Die Erfindung betrifft eine Schalteranordnung mit einem Stecker und einem komplementären Gegenstecker, zum Herstellen und/oder Trennen einer Verbindung des Steckers mit dem Gegenstecker, wobei der Gegenstecker insbesondere an einem Schutzschalter angeordnet ist und wobei der Stecker insbesondere einem austauschbaren Zusatzmodul für den Schutzschalter zugeordnet ist.

Derartige Schalteranordnungen von Steckern und komplementären Gegensteckern, insbesondere von Schutzschaltern mit Zusatzmodulen, kommen unter anderem bei Schaltgeräten, Schaltern und insbesondere Schaltern mit Zubehör, zum Beispiel mit Adapter, zur Anwendung. Die Verbindung eines Steckers mit einem komplementären Gegenstecker, jeweils mit einer Mehrzahl von Steckkontakten, die mit elektrischen Leitern verbindbar sind, wird in der Regel durch Aufstecken bzw. Abziehen von Hand hergestellt bzw. getrennt.

Das Dokument DE 689 06 238 T2 offenbart eine Schalteranordnung mit einem Stecker und einem komplementären Gegenstecker, wobei an dem Stecker ein um eine Achse drehbarer Verriegelungsbolzen angeordnet ist, und eine Verriegelung des Steckers mit dem Gegenstecker durch den Verriegelungsbolzen herstellbar ist.

Die DE 10 2009 023 347 A1 betrifft einen handbetätigter Schutzschalter mit einem um eine Achse drehbaren Handbedienungsknebel und einem steckbaren, austauschbaren Zusatzmodul, wobei der Schutzschalter ein Sperrmittel zum Verriegeln des Zusatzmoduls aufweist, welches zwischen einer Entriegelungsposition und einer Verriegelungsposition bewegbar ist. Bei dem modular aufgebauten Schutzschalter wird die Entnahme der Module im eingeschalteten Zustand durch mechanische Verriegelungen verhindert. Eine elektronische Statusmeldung über die Verriegelung oder den Schaltzustandes des Zusatzmoduls wird an dem Schutzschalter erzeugt, indem die Position des Sperrmittels durch ein Kraftübertragungsglied auf einen Mikroschalter im Zusatzmodul derart übertragen wird, dass der Mikroschalter in Abhängigkeit von der Position des Sperrmittels eingeschaltet oder ausgeschaltet ist.

Durch den Mikroschalter wird eine elektronische Schaltung beeinflusst, welche eine Statusinformation an ein angeschlossenes Auswertungssystem übertragen kann.

Ein Nachteil modular aufgebauter Schutzschalter nach dem Stand der Technik besteht darin, dass das Aufstecken des Steckmoduls auf den Schutzschalter je nach Art des Steckers und beispielsweise nach Anzahl und Ausführung der zu verbindenden Steckkontakte einen erheblichen Kraftaufwand erfordert, der aufgebracht werden muss, um die Verriegelung herstellen zu können. Der Kraftaufwand steigt dabei im Verlauf des Aufsteckvorgangs an, da die Steckkontakte zunehmend in Eingriff gelangen, wodurch sich die Reibung erhöht. Bei einem Kraftaufwand von beispielsweise 120 Newton im Bereich weniger Millimeter von der vollständig eingesteckten Position besteht beim Verbinden und insbesondere auch beim Trennen der Steckverbindung von Hand eine erhebliche Verletzungsgefahr. Wenn beispielsweise ein Auslösemodul in baulich ungünstiger Lage einer Schaltanlage, möglicherweise über Kopf durch eine auf einer Leiter stehenden Person, von einem Schutzschalter abgezogen werden soll, so kann das plötzliche Lösen der Verbindung leicht zu einem Sturz führen.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Herstellung einer Verbindung und/oder die Trennung einer Verbindung eines Steckers mit einem komplementären Gegenstecker, insbesondere in demjenigen Bereich zu erleichtern, in dem ein besonders hoher Kraftaufwand für das Verbinden oder Trennen erforderlich ist.

Die Aufgabe wird durch eine Steckeranordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Weiterbildungen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Schalteranordnung mit einem Stecker und einem komplementären Gegenstecker, zum Herstellen und/oder Trennen einer Verbindung des Steckers mit dem Gegenstecker, ist an dem Stecker ein um eine Achse drehbarer Verriegelungsbolzen angeordnet, wobei der Verriegelungsbolzen ein Gewinde aufweist und an dem Gegenstecker ein Gegengewinde angeordnet ist. Die Verbindung des Steckers mit dem Gegenstecker ist erfindungsgemäß durch Hineindrehen des Gewindes des Verriegelungsbolzens in das Gegengewinde herstellbar. Es wird im Sinne der Erfindung mit den Bezeichnungen Stecker und Gegenstecker keine Festlegung dahingehend getroffen, wobei es sich um ein Einsteckteil und wobei um eine Steckeraufnahme handelt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Stecker um ein in der Regel austauschbares Schaltermodul, insbesondere ein Auslösemodul, welches besonders bevorzugt mit einem Schutzschalter zusammen wirkt, wobei der Schutzschalter den Gegenstecker bildet bzw. aufweist. Der Stecker ist insbesondere zur Aufnahme eines Steckereinsatzes mit einer Mehrzahl von Steckkontakten ausgebildet und der Gegenstecker zur Aufnahme eines Gegensteckereinsatzes mit einer Mehrzahl von komplementären Steckkontakten, wobei die Steckkontakte jeweils mit elektrischen Leitern verbindbar sind.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltanordnung besteht darin, dass der Bereich des größten Kraftaufwands beim Verbinden der Steckverbindung dadurch überwunden werden kann, dass der Gewindebolzen eingedreht wird, statt Druck auf den Stecker ausüben zu müssen. Ebenso vorteilhaft ist die Verbindung des Steckers mit dem Gegenstecker durch Herausdrehen des Gewindes des Verriegelungsbolzens aus dem Gegengewinde trennbar, ohne erheblich Zugkräfte aufzubringen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gewinde und das Gegengewinde jeweils eine derartige Steigung aufweisen, dass einer halben Umdrehung des Verriegelungsbolzens um die Achse eine Relativbewegung des Steckers zu dem Gegenstecker entlang der Achse zwischen einer verbundenen Stellung und einer getrennten Stellung entspricht. Die verbundene Stellung ist derart zu verstehen, dass der Stecker bis zu einem Anschlag in dem Gegenstecker eingesteckt ist, während die getrennte Stellung erreicht ist, sobald der Bereich besonders hoher Steckkräfte überwunden ist. Dies ist in der Regel nach mehr als einem halben Millimeter und weniger als fünf Millimeter der Fall, insbesondere nach weniger als drei Millimeter und besonders bevorzugt nach weniger als zwei Millimeter. Dementsprechend weist das Gewinde und das Gegengewinde jeweils eine Steigung von zwei Millimeter bis fünf Millimeter auf, vorzugsweise von etwa 3,5 Millimeter. Weiterhin bevorzugt sind das Gewinde und das Gegengewinde selbsthemmend ausgeführt, wodurch vorteilhaft ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung durch eine andere äußere Krafteinwirkung, als das Drehen des Verriegelungsbolzens verhindert wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Verriegelungsbolzen in axialer Richtung an dem Stecker gesichert ist. In axialer Richtung ist als in Richtung der Drehachse des Verriegelungsbolzens. Der Verriegelungsbolzen ist dazu insbesondere in axialer Richtung gegen den Stecker abgestützt, vorzugsweise in beiden Richtungen. Dadurch ist der Verriegelungsbolzen vorteilhaft gegenüber dem Stecker drehbar, aber axial nicht verschiebbar gelagert. Eine Verschiebung in radialer Richtung ist vorzugsweise ebenso wenig vorgesehen.

Bevorzugt ist der Verriegelungsbolzen in einer Führung an dem Stecker geführt. Die Führung kann in Form einer Bohrung durch den Stecker ausgeführt sein. Vorzugsweise weist der Verriegelungsbolzen einen Kopfbereich auf, wobei der Kopfbereich mit einem Gegenanschlag an dem Stecker zusammenwirkt, wodurch vorteilhaft die axiale Festlegung des Verriegelungsbolzens in einer ersten Richtung realisierbar ist.

Besonders bevorzugt ist die Führung zumindest abschnittsweise als Führungsnut an dem Stecker ausgebildet. Die Führung kann dabei einseitig offen sein, was durch eine hinterschnittene Führungsnut realisiert werden könnte. Alternativ kann die Führungsnut durch eine Abdeckung zumindest abschnittsweise geschlossen sein, um den Verriegelungsbolzen radial festzulegen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass an dem Stecker mindestens eine abnehmbare Sicherungsscheibe angeordnet ist, wobei der Verriegelungsbolzen mindestens eine umlaufende Sicherungsnut aufweist, wobei die Sicherungsscheibe in die Sicherungsnut eingreift. Ein Vorteil der Ausführungsform besteht darin, dass der Verriegelungsbolzen durch die Sicherungsscheibe in beiden Richtungen axial festgelegt ist. Des Weiteren ist kein Hinterschnitt der Führungsnut erforderlich. Die Sicherungsscheibe ist vorteilhafterweise abnehmbar, so dass der Verriegelungsbolzen entnommen werden kann, sei es in axialer Richtung bei einer geschlossenen Führung oder in radialer Richtung bei einer offenen Führung.

Besonders bevorzugt ist an dem Stecker eine Mehrzahl abnehmbarer Sicherungsscheiben angeordnet, wobei der Verriegelungsbolzen eine Mehrzahl umlaufender Sicherungsnuten aufweist, wobei jede der Sicherungsscheiben in eine der Sicherungsnuten eingreift.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Betätigungssicherung zur Sicherung des Verriegelungsbolzens vorgesehen. Dadurch wird ein Betätigen, also ein Hineindrehen oder Herausdrehen des Verriegelungsbolzens verhindert, insbesondere dann, wenn die Schalteranordnung arbeitet. Vorzugsweise bildet ein Schieber die Betätigungssicherung, wobei der Schieber in einer Sicherungsposition ein Drehen des Verriegelungsbolzens verhindert. Wie eine Abdeckkappe verdeckt der Schieber beispielsweise den Kopf des Verriegelungsbolzens, so dass ein Schraubendreher nicht angesetzt werden kann. Der Schieber ist besonders bevorzugt durch einen Betätiger an dem Stecker von einer entsicherten Position in die Sicherungsposition und umgekehrt verstellbar. Beispielsweise eine Abdeckklappe an dem Stecker, welche Bedienelemente abdeckt, kann vorteilhaft derart mechanisch mit dem Schieber verbunden sein, dass ein Schließen der Klappe ein Verstellen des Schiebers in die Sicherungsposition nach sich zieht und ein Öffnen der Klappe den Verriegelungsbolzen wieder freigibt. Der Schieber gleitet dabei in einem Kanal, wobei der Kanal auf einem Deckel des Steckers geformt ist, und wobei die Klappe ebenfalls an dem Deckel schwenkbar angelenkt ist. Ein entsprechendes Getriebe setzt die Schwenkbewegung der Klappe in eine beispielsweise lineare Bewegung des Schiebers um.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Gegenstecker an einem Schutzschalter angeordnet ist, wobei der Stecker einem austauschbaren Zusatzmodul zugeordnet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung gemäß einer Ausführungsform anhand von Zeichnungen näher erläutert. Die Ausführungen sind beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.

Es zeigen

• Figur 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung in einer perspektivischen Darstellung im nicht verbundenen Zustand;
• Figuren 2 bis 4 die Ausführungsform gemäß Figur 1 in verschiedenen Phasen eines Verbindungsvorgangs;
• Figur 5 die Ausführungsform gemäß Figur 1 im verbundenen und gesicherten Zustand;
• Figur 6 den Verriegelungsbolzen als Detail; und
• Figur 7 die Ausführungsform gemäß Figur 1 in perspektivischer Explosionsdarstellung.

Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, hier mit einem Gegenstecker 12 an einem Schutzschalter 2 und mit einem Stecker 11 an einem Zusatzmodul 1, welches auf das Schutzschaltergehäuse aufsetzbar ist. Das Zusatzmodul 1 kann zum Beispiel ein elektronisches oder mechanisches Auslösemodul sein, welches bei Erreichen von einstellbaren Parametern den Schutzschalter 2 zum Ausschalten bringt. Als Parameter können zum Beispiel die Temperatur eines zu schaltenden Motors oder der Stromfluss durch die Motoranschlüsse sein. Der Schutzschalter 2 weist einen Handbedienungsknebel 15 (Figur 4) auf, mit dem der Schutzschalter 2 ein- und ausgeschaltet werden kann, wenn das Zusatzmodul 1 mit dem Schutzschalter 2 verbunden und gesichert ist. In Figur 1 ist das Zusatzmodul 1 auf den Schutzschalter 2 ausgerichtet dargestellt, aber der Stecker 11 ist noch vollständig von dem Gegenstecker 12 getrennt. Erfindungsgemäß ist an dem Stecker 11 ein um eine Achse 32 drehbarer Verriegelungsbolzen 31 angeordnet, wobei der Verriegelungsbolzen ein Gewinde 38 aufweist und an dem Gegenstecker 12 ein Gegengewinde 39 angeordnet ist. Der Stecker 11 weist in der dargestellten Ausführungsform eine Betätigungssicherung 22, welche ein Verbinden und/oder Trennen von Stecker 11 und Gegenstecker 12 verhindert, indem der Verriegelungsbolzen 31 durch einen Schieber 22 verdeckt ist. Die kreuzförmige Aufnahme für einen Schraubendreher in dem Kopf 36 (Figur 2) ist dadurch nicht zugänglich. Der Schieber 22 ist bevorzugt gekoppelt mit einer Klappe 21, welche an einem Deckel 20 des Steckers 11 schwenkbar angelenkt ist. Unter der Klappe 21 sind beispielsweise Einstellelemente für Schaltmodul 1 angeordnet. Die Klappe 21 ist mit dem Schieber 22 derart verbunden, dass der Schieber 22 bei einem Schließen der Klappe 21 aus einem Kanal 23 herausgeschoben wird, so dass der Kopf 36 des Verriegelungsbolzens 31 verdeckt wird.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen, wie der Schutzschalter 2 mit einem Zusatzmodul 1 verbunden wird. In der Figur 2 ist der Stecker 11 in der selben Position dargestellt, wie in der Figur 1, jedoch ist die Klappe 21 geöffnet und somit der Schieber 22 der Betätigungssicherung in den Kanal 23 zurückgezogen, so dass der Kopf 36 des Verriegelungsbolzens 31 zugänglich ist.

In Figur 3 wird das Zusatzmodul 1 in eine Aufnahme des Schutzschalters 2 eingesetzt und dabei der Steckvorgang zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Stecker 11 und dem Gegenstecker 12 begonnen. Die Steckkräfte zur Überwindung der letzten etwa zwei Millimeter des Einsteckwegs sind erheblich. Die Verbindung des Steckers 11 mit dem Gegenstecker 12 wird durch Hineindrehen des Gewindes 38 des Verriegelungsbolzens 31 in das Gegengewinde 39 hergestellt. In der in Figur 3 dargestellten Position ist das Gewinde 38 des Verriegelungsbolzens 31 im Eingriff, jedoch noch nicht in das Gegengewinde 39 eingedreht. Eine pfeilartige Markierung auf dem Kopf 36 wird nun von der mit "open" beschrifteten Stellung in die mit "close" beschriftete Stellung gedreht. Nach einer halben Umdrehung des Verriegelungsbolzens 31 kommt der Stecker 11 in Anlage mit dem Gegenstecker 12, was in Figur 4 dargestellt ist. Die Verbindung von Schutzschalter 2 und Zusatzmodul 1 ist hergestellt. Zum Lösen der Verbindung wird der Verriegelungsbolzen 31 wieder herausgeschraubt.

In der Figur 5 ist der Stecker 11 noch einmal mit dem Gegenstecker 12 verbunden dargestellt, sowie zusätzlich mit der Betätigungssicherung 22. Durch das Schließen der Klappe 21 ist der Schieber 22 aus dem Kanal 23 heraus über den Kopf 36 des Verriegelungsbolzens 31 geschoben. Das bedeutet, die Klappe 21 lässt sich nur dann schließen, wenn der Verriegelungsbolzen sich in seiner vorgesehenen Position befindet und nicht etwa aus der Führung 14 herausragt. Durch das Schließen der Klappe 21 wir der Verriegelungsbolzen 31 dann durch den Schieber 22 gegen eine Herausdrehen während des Betriebs gesichert. Wird der Schutzschalter 2 bei geschlossener Klappe 21 mit dem Knebel 15 in Betrieb genommen, so wird die Klappe 21 von dem Knebel 15 blockiert, so dass die Klappe 21 nur bei ausgeschaltetem Schutzschalter 2 wieder geöffnet werden kann. Vor einem Trennen der Verbindung von Schutzschalter 2 und Steckmodul 1 muss die Klappe geöffnet werden, um den Schieber 22 erneut in den Kanal 23 zurückzuziehen und so den Verriegelungsbolzen 31 freizugeben.

In der Figur 6 ist der Verriegelungsbolzen 31 vergrößert dargestellt. Neben den Sicherungsnuten 34 ist das Gewinde 38 mit besonders großer Steigung sichtbar. Die Steigung beträgt bevorzugt zwei bis fünf Millimeter, so dass eine halbe Umdrehung des Verriegelungsbolzens 31 eine axiale Verschiebung des Steckers von ein bis zweieinhalb Millimeter bewirkt, was ausreicht, um den Bereich besonders hoher Einsteckkräfte zu überwinden.

In der Figur 7 ist der Stecker 11 mit dem Gegenstecker 12 in einer Explosionsdarstellung der erfindungswesentlichen Einzelteile dargestellt. Eine Führung 14 in Form einer zumindest abschnittsweise geschlossenen Nut an der Oberfläche des Steckers 11 ist zur Aufnahme des Verriegelungsbolzens 31 vorgesehen. Sicherungsscheiben 33 werden derart mit dem Stecker 11 verbunden, dass diese in die Sicherungsnuten 34 an dem Verriegelungsbolzen 31 eingreifen, wenn dieser sich in der Führung 14 befindet. Dadurch wird der Verriegelungsbolzen 31 entlang seiner Drehachse 32 festgelegt. Das Einschrauben des Gewindes 38 in das Gegengewinde 39 führt daher zu keiner axialen Bewegung des Verriegelungsbolzens 31 relativ zu dem Stecker 11, sondern der Stecker 11 wird durch die Kraftübertragung über die Sicherungsscheiben 33 und den Kopf 36 auf den Stecker 11 bzw. den Gegenanschlag 37 an den Gegenstecker 12 herangezogen. Umgekehrt wird beim Herausdrehen der Stecker 11 aus dem Gegenstecker 12 herausgezogen.

1

Zusatzmodul

2

Schutzschalter

11

Stecker

12

Gegenstecker

14

Führung

15

Knebel

20

Deckel

21

Klappe

22

Betätigungssicherung/Schieber

23

Kanal

31

Verriegelungsbolzen

32

Drehachse

33

Sicherungsscheiben

34

Sicherungsnuten

36

Kopf

37

Gegenanschlag

38

Gewinde

39

Gegengewinde