Steckverbinder

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, der ein Gehäuse aufweist, in dem mindestens ein Phasenleiter sowie mindestens ein Schutzleiter angeordnet sind, wobei der mindestens eine Phasenleiter zu mindestens einem Kontaktelement des Steckverbinders und der mindestens eine Schutzleiter zu mindestens einem Schutzkontaktelement geführt ist.

Derartige Steckverbinder sind bekannt und werden beispielsweise zur Verbindung von elektrischen Geräten und Betriebsmitteln mit gebräuchlichen Schutzkontaktsteckdosen verwendet. Um einen sicheren Betrieb dieser elektrischen Geräte und Betriebsmittel zu gewährleisten, ist bei Inbetriebnahme sowie in gewissen Zeitab-

ständen ihre messtechnische überprüfung vorgesehen, deren Durchführung in mehreren deutschen Normen wie beispielsweise der DIN VDE 0751-1 , DIN VDE 0701-1 , DIN VDE 0702-1 oder der „Berufsgenossenschaftlichen Vorschrift für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit" vorgeschrieben ist. In der Regel ist bei solchen Prüfungen unter anderem vorgesehen, an den vom Stromnetz getrennten elektrischen Geräten und Betriebsmitteln verschiedene Messungen wie beispielsweise von Isolationswiderständen, eines Schutzleiterwiderstandes oder von Ableitströmen durchzuführen. Bei zahlreichen elektrischen Geräten und Betriebsmitteln ist jedoch eine Trennung von der Netzversorgung aus betrieblichen oder anderen Gründen nicht möglich. Hierzu zählen beispielsweise solche medizinischen elektrischen Geräte, die der unmittelbaren Erhaltung von Leben oder Gesundheit von Patienten dienen. Bei anderen elektrischen Geräten wiederum ist es notwendig, Messungen über einen gesamten Betriebszyklus hinweg vorzunehmen, um deren sicheren Betrieb in jeder Betriebsphase sicherzustellen, wie dies beispielsweise bei Waschmaschinen der Fall ist. Bei Geräten mit elektronischen Bauteilen wiederum ist eine Messung von Isolationswiderständen oftmals aufgrund der zu hohen Prüfspannung nicht möglich. Elektrische Geräte mit so genannten Spannungsfreischaltern oder Unterspannungsauslösern können ebenfalls nur im Betrieb vermessen werden, da anderenfalls deren Leiter unterbrochen sind.

Bei solchen elektrischen Geräten und Betriebsmitteln, die nicht vom Stromnetz getrennt werden können bzw. dürfen, oder eine Messung nur durchführbar ist, wenn das Gerät oder das Betriebsmittel mit dem Stromnetz verbunden ist, kommt dann statt dessen das so genannte Differenzstromverfahren zur Anwendung, bei dem mit Hilfe eines Messgerätes, beispielsweise in Form einer bekannten Stromzange, sämtliche innerhalb einer Zuleitung befindlichen Leiter gemeinsam um- fasst, die Summe der durch sie hindurchtretenden Ströme ermittelt und aus einer sich hierbei eventuell ergebenden Differenz auf so genannte Ableit- oder Leckströme geschlossen werden kann. Ist dieser Differenzstrom hinreichend klein, gilt das elektrische Gerät oder das Betriebsmittel als betriebsfähig. Hierbei kann je-

doch der Fall eintreten, dass zwar der Differenzstrom hinreichend klein ist, die Rückleitung des Stroms jedoch nicht wie vorgesehen über einen Nulleiter, sondern in Folge eines Defektes innerhalb des Gerätes oder des Betriebsmittels zumindest teilweise über den Schutzleiter zurückgeführt wird. Dies ist bei einer Differenzstrommessung an einem mittels eines bekannten Steckverbinders an die Netzspannung angeschlossenen elektrischen Gerät oder Betriebsmittel nicht erkennbar.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Steckverbinder der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass bei Messungen an mit der Netzspannung verbundenen, im Betrieb befindlichen Geräten und Betriebsmitteln elektrische, die Betriebssicherheit eventuell gefährdende Defekte, einfach feststellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gehäuse zumindest eine Durchtrittsöffnung für ein Messelement einer Strommesseinrichtung aufweist, und dass der oder mindestens einer der Schutzleiter derart um die Durchtrittsöffnung geführt ist, dass der allein durch den Schutzleiter fließende Strom durch die Strommesseinrichtung erfassbar ist.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird dadurch in besonders vorteilhafter Art und Weise ein Steckverbinder geschaffen, bei dem es bei messtechnischen überprüfungen möglich ist, an einem mit dem Stromnetz verbundenen e- lektrischen Gerät oder Betriebsmittel einen allein durch den Schutzleiter fließenden Strom zu ermitteln und somit einen eventuellen Defekt in dem elektrischen Gerät oder Betriebsmittel zu erkennen, bei dem ein unerwünschter Stromfluss von zumindest einem der Leiter zum Schutzleiter besteht. Die vorliegende Erfindung trägt somit in erheblichem Maße zur Vermeidung von Unfällen im Umgang mit elektrischen Geräten oder Betriebsmitteln bei.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass, der oder mindestens einer der Phasenleiter derart um die Durchtrittsöffnung geführt ist, dass der durch

ihn fließende Strom durch die Strommesseinrichtung erfassbar ist. Hierdurch ist es in vorteilhafter weise möglich, zusätzlich zum durch den Schutzleiter fließen den Strom ebenfalls den durch den oder die Phasenleiter fließenden Strom zu erfassen und so auf eventuelle anderweitige Leckströme schließen zu können.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der oder mindestens einer der Nulleiter und der oder mindestens einer der Phasenleiter derart um die Durchtrittsöffnung geführt ist oder sind, dass der durch den Nulleiter und/oder den oder mindestens einen der Phasenleiter fließende Strom durch die Strommesseinrichtung erfassbar ist. Hierdurch lässt sich auf vorteilhafte Weise der durch diesen oder diese Leiter fließende Strom oder Differenzstrom ermitteln.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Steckverbinder zur übertragung von einphasigem Wechselstrom bzw. dreiphasigem Wechselstrom einen bzw. drei Phasenleiter, einen Schutzleiter sowie vorzugsweise einen Nulleiter aufweist und somit in vorteilhafter weise in Form eines gebräuchlichen Schutzkontaktsteckers oder Drehstromsteckers ausbildbar ist.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Steckverbinder an einem ersten Ende des Gehäuses mindestens zwei erste Kontaktelemente und an einem zweiten Ende mindestens zwei zweite Kontaktelemente besitzt sowie mindestens zwei Schutzkontaktelemente aufweist, dass jeweils ein erstes Kontaktelement mit jeweils einem zweiten Kontaktelement mittels eines Phasenleiters bzw. mittels eines Nulleiters verbunden ist, und dass die beiden Schutzkontaktelemente mittels des Schutzleiters verbunden sind. Hierdurch kann der Steckverbinder in vorteilhafter Weise zwischen einen konventionellen Stecker und eine herkömmliche Steckdose eingefügt werden. Somit ist auch bei elektrischen Geräten und Betriebsmitteln, die konventionelle Stecker aufweisen, eine separate Messung am Schutzleiter möglich.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der mindestens eine um die Durchtrittsöffnung geführte Schutzleiter in Form einer Schlaufe entlang der Durchtrittsöffnung geführt ist, was bei einer entsprechenden Ausbildung des Gehäuses den Vorteil einer leichten Zugänglichkeit besitzt.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die im Folgenden anhand, der Figuren beschrieben werden.

Es zeigen:

Figur 1 : eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Steckverbinders,

Figur 2: einen Querschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel der Figur 1 aus deren Richtung II,

Figur 3: einen Querschnitt des ersten Ausführungsbeispiels eines Steckverbinders entlang der Richtung III der Figur 2,

Figur 4: einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, und

Figur 5: einen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel.

In den Figuren 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Steckverbinders 1 dargestellt, der hier als Schutzkontaktstecker 1' für einphasigen Wechselstrom ausgeführt ist. Dieser weist drei innerhalb eines Gehäuses 2 verlaufende Leiter 3 - 5 auf. Ein Phasenleiter 4 sowie ein Nulleiter 5 dienen der Stromübertragung, während insbesondere bei Geräten der Schutzklasse 1 ein Schutzleiter 3 der Sicherheit durch Erdung dient. Der Schutzkontaktstecker 1 ' besitzt weiterhin zwei

leitfähige, aus dem Gehäuse 2 herausragende, als Steckkontakte 6a" ausgeführte Kontaktelemente 6, die mit dem Phasenleiter 4 bzw. mit dem Nulleiter 5 verbunden sind, sowie ebenfalls aus dem Steckergehäuse 2 heraustretende, als Kontaktlaschen 7a ¹ ausgeführte Schutzkontaktelemente 7, die mit dem Schutzleiter 3 verbunden sind. Die Leiter 3, 4 und 5 sind zum Teil zu einer Zuleitung 10 zusam- mengefasst, welche durch eine Eintrittsöffnung 2a in das Gehäuse 2 des Schutzkontaktsteckers 1' eintritt. Die Verbindung des Schutzkontaktsteckers 1 ' mit dem Stromnetz erfolgt derart, dass beim Einführen des Schutzkontaktsteckers 1' in eine bekannte und daher nicht näher dargestellte Schutzkontaktsteckdose zunächst der Schutzleiter 3 über die Kontaktlaschen T mit einem Netzschutzleiter und bei weiterem Einführen die stromführenden Leiter 4 und 5 über die Steckkontakte 6a ¹ mit dem Stromnetz verbunden werden. Im Gegensatz zu den bekannten Steckverbindern weist nun der in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte Schutzkontaktstecker 1' einen von den übrigen Leitern 4 und 5 getrennt geführten Schutzleiter 3 auf, der innerhalb des Gehäuses 2 in Form einer Schlaufe 8 verläuft, die eine das Gehäuse 2 durchbrechende Durchtrittsöffnung 9 umschließt, deren Durchmesser ausreichend groß konzipiert ist, um ein Messelement einer Messeinrichtung - wie beispielsweise einer auf Induktion basierenden Stromzange - aufzunehmen. Hierdurch kann in vorteilhafter Art und Weise der Schutzleiter 3 separat umgriffen werden.

Diese separate Umgreifbarkeit des Schutzleiters 3 ermöglicht nun in vorteilhafter Art und Weise, dass bei einem aus betrieblichen oder anderweitigen Gründen nicht vom Stromnetz trennbaren elektrischen Gerät, welches mittels des dargestellten Schutzkontaktsteckers 1 ¹ mit dem Stromnetz verbunden ist, eine Strommesseinrichtung, insbesondere eine bekannte und daher hier nicht näher dargestellte Stromzange, durch die Durchtrittsöffnung 9 derart geführt wird, dass sie allein den Schutzleiter 3 umfasst und somit nur den durch diesen fließenden Strom ermittelt.

Ergibt sich hierbei ein von Null verschiedener durch den Schutzleiter 3 fließender signifikanter Strom, kann das elektrische Gerät als nicht betriebssicher eingestuft werden, da in Folge eines Defekts ein unerwünschter Kontakt eines Phasenleiters 4 zum Schutzleiter 3 bestehen muss.

Es kann jedoch der Fall eintreten, dass bei einem defekten Gerät ein Leckstrom nicht über den Schutzleiter 3 abfließt, sondern das elektrische Gerät anderweitig - beispielsweise über eine Wasserversorgung oder bei medizinischen elektrischen Geräten über einen Patienten - verlässt. Daher ist es bevorzugt, dass auch der Phasenleiter 4 und der Nulleiter 5 so um die Durchtrittsöffnung 9 geführt sind, dass sie mit einer durch die Durchtrittsöffnung 9 geführten Strommesseinrichtung getrennt vom Schutzleiter 3 gemeinsam umfassbar sind und somit die Summe der durch Phasenleiter 4 und Nulleiter 5 hindurchfließenden Ströme, das heißt, der durchfließende Differenzstrom, erfassbar ist. Ergibt sich hierbei ein von Null verschiedener signifikanter Differenzstrom und ist darüber hinaus bei einer Messung allein am Schutzleiter 3 kein durch diesen fließender Strom feststellbar, muss ein anderweitiger Leckstrom vorliegen, so dass das elektrische Gerät als nicht betriebssicher einzustufen ist.

Ebenfalls möglich ist es, wie bei bislang durchgeführten Prüfungsverfahren, die Summe der durch sämtliche Leiter 3, 4, 5 hindurchfließenden Ströme zu erfassen, das heißt, den gemeinsamen Differenzstrom von Schutzleiter 3, Phasenleiter 4 und Nulleiter 5. Ergibt sich hierbei ein von Null verschiedener signifikanter Differenzstrom, muss anderweitig am Gerät ein Leckstrom auftreten. Ergibt sich kein signifikanter Differenzstrom kann jedoch der Fall vorliegen, dass zumindest ein Teil des Stroms anstatt wie vorgesehen nur durch Phasenleiter 4 und Nulleiter 5 nun auch durch den Schutzleiter 3 fließt und somit ein Defekt des Geräts vorliegt. Dieser bislang nicht erkennbare Fall kann nun jedoch mit Hilfe einer am beschriebenen Steckverbinder 1' möglichen, an herkömmlichen Steckverbindern nicht durchführbaren Messung des nur durch den Schutzleiter 3 allein fließenden Stro-

mes festgestellt werden und das Gerät in diesem Fall als nicht betriebssicher eingestuft werden.

Durch Einsatz des Schutzkontaktsteckers 1' können somit bislang nicht erkennbar defekte risikobehaftete elektrische Geräte identifiziert und dadurch Unfälle vermieden werden.

Für den Fachmann ist ersichtlich, dass auch andere Ausbildungen des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels möglich sind, wie beispielsweise Ausführungen für weitere Stromarten, wie in Figur 4 dargestellt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel 1" ist für dreiphasigen Wechselstrom ausgelegt, der auch als Drehstrom oder Starkstrom bekannt ist. Einander entsprechende Bauteile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen und werden nicht nochmals beschrieben. Der wesentliche Unterschied zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 und dem in der Figur 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass nun fünf Leiter, nämlich drei Phasenleiter 4a, 4b, 4c sowie ein Nulleiter 5 und ein Schutzleiter 3, und eine entsprechende Anzahl Steckkontakte 6a' vorhanden sind.

Wie beim ersten Ausführungsbeispiel verläuft auch der Schutzleiter 3 von den übrigen Leitern 4a - 4c getrennt um die Durchtrittsöffnung 9, so dass der durch ihn fließende Strom separat erfassbar ist. Vorzugsweise ist die Durchtrittsöffnung 9 hierbei so konzipiert, dass der sich als Summe der durch die Phasenleiter 4a -4c und den Nulleiter 5 fließenden Ströme ergebende Differenzstrom ebenfalls mittels der Strommesseinrichtung erfassbar ist, was die bereits beim ersten Ausführungsbeispiel geschilderte und hier nicht nochmals beschriebene getrennte Messung von Strömen ermöglicht.

Es versteht sich von selbst, dass sich der Steckverbinder 1 nicht auf Wechselstromanwendungen beschränkt, sondern auch Ausbildungen für Gleichstrom und andere Stromarten möglich sind.

Ebenfalls möglich ist eine von den dargestellten Ausführungsbeispielen abweichende Form des Steckverbinders 1. So kann ein Ende des Steckverbinders 1 zum Beispiel als Schutzkontaktsteckdose ausgebildet sein bzw. können männliche und weibliche Steckerelemente gewählt oder miteinander kombiniert werden.

Figur 5 zeigt hierzu ein drittes Ausführungsbeispiel des Steckverbinders 1 , das als Kupplung 1 '" ausgebildet ist und an einem ersten Ende des Gehäuses 2 zwei Steckkontakte 6a' sowie an dessen zweiten Ende zwei Kontaktbuchsen 6a" aufweist, derart, dass die Kupplung 1 '" am ersten Ende als Schutzkontaktstecker und an ihrem zweiten Ende als Schutzkontaktsteckdose ausgebildet ist. Der Phasenleiter 4 und der Nulleiter 5 verbinden jeweils einen Steckkontakt 6a' mit einer Kontaktbuchse 6a".

Der Schutzleiter 3 verbindet zwei Schutzkontaktelemente T und 7", wobei vorzugsweise das steckerseitige erste Schutzkontaktelement 7' als Kontaktlasche 7a' und das steckdosenseitige zweite Schutzkontaktelement 7 als Federkontaktlasche 7a" ausgeführt ist. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Schutzleiter 3 wiederum separat als Schlaufe um die Durchtrittsöffnung 9 geführt. Die Kupplung 1'" ist somit zwischen herkömmliche Schutzkontaktstecker und herkömmliche Schutzkontaktsteckdosen einfügbar und ermöglicht durch den separat geführten Schutzleiter 3 auch bei Geräten, die mit herkömmlichen Steckern ausgestattet sind, eine separate Messung der entsprechenden Ströme.

Selbstverständlich sind zahlreiche weitere Ausgestaltungsformen möglich, die an unterschiedliche Stecker- und Steckdosensysteme angepasst werden können, so dass die Kupplung 1'" auch als Adapter ausgebildet sein kann.

Weiterhin ist es möglich, den Steckverbinder 1 an der Durchtrittsöffnung 9 des Gehäuses 2 an einer nicht näher geschilderten, hierzu geeigneten Vorrichtung aufzuhängen und somit für eine definierte Aufbewahrung des Steckverbinders 1 und der Zuleitung 10 beispielsweise beim Transport des elektrischen Gerätes zu

sorgen. Ebenso kann der Steckverbinder 1 mit mehreren Durchtrittsöffnungen 9 versehen werden.

Ebenfalls möglich sind zahlreiche weitere Modifikationen und Abwandlungen der dargestellten Schlaufen 8, in denen beispielsweise der Schutzleiter 3 und/oder weitere Leiter 4,5 nicht bogen- sondern kreisförmig geführt wird oder werden, sowie eine Anordnung der Schlaufe 8, 8' an anderen Bereichen des Gehäuses 2 des Steckverbinders 1.