktgabe zustandekommt, ist in der DE-PS 12 52 778 beschrieben.Bei dieser Anordnung hat der Steckverbinder anstelle der üblichen die Steckerstifte aufnehmenden Buchsen lediglich ballige,abgefederte Kontakte, die qegen Berührung mittels einer davor angeordneten drehbaren Scheibe abgedeckt sind. Die Scheibe enthält mit den Steckerstiften des Steckers fluchtende Bohrungen und kann mit Hilfe des Steckers gedreht werden, wobei dann die Steckerstifte mit ihren vorderen balligen Enden mit den Kontakten des Steckverbinders in Berührung kommen. Auch hier hält ein Bajonettverschluss den Stecker und den Steckverbinder zusammen, wenn die Steckerstifte mit ihren vorderen Enden auf den Kontakten des Steckverbinders aufliegen. Eine solche Steckvorrichtung, bei der die mit den Steckerstiften in Berührunq kommenden Kontakte des Steckverbinders ständig unter Spannung stehen und nicht in einer genormten Zündschutzart geschützt sind, ist im Ex-Bereich nur für Nennströme bis 10 A und Nenn- spannungen bis 250 V ¯ oder 60 V = zulässig. Ausserdem ist es nachteilig, wenn zur Kontaktgabe die Spitzen der Steckerstifte herangezogen sind, die naturgemäss leicht der Gefahr einer Beschädigung und der Verschmutzung ausgesetzt sind. Ferner ist für Kontakte geeignetes kostengünstiges Material relativ weich, was die Gefahr der Beschädigung der Steckerspitzen weiter erhöht. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen explosionsgeschützten Steckverbinder zu schaffen, der eine durch Drehen des Steckers betätigbare Schalteinrichtung aufweist und pro Strompfad mit einem Kontaktpaar auskommt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemässe explosionsgeschützte Steckverbinder durch die Merkmale des Hauptanspruches gekennzeichnet. 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 ve#rbunden 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 Nockeneinrichtungen 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 Schräcrfläche 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 wan¯ern. Hierbei können die Nockeneinrichtungen offen gen aufweisen, durch die hindurch die beiden Sätze von Schaltkontakten aufeinander zu ragen, wobei jeder Schaltkontakt sich mit einem Anlageflansch ¯n der Rückseite der zuge hörigen Nockeneinrichtunc 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 flachkantiven Fortsatz aufweist, dem eine entsprechende flachkantiqe 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 Ent riegelns 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 eingepart werden kcauien, die sonst ebenfallslmit 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 Verkioung der Kriechstrcostrecken führen, die durch entsprechend grössere Ausbildung des Buchsenträgers ausgeglichen werden müssten. Ausserdem kann auf diese Weise die Aussenseite des Buchsenträgers für mittig-angeoinete Codierungen verwendet werden. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:. Fig. 1 einen explosionsgeschützten Steckverbinder gemäss der Erfindung 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 die Relativbewegung zwischen zwei einander bis 7 zugehörigen Schaltkontakten bei der Betäti gung 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 schirmartiger Fortsatz 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 mehrqängives 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 vorbestimfflten Winkel bezüglich der Längsachse der Bohrunq 4 drehbar ist (ca. 360 bis 600). Ausserdem begrenzen die beiden Gewinde 27 und 2P einen zünddurchschlagsicheren Spalt für eine dahinter lie- -- gende 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 das oben erwähnte Arretierungsglied I das bei der dreipolicren 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 0 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 Ubersichtlichkeitsgründen 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 51r die mittels einer angeschweissten oder anoesuetschten Kupferlitze 52 elektrisch mit den jeweils zugehörigen Anschluss- klemmen 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 snd, 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 qleiche mfangsrich- tung. 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 Nockenein richtung 12 auf Lücke stehen. Anstelle der Bohrung 47 enthält die Nockeneinrichtung 12 eine etwa fächerförmige Öffnuna 54, die mit 0 der Bohrung 47 fluchtet und aus zwei 60 -Sektoren gebildet ist. Die Öffnung 54 begrenzt auf diese Weise den zulässigen Drehwinkel zwischen der Nockeneinrichtung 12 und dem durch die Öffnung 54 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 Steckbuchse 59 bilden dabei mit der Wandung der Stufenbohrung 58 einen zünd durchschlagsicberen Spalt ¯während der oberhalb der Buchse 59 befindliche Bereich der Durchgangsbohrung, der einen kleineren Durchmesser aufweist, mit dem einaeführten Steckerstift 16 ebenfalls einen zünddurchschlagsichleren Spalt bildet, so dass auf diese Weise bei eingeführtem Stecker sowohl die Kaaaer 29 als auch die Kontaktstelle zwischen den Steckerstiften 16 und den Buchsen 59 Ex-aeschützt sind. Die im wesentlichen zylindrischen Buchsen 59, die an ihrer Vorderseite in bekannter Weise eine längsge schlitzte Sackbohrung aufweisen, sind an ihrem der Kammer 29 zugewandten Ende mit einem Zapfen 61 ge ringeren Durchmessers versehen, der durch die zugehörige Bohrung 43 in der Nockeneinrichtung 12 in den Innenraum zwischen den beiden Scheiben 41 der Nocken einrichtungen 11 und 12 hineinragt, wie dies im ein zelnen aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Zapfen 61 bilden die beweglichen Kontakte der Schalteinrichtung 31. Die insoweit beschriebene Steckvorrichtunq, 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 es Arretierunasslieaes 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 Nockeneinrichtungen 11, 12, wie in Fig. 2 gezeigt, gegeneinander verdreht, d.h. die Nocken 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 zurückgerückt 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 Fortsatz 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 69, 36 und 54 vorschieben, die die Nockeneinrichtung 12 gegen die Buchsen 59 bzw. den Buchsenträger 3 drucken Dieses Vorschieben aeht solanae, bis der zvlinderförmiae Fortsatz 15 mit seiner Stirnkante an den 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 Nockeneínrichtung 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 Länqsachse der Bohrung 4 her qesehen. In dieser Stelluna stehen nach wie vor die beiden Schaltkontakte 51 und 61 axial und seitlich im Abstand zueinander, während die zecken 44 der beiden Nockeneinrichtunqen 11 und 12 mit ihren qerade verlaufenden Bahnen 46 äufeinanderliegen 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 zwickelförmigen 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 Nockeneinrichtung 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 steckende Schalt kontakte 51 und 61 miteinander und weben 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 aufeinanderaleitenden 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 55 aufeinander entlanggleiten. Hierdurch wird die Nockeneinrichtung 11 gegen die Kraft der Druckfedern 54 in den Boden 5 zurückgedrückt, wodurch1 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 Geschwindigkeit zustande, mit der sich die beiden Kontakte 51 und 61 voneinander entfernen, weil durch die Drehbewegung des Buchsen tragers 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 gleichzeitig die Buchsen 59 in den Buchsenträger 13 zuYück- gezogen 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 un 12 in Richtung auf die Stirnseite 32 des Buchsenträgers 13 vorschieben. Die Ausgangsstellung ist jetzt wieder erreicht, bei der die Steckbuchsen 59 stannungslos aeschaltet 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: An explosion-proof pin-and-socket connector (1) having: a) a bush holder (13) which is rotatably mounted in a casing (3) and comprises plug bushes (59) for plug pins (16) of an introduceable plug (2); b) a switching device (31) which is disposed behind the bush holder (13) inside the casing (3) and via which each bush (59) can be connected to the associated terminal (8) and which has two sets of switching contacts (51, 61), one (61) of which is electrically connected to the bushes (59), the other being electrically connected to the terminals (8), at least one of said contacts being resiliently mounted; c) a displaceable locking member (9) for the bush holder (13) which can be actuated by the insertion of the plug (2) and which can be rotated through a limited angle by means of the completely inserted plug (2) around the axis of rotation of the bush holder (13) accompanied by the actuation of the switching device (31); d) a guideway (66) in the casing (3) for a guide lug (65) which is disposed on the plug (2) and via which the completely inserted plug (2) can be locked against pulling inside the guideway (66), at least when the switching device (31) is switched on; characterized by the following features: e) the switching contacts (61) electrically connected to the bushes (59) are disposed on the bush holder (13); f) the switching device (31) has two cam devices (11, 12) which are resiliently prestressed towards one another in the direction of the longitudinal axes of the casing (3) and one (11) of which is disposed secured against rotation in the casing (3), the other (12) being non-rotatably connected to the bush holder (13); g) one of the cam devices (11, 12) is disposed axially movable and is non-rotatably connected to the spring biased set of switching contacts (51); h) the cam devices (11, 12) have cams which are directed towards one another and so cooperate in pairs via inclined surfaces (45) that when the bush holder is rotated in the direction of the switching-off position of the switching device (31), the switching contacts (51) of the spring biased set move axially away from the switching contacts (61) of the other set. A pin-and-socket connector according to claim 1, characterized in that the switching contacts (61) electrically connected to the bushes (59) are constructed on the end of the bushes (51) remote from the plug pins (16), and the switching contacts (51) connected to the terminals (8) are disposed spring biased in the casing. A pin-and-socket connector according to claim 1, characterized in that each of the cam devices (11, 12) is constructed in the form of a disc (41) bearing the cams (44) at its edges. A pin-and-socket connector according to claim 1, characterized in that the cam devices (11, 12) have openings (43) through which the two sets of switching contacts (51, 61) extend towards one another. A pin-and-socket connector according to claim 1, characterized in that the cam devices (11, 12) are prestressed towards one another by springs (49) independent of the springs (54) of the switching contacts (51) and are forced against the bush holder (13). A pin-and-socket connector according to claim 1, characterized in that the space (29) in which the switching device (31) is disposed forms an ex-d space. A pin-and-socket connector according to claim 1, characterized in that the locking member (9) is disposed spring biased and longitudinally displaceably in the casing (3) and engages in a recess (39) in the bush holder (13) to block the rotary movement of the bush holder (13) in the advanced state. A pin-and-socket connector according to claim 7, characterized in that the locking member (9) is mounted in the casing (3) on the side of the switching device (31) remote from the bush holder (13). A pin-and-socket connector according to claim 7, characterized in that the locking member (9) has a flat-edged extension (38) which extends coaxially with the bush holder (13) and with which a corresponding flat-edged recess (39) is associated in the end face (32) of the bush holder (13) adjacent the switching device (31). A pin-and-socket connector according to claim 8, characterized in that for the purpose of unlocking the locking member (9), the bushes (59) are disposed longitudinally displaceably in the bush holder (13) with the formation of an explosion gap; the cam device (12) associated with the bush holder (13) is retained longitudinally displaceably in relation to the bush holder (13); and the locking member (9) is so retained bearing against the side of the other cam device (11) which is remote from the bush holder (13) that when the plug (2) is introduced, the two cam devices (11, 12) and the adjoining locking member (9) can be displaced through the bushes (59) to release the bush holder (13). A pin-and-socket connector according to claim 6, characterized in that the plug pins (16) extending through the associated openings (58) in the bush holder (13) form an ignition puncture-proof gap.

Inventors: WUERZ, HELMUT, Würz, Helmut
Applicants: R. STAHL SCHALTGERAETE GMBH
Application year: 1984
Main classification: H01R13
IPC codes: H01R13