PLUG-COUPLING DEVICE WITH EXPLOSION PROTECTION

Abstract: A plug-coupling device is formed from a socket (10) and a plug (11). Inside the plug-coupling device there is fitted a flanged ring (44) on which sliding surfaces formed from two oblique surfaces (64, 65) are integrally formed, which sliding surfaces interact with pins (72) which are guided such that they can move axially in the socket housing (30) and are held under the pressure of a spring (73). The two oblique surfaces (64, 65) are inclined with respect to one another such that for switching on, the one, first oblique surface (74) operates the switch automatically into the switched-off position. As a result of slots (69, 70) being provided on both sides of the oblique surfaces (64, 65), two latching positions are formed in connection with the pins (72) in which the switch is switched on or switched off. <IMAGE>

Description: Explosionsgeschützte Kupplungsteckvorrichtung Die Erfindung betrifft eine explosionsgeschützte Kupplungssteckvorrichtung mit einer Steckdose und einem damit kuppelbaren Stecker, wobei in der Steckdose ein Schalter untergebracht ist, der lediglich bei eingesteckten Stecker betätigbar ist, um das Einsetzen und das Herausziehen des Steckers stromlos zu ermöglichen, und mit einer den Schalter in Ein- und Ausschaltstellung verriegelnden Verriegelungseinrichtung. Derartige explosionsgeschützte Kupplungssteckvorrichtungen sind an sich bekannt. Bei allen diesen Kupplungssteckvorrichtungen ist in der Steckdose ein Schalter für jede Phase untergebracht, welcher Schalter lediglich bei eingestecktem Stecker betätigt werden kann. Dabei sind bei einem grossen Teil der bekannten Kupplungsteckvorrichtungen die den Schalter betätigende Elemente am Stecker angebracht; bspw. ist bekannt geworden, am Stecker einen Schaltring vorzusehen, der mit einer Schaltnase mit im Inneren der Steckdose befindlichen Schaltmitteln zusammenwirkt. Durch Verdrehen des Schaltringes bei Stehenbleiben der Stecker bzw. der Steckbuchsen ist der Schalter zu betätigen. Die Kupplungssteckvorrichtung wirkt dann so, dass der Stecker lediglich im ausgeschalteten Zustand in die Steckdose eingesteckt bzw. aus dieser herausgezogen werden kann; wenn der Schalter eingeschaltet ist, wird mittels einer Steckerverriegelung das Herausziehen des Schalters verhindert. Zu diesem Zwecke ist bei der bekannten Vorrichtung an dem Schaltring eine Nase, die in einer in der Steckdose angeordneten Nut läuft; im eingeschalteten Zustand greift diese Nase hinter einen Rücksprung am Steckdosengehäuse; ein Herausziehen ist damit nicht mehr möglich. Die meisten bekannten Kupplungssteckvorrichtungen besitzen einen speziellen Schalter mit einem Sprungschaltwerk. Derartige Sprungschaltwerke benötigen viel Platz und aus diesem Grunde sind diese Sprungschaltwerke bei Steckvorrichtungen mit geringem Aussendurchmesser häufig nicht einsetzbar. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplungssteckvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Aussendurchmesser verkleinert ist, ohne dass die Wirkung der Steckvorrichtung und ihrer Arbeitsweise verschlechtert ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. In bevorzugter Weise werden als Schaltelemente Gleitkontaktschalter verwendet; das feste Kontaktstück ist als Gleitbahn ausgeführt und mit den nach aussen führenden Anschlüssen verbunden; das bewegbare Kontaktstück ist als Feder-kontakt ausgebildet und mit den Buchsen fest verbunden. Die Wirkungsweise der Kupplungssteckvorrichtung ist wie folgt: Wenn die Schaltelemente in der Kupplungssteckdose in Ausschaltstellung sind, kann der Stecker mit seinen Steckerstiften in die Kupplungssteckdose eingefahren werden. Die Stecker sind von einem Zylinderelement umgeben, und dieses Zylinderelement bildet mit einer an der Kupplungssteckdose angebrachten Ringfläche einen den VDE-Vorschriften genügenden Luftspalt. Zum Einschalten des Schalters wird der Stecker verdreht, wodurch der Schalterkörper der Steckdose mit verdreht wird, und zwar über die Zusammenwirkung von Steckbuchse und Steckern. Der federnd beaufschlagte Zapfen gleitet nunmehr auf der zweiten Schrägfläche hoch und sobald er die Spitze der beiden Schrägflächen erreicht hat, kann er bei weiterem Verdrehen des Steckers auf der ersten Schrägfläche heruntergleiten. Diese erste Schrägfläche hat eine erheblich grössere Steigung als die zweite Schrägfläche und aufgrund der Kraftwirkung des Zapfens in Verbindung mit der Schrägfläche wird der Stecker praktisch in die Einschaltstellung weitergetrieben. Man erkennt dies bei der Betätigung: sowie der Zapfen auf die zweite Schrägfläche gelangt, läuft der Stecker und damit der Schalter allein in seine Einschaltstellung. In dieser Einschaltstellung ist der Stecker aufgrund der Ausgestaltung des mit den Schrägflächen versehenen Flanschrandes verrastet; wenn der Schalter wieder ausgeschaltet wird muss zunächst die Federkraft am Zapfen überwunden werden und danach gleitet der Zapfen auf der ersten Schrägfläche langsam in die sogenannte Ausschaltstellung, wobei er mithilft, den Stecker in diese Ausschaltstellung mitzutreiben. In eingeschaltetem Zustand kann der Deckel noch zusätzlich zur Verriegelung und Fixierung des Steckers an der Kupplungssteckdose verwendet werden. Zu diesem Zwecke besitzt der Deckel einen Vorsprung und der Stecker einen Rücksprung, die im gekuppelten Zustand hintereinander bzw. ineinandergreifen. Tatsächlich am Herausziehen gehindert wird der Stecker über die am zylindrischen Vorsprung angeformte Nase. Zum Einstecken des Steckersgleitet diese Nase in einer Axialnut und beim Verdrehen läuft die Nase in einer am Umfang der Kupplungssteckdose verlaufenden Nut und hintergreift dabei eine radial zu der Mittelachse der Kupplungssteckdose verlaufende Wand. Die Nase und die Wand verhindern gemeinsam das Herausziehen des Steckers im eingeschalteten Zustand des Schalters. Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen näher erläutert und beschrieben werden#'## Es zeigt: Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Kupplungssteck vorrichtung mit in die Steckdose eingesetztem, lediglich strichpunktiert dargestelltem Stecker, Fig. 2 eine Seitenansicht des Buchsenträgers mit Flanschring zur Verriegelung und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Flanschringes. Die Kupplungsvorrichtung gemäss der Erfindung besteht aus einer Kupplungssteckdose 10 und einem Kupplungsstecker 11. Zunächst soll der Stecker 11 beschrieben werden. Der Stecker besitzt ein erstes Steckergehäuse 12, das napfförmig ausgebildet ist, wobei im Boden 13 bzw. der Abschlusswand 13 eine Ausnehmung 14 vorgesehen ist, in die eine Dichtung 15 eingesetzt ist, an die sich eine trompetenartig ausgebildete Kabelknickschutzarmatur 16 anschliesst. Letztere ist mit dem ersten Steckergehäuse mittels einer Schrauben-Verbindung 17 fest verbunden. Im Inneren des ersten Steckergehäuses und mit diesem in nicht näher dargestellter Weise verbunden ist eine Tragplatte 18 angeordnet, auf der eine an sich bekannte Kabelentlastungsvorrichtung 19 befestigt ist. An der Tragplatte schliesst sich ein Anschlussklemmenträger 20 an, der ein zweites Steckergehäuse umschliesst und führt, wobei das zweite Steckergehäuse die einzelnen Steckerstifte 22 haltert und trägt, die mit den Klemmen 23 fest verbunden sind. Mittels einer Schraubenverbindung 24 ist das zweite Steckergehäuse 21 mit der Tragplatte 18 und damit mit dem ersten Steckergehäuse12 fest verbunden. . . Auf die weiteren Einzelheiten des Steckers 11 soll hier nicht eingegangen werden. Ein derartiger Stecker ist an sich Stand der Technik. Das zweite Steckergehäuse 21 besitzt einen zylinderrohrartigen Vorsprung 25, an dessen freiem Ende eine radial nach aussen vorstehende Nase 26 angeformt ist. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, überragt der Vorsprung 25 die Steckerstifte deutlich. Die Steckdose 10 besitzt ein Steckdosengehäuse 30, dessen Innendurchmesser zur Aufnahme des Vorsprunges 25 dient und demgemäss einen entsprechenden Innendurchmesser aufweist. Die Innenfläche des Gehäuses ist mit einer Nut 31 versehen, in die beim Einschieben des Steckers die Nase 26 gleiten kann. Mit dem Steckdosengehäuse 30 ist mittels einer Schraubenverbindung 32 ein Schaltergehäuse 33 verbunden, das einen ringartigen Innenraum 34 aufweist, das mittels in den Figuren 2 und 3 ersichtlicher Zwischenwände 35 in drei Schalterräume unterteilt ist, wobei in jedem dieser Schalterräume ein festes Kontaktstück 36 angeordnet ist. Dieses Schalterkontaktstück 36 ist mittels eines Bolzens 37 druckfest durch eine Bohrung 38 nach aussen herausgeführt; das freie äussere Ende trägt eine Anschlussklemme 39 zum Anschluss der Kabel. Die drei festen Schalterkontaktstücke sind jeweils mit praktisch ähnlichen Bolzen 37 nach aussen elektrisch-galvanisch herausgeführt; man erkennt, dass der Bolzen 37a oberhalb der Mittellinie kürzer ist als der untere Bolzen; dies liegt daran, dass der untere Bolzen 37 die Nulleiter-Verbindung darstellt und sich aus diesem Grunde von den anderen Bolzenuntersche#### abheben muss. Die Halterung des festen Kontaktstückes an dem Bolzen 37a ist eine Nietverbindung und im übrigen identisch zu der Halterung zwischen dem Bolzen 37 und dem Kontaktstück 36. Das Schaltergehäuse besitzt einen zylinderförmigen Fortsatz 40, an das ein Buchsenträger 41 anschliesst, dieser Buchsenträger haltert und führt eine Metallbuchse 42, deren Aussenfläche mit der Innenfläche des Vorsprunges 25 einen Luftspalt 43 gemäss den VDE-Vorschriften bildet. Die Metallbuchse 42 ist in die Aussenfläche des Buchsenträgers 41 vertieft eingelassen, und damit kann über die Metallbuchse 42 und ein Zwischenstück 44, das weiter unten näher erläutert werden soll, weil es für die Erfindung von wesentlicher Bedeutung ist, der Buchsenträger 41 mit dem Schalterkörper 33 mittels eines Schraubenbolzens 45 miteinander verbunden werden, der den Schalterkörper 33 durchgreift und in den Buchsen träger hineingreift. Der Buchsenträger 41 besitzt Axialbohrungen 46 und 47, in denen die Buchsen 48 und 49 sitzen. Diese Buchsen sind mittels Bolzen 50 und 51 mit Kontaktfahnen 52 und 53 verbunden, an deren freien Enden die beweglichen Kontaktstücke 54 und 55 sitzen. Das Zwischenstück 44 ist als Ring ausgebildet und besitzt einen Flanschrand 60, an dessen Innendurchmesser sich ein Bord 61 anschliesst, der an mehreren Stellen, z.B. bei 62 unterbrochen ist, so dass dort je ein Rücksprung gebildet ist. Am freien Rand der Metallbuchse 42 sind diesen Rücksprüngen 62 entsprechende Vorsprünge 63 angeformt, und zwar zwei Vorsprünge diametral sich gegenüberliegend und in axialer Richtung verlaufend, die jeweils in einen Rücksprung 62 am Zwischenstück 44 eingreifen, um auf diese Weise eine formschlüssige Verbindung zwischen der Buchse 42 und dem Zwischenstück 44 zu erreichen. Wenn der Buchsenträger 41 zusammen mit der Metallbuchse 42 verdreht wird, dann wird gleichzeitig auch das Zwischenstück 44 verdreht. An dem Flanschrand 60 sind zwei Schrägflächen angeformt und zwar eine erste Schrägfläche 64 und eine zweite Schrägfläche 65. Die erste Schrägfläche 64 bildet mit einer Ebene, die senkrecht zur Mittelachse M-M des Buchsenträgers 41 verläuft, einen grösseren Winkel als die zweite Schrägfläche; beide bilden miteinander einen stumpfen Winkel Alpha, dessen Spitze in der Figur 2 nach links hingerichtet ist; man kann auch sagen, dass die Spitze des Winkels in Einsteckrichtung des Steckers deutet. Das der Spitze 66 abgewandte Ende der Schrägfläche 65 ist konkav ausgebildet (siehe Bezugsziffer 67) und die Schrägfläche läuft unter einem Winkel Beta an die den Bord 61 tragende Flanschrandfläche 68 ein, der annähernd so gross ist wie der Winkel Gamma, den die Schrägfläche 64 mit der Flanschrandfläche 68 bildet. Anschliessend an die Schrägflächen 64 und 65 ist eine Radialnut 69 und 70 gebildet. Am Rand des Schalterkörpers bzw. des Schaltergehäuses 33 sind zwei sich gegenüberliegende in axialer Richtung verlaufende Führungsausnehmungen 71 vorgesehen, in denen je ein Zapfen 72 geführt ist. Der Zapfen 72 steht unter dem Druck einer Feder 73 und wird in Pfeilrichtung C beaufschlagt. Die Abmessungen des Zapfens 72 (in der Fig. 1 ist nur ein Zapfen dargestellt; tatsächlich sind aber zwei diametral sich gegenüberliegende vorhanden) sind so bemessen, dass sie in die Nuten 69 und 70 genau hineinpassen. Der Zapfen 72 ist in dick ausgezogener Stellung in der Fig. 1 so gezeichnet,#dass er in eine der Ausnehmungen bzw. Nuten 69 bzw. 70 hineinpasst. Tatsächlich kann der Zapfen die Nuten 69 bzw. 70 vollständig durchgreifen. Wenn der Schalter im ausgeschalteten Zustand ist, dann ist die Stellung des Zwischenstückes 44 und des Buchsenträgers 41 so, dass der Zapfen durch die Nut 70 hindurchgreift. Er überragt dann die Flanschrandfläche 68, wie aus der Fig. 2 in strichlierter Darstellung angedeutet ist. Der Buchsenträger 41 kann nicht verdreht werden, weil er durch den Zapfen 72 an der Verdrehbarkeit gehindert wird. Wenn nun der Stecker in die Steckdose eingeführt wird, dann kann dies nur so geschehen, dass die Nase 26 durch die Längsnut 31 hindurch eingeführt wird. Der Endrand des Vorsprunges 25 trifft zunächst auf den Zapfen 72 auf und muss diesen Zapfen 72 so weit entgegen der Kraft der Feder 73 nach links drücken, bis das freie Ende des Zapfens 72 mit der Flanschrandstelle 68 bündig ist. Danach erst kann der Stecker verdreht werden, wodurch er hiermit den Buchsenträger und die beweglichen Kontaktfedern 52 und 53 mitnimmt. Der Zapfen 72 gleitet auf der zweiten Schrägfläche über die konvexe Stelle auf, bis er die Spitze 66 erreicht hat und auf die erste Schrägfläche 64 gelangt. Aufgrund des Winkels Gamma und der Kraft der Feder 73 drückt der Zapfen den Stecker in die Einschaltstellung. Die Nase 26 des Steckers hintergreift einen im Steckdosengehäuse 30 befindlichen Rücksprung 74 der durch eine Ausnehmung 75, die am Umfang entlangläuft, gebildet ist. In der Stellung, wenn der Zapfen in die Nut 69 eingreift, befindet sich die Nase 26 hinter dem Rücksprung 24, so dass der Stecker nicht mehr herausgezogen werden kann. Zum Herausziehen des Steckers muss dann die Verdrehung in entgegengesetzter Richtung vorgenommen werden; dabei läuft der Zapfen bzw. laufen die Zapfen zunächst auf der Schrägfläche 64 auf und gleiten dann die Schrägfläche 65 entlang in diejenige Stellung, in der die Nase 26 wieder mit der Längsnut 31 bündig verläuft, bzw. damit fluchtet; damit kann der Stecker herausgezogen werden. In dieser Stellung sind die Kontakte offen, so dass zwischen den Buchsen und den Steckern keine Lichtbögen gezogen werden können. An dem Steckdosengehäuse 30 befindet sich ein Auge 80, an dem eine Drehachse 81 angebracht ist, um die ein Deckel 82 drehbar aufgelagert ist. Das der Drehachse 81 bzw. Anlenkachse 81 diametral gegenüberliegende Ende des Deckels 82 weist einen Haken 83 auf, der in eine Öffnung 84 mit einer daran gebildeten Öffnungsbegrenzungswand 85 eingreifen kann; der Haken 83 hintergreift die Wand 85, wodurch auch hiermit eine Sicherung des Steckers gegen Herausziehen bewirkt wird.

Claims: Explosion-proof coupler plug device comprising a socket (10) and a plug (11), having a breaker (36; 52, 54; 53, 55) accommodated in the socket, which can only be operated with the plug (11) inserted in order to enable the plug to be inserted and pulled out without current, and having a locking device locking the breaker in the closed and open positions, characterised in that the moving contact member (54, 55) is attached at a breaker housing (33) which can be twisted by the plug (11), in that at least one axially displaceable stud (72), which is elastically loaded axially against the direction of plugging-in, is provided at the breaker housing (33), and in that at a bushing carrier (41) a flange ring (44) with link faces (64, 65), each forming a sliding face for the studs and corresponding to the number of studs, are moulded on which each are formed of two inclined faces (64, 65) forming an obtuse angle (alpha) with one another, the apex (66) of which faces is directed towards the stud. Coupler plug device according to Claim 1, characterised in that the first inclined face (64) with the plane extending perpendicularly to the centre axis (M-M) of the socket (10) forms a greater angle (gamma) than the second inclined face (65) so that the slope of the second one is flatter than that of the first one. Coupler plug device according to Claim 2, characterised in that the angle (gamma) of the first inclined face (64) is dimensioned in such a manner that the stud (72), by means of the pressure of the spring (73), automatically presses the flange ring (44) and thus the bushing carrier (41) into the closed position in which the stud has slid down from the first inclined face (64). Coupler plug device according to Claim 3, characterised in that the angle (gamma) of the first inclined face (64) is approximately 40°. Coupler plug device according to one of the preceding claims, characterised in that the apex (66) of the two inclined faces (64, 65) is located in one flange plane of the flange edge (60) of the flange ring (44). Coupler plug device according to one of the preceding claims, characterised in that the free ends of the inclined faces (64, 65) are each adjoined by an axial slot (69, 70) in the flange edge (60), the width of which slot corresponds to the width of the stud (72). Coupler plug device according to one of the preceding claims, characterised in that the second inclined face (65) is convexly rounded towards the stud (72) at its free end. Coupler plug device according to Claim 7, characterised in that the convex area (67) runs out with respect to the plane (68) opposite to the flange edge plane aligned with the apex (66) at an angle which is approximately equal to the angle (gamma) of the first inclined face (64). Coupler plug device according to one of the preceding claims, characterised in that the flange ring (44) has in the area of its inside diameter a rim (61) which has at least two diametrically opposite offsets (62) which are each engaged by a projection (63) at the bushing carrier (41) for the form-locked rotationally fixed connection of bushing carrier and flange ring. Coupler plug device according to Claim 9, characterised in that the projections (63) are moulded on a metal bushing (42) the outer surface of which, together with the inner surface of a projection (25) surrounding the plug pins (22), forms an airgap (43) meeting the VDE regulations. Coupler plug device according to one of the preceding claims, characterised in that the breakers for the individual phases are constructed as sliding-contact breakers. Coupler plug device according to Claim 11, characterised in that the fixed contact members are constructed as sliding-contact members attached to the inside walls of the switching chambers (34) at the circumference. Coupler plug device according to Claim 12, characterised in that the moving contact members (54, 55) are attached to contact leaf springs (52, 53) mounted with the bushings (48, 49). Coupler plug device according to one of the preceding claims, characterised in that the studs (72) exhibit an approximately rectangular cross-section which matches the slots (69, 70).

Inventors: FABER, KARL, DIPL.-ING. (FH)
Applicants: ASEA BROWN BOVERI AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: H01R13
IPC codes: H01R13, H01R24