插座的制作方法

本发明涉及用于连接到供电网络的接头(contact)，特别是便于插头进入的插座。

背景技术：

可移动的电工设备通常具有带有插头的电源线，并通过将插头插入始终连接于供电网络的插座而连接至供电网络。目前，在不同国家使用了约20种这种连接方式。共同地，通过插座的接触孔可以获得具有带电电压的端子，并且插头具有适于配合到接触孔中的突出的接触销。接触销和与之对应的接触孔的形状各异。例如，美国使用片状接触销，而欧洲常见的是圆柱状接触销。一些接头为极化接头(polarised)，即，特定的接触销应连接到标示线(l)和零(neutral)(n)的特定的导电线。其他的接头为非极化接头(unpolarised)，其中，哪个接触销连接到导电线l或n并不重要。极化接头和非极化接头都可以接地(grounded)或不接地(ungrounded)。本文涉及接地插座，除了具有用于插头的接触销的导电端子，该插座还具有连接至电接地(地面)的端子。由于接地端子处于固定的接地电势，并且因此在正常操作时不传递电能，因而接地端子在插座中可以暴露。接地端子在不同国家也具有不同设计。例如，在德国和其他欧洲国家通常为适配于插头的槽的弹簧偏压的接地线夹，而法国通常为适配于插头的孔的接地销。

为了便于电器装置销售，并且为了便于从一个国家到另一个国家携带电器装置旅行，电工设备(包括插头和插座)变得越来越规范化。美国国际贸易管理局(ita)对最常用的连接具有达成一致的字母a-n，而欧洲标准的电工设备认证(cee)适用于欧洲大多数的电工设备。例如，除了英国和爱尔兰，欧洲大多数电器装置交付有cee7/7型的接地插头，该接地插头包括在ita的f类中。这种插头在下文中作为举例使用。本领域技术人员可以不付出创造性劳动地适用接头的其他类型的例子。在相关情况下也会描述其他接头类型。

改变灯具、烤箱和其他电工设备上的插头以使该设备适于本发明是不切实际的。因为欧洲电工设备目前交付具有cee7/7型和兼容类型的插头，本发明的一个目的在于使得欧洲器具必须能够接收能够被cee7/7型的插座接收的插头，但不必须能够接收能够被cee7/7型的插座接收的所有插头。总之，目的在于，根据本发明的插座应该能够接收销售以用于在国内使用并且也在不同标准的国家(例如英国和美国，例如110v或220-240v电网)使用的设备所交付的插头类型。

us1812343a公开了一种插座，该插座具有短引导槽和长引导槽，在插头压靠短引导槽和长引导槽时，短引导槽和长引导槽朝向插座上相应的开口引导插头上的接触销。同时，这使得插头相对于插座转动。

de653597c公开了类似的插座，该插座具有两个相对的半圆形凹面，所述凹面朝向相应的接触孔沿相反的方向倾斜，使得在插头压靠插座时接触销朝向接触孔滑动，而插头相应旋转。

一些国家(例如丹麦、芬兰、挪威和瑞典)要求插座具有儿童安全装置，即防止儿童接触供电网络的设备。这种儿童安全装置通常为盖在接触孔上的盖子和/或要求接触销只能在它们被同时压靠到所有接触孔时才能插入的装置。

另外，对于所谓的通用设计的关注增加，即建筑、公寓、办公室和日常使用的物品被设计为使得残障人士能够无需帮助或额外的适应而使用它们。因此，本发明的另一目的在于为这种通用设计提供插座。

现有的电源插座(outlet)可以完整地安装在墙的外侧上，或者可以与嵌入墙壁中的盒子中的供电网络永久连接，而仅在墙的外侧设置盖。这两种情况中，都存在能够对插座的现有安装进行改造的需要。

因此，本发明的目的在于提供满足上述至少一个需求的插座，并相对于现有技术具有优势。

技术实现要素：

本发明的目的是获得权利要求1的插座。

具体的，本发明提供一种插座，该插座包括盖和至少两个接触孔，所述盖具有圆柱形的井，该井的直径大于围绕现有的预定的插头的包围的圆柱体的直径，所述至少两个接触孔适于接收接触销以传输电力，其中，每个接触孔定位在凹陷的接触销引导件的底部。所述插座具有设置在所述井中的接地端子。

当插头被插入所述井中时，所述插头上的所述接触销沿所述凹陷的引导件朝向所述接触孔滑动。因此，所述插头围绕所述圆柱形井的旋转对称轴线转动。

在一种实施方式中，所述插头的接触销的长度大于所述接触孔与所述接地端子的顶部之间的距离。因此，所述插头可以不受所述接地端子干扰地在所述井中转动。

所述接触销引导件优选具有从其各自的接触孔至所述接触销引导件的更窄和更浅的部分的倾斜。从上方观察，所述接触销引导件将因此具有靠近所述接触孔的向上的大开口表面，并且沿旋转方向远离所述接触孔具有逐渐减小的开口表面。如果位于插头上的接触销与所述接触销引导件的更窄的部分接合，插头将沿特定方向(例如逆时针)朝向所述接触孔转动。

在一些实施方式中，所述盖通过扣锁连接到接触盒。这有利于一旦在所述接触盒安装在墙壁或类似物上后即所述盖的安装。

在一些实施方式中，所述井还包括两个突出件，该突出件具有沿所述井的长度方向相互平行的平的侧面，所述井还包括引导槽，所述引导槽从所述平的侧面的中部径向向外延伸并从所述井的底部延伸至所述突出件的顶面。所述侧面适于所述插头(例如根据cee7/7的插头)，并且所述引导槽在这种情况下适配于所述插头上的引导肋。在所述插头插入所述插座时，所述侧面和引导槽承受(takeup)对所述插头施加的载荷，并且还能够提供摩擦力以使所述插头保持在所述井中。

在所述突出件的第一实施方式中，每个突出件的两个顶面均定位为垂直于所述井的旋转对称轴线。在该实施方式中，所述侧面和引导槽仅具有上述说明的功能。

在所述突出件的第二实施方式中，每个突出件的第一顶面定位为垂直于所述井的旋转对称轴线，每个突出件的第二顶面形成沿所述井的圆柱形壁的螺旋面并在所述引导槽具有到所述井的底部的最小距离。在该实施方式中，当所述插头不正确地定位在所述井中时，所述第一顶面防止所述插头在所述井中继续轴向移动。因此，本实施方式可以适于极化接触。当所述插头正确地定位在所述井中时，所述插头将沿所述螺旋顶面滑动并因此轴向移动直到所述接触销插入所述接触孔中。

所述螺旋面优选具有与所述接触销引导件的底部相同的倾斜。因此，在所述接触销引导件沿所述接触销引导件朝向所述接触孔滑动的同时，所述顶面支撑所述插头的侧部(例如上述的引导肋)。

在所述突出件的第三实施方式中，每个突出件的两个顶面均为朝向所述引导槽引导的螺旋面。这有利于具有引导肋或类似结构的插头的插入。

所述插座优选还具有从所述盖的外表面朝向所述井延伸的引导件。该引导件在抵靠所述盖的外表面移动时朝向所述井引导所述插头。

本发明的其他特征和优点在从属权利要求和下文详细说明中展现。

附图说明

下文将参考附图以典型实施方式的形式对本发明进行更详细说明，附图中：

图1是从第一视点观察的插座的立体图；

图2是从第二视点观察的图1的插座的立体图；

图3是图1和图2的插座的侧视图并具有部分插入的插头；

图4是沿图3中iv-iv面截取的截面图；

图5是用于图1至图4中的插座的连接盒的俯视图；

图6是具有盖的图5的连接盒的俯视图；

图7是从图3所示侧侧向定向90°的观察的插座的侧视图；

图8显示了从上方观察的可选择的实施方式的一部分；

图9是沿图8中ix-ix面截取的截面图；

图10是沿图8中x-x面截取的截面图；

图11显示了具有两个平行顶面的引导件；

图12显示了具有两个倾斜顶面的引导件；

图13是具有接地线夹(groundclip)的插座的立体图；以及

图13是具有接地销(groundpin)的插座的透视图。

具体实施方式

附图为示意图且无需测量。为了清楚起见去除了本领域技术人员公知的一些细节。在图1至图7中，所谓的“欧式(schuko)”接地线夹用作接地端子112的第一示例，接地销150用作图8至图12中的示例。权利要求中的术语接地端子包括用于将插头连接到地面的这些以及其他元件。此外，下文描述中的术语接地线夹和接地销应理解为权利要求中使用的术语“接地端子”的示例。

图1和图2为插座100的立体图，插座100具有接地端子112、盖120和从盖120的外表面朝向用于接收插头300的井(well)130引导的引导件123。图1还显示了填充在标准井盒中的连接盒110。所述盖具有一体且弹性的扣锁(snap-lock)116，扣锁116将盖保持于连接盒110。连接盒110具有用于来自供电网络的接地电缆(groundcable)的一个或多个开口(未图示)。槽形(trough-shaped)的接触销引导件141、142固定地设置在井130的底部，并且其最佳显示在图2中。用于插头200上的接触销的接触孔121定位在槽形的接触销引导件141、142的底部。当插头插入井130中时，接触销将沿引导面141和142滑动并沿假想的螺旋面下降到各自对应的接触孔121。换言之，接触销引导件141、142具有从其各自的接触孔121到接触销引导件141、142的更窄和更浅的部分(即图2中顺时针)的倾斜结构(inclination)。

图3显示了插头20插入本发明的插座100。在该示例中，插头200为cee7/7型且插座100适于该插头、为兼容类型。线iv-iv显示了穿过位于这种插头200上的接触销的中心并且还穿过插座100内的接触孔121的中心的假想平面。

插座200具有直径稍小于前面的附图中所示的井130的圆柱面230。圆柱面230被在图示位置平行于纸面的平面231断开。引导肋232从平面231突出并由圆柱面230的假想延伸部包围，使得引导肋232能够向下穿入图1和图2中所示的圆柱井130中。在插头200的径向相对侧上设置有具有引导肋232的类似的平面231。

如结合图1所说，盖210通过扣锁116连接于连接盒110。这里，扣锁116为所述盖的一体且弹性的部分。当将所述盖安装到连接盒110上时，扣锁116沿连接盒的壁滑动。当所述盖安装时，扣锁116朝向连接盒110向内偏压，使得肩部或类似部分抵靠连接盒110的边缘而，从将所述盖保持在连接盒110上。可选择的，所述盖可以通过已知方式用一个或多个螺栓连接到连接盒110。

图4是沿图3中iv-iv面截取的截面图。插头200不是本发明的部分，并且因此没有图示其内部细节。在插入插头200时，位于盖120的外表面和井130(图1)之间的引导件123朝向井130引导插头。在图4中，引导件123显示为凹陷的圆滑过渡，而图9至图11中显示为截头圆锥过渡。应该理解的是，可以使用能够将插头200朝向井130引导的任意形状。在图4所示的位置，插头的接触销221几乎没有插入接触孔121中，并且插头200的底部(接触销221从该底部延伸)定位在引导件123内，但位于接地线夹112上方。应该理解的是，接触销引导件141、142与接地线夹112之间的距离必须小于接触销121的长度。在cee7/7插头中，接触销221的长度为19mm。因此，在图4的示例中，接地线夹112的顶部高于接触销引导件141、142的底部例如16-18mm，使得插头200能够不受接地线夹112阻碍或干扰地转动。类似的，接触孔121到其他类型的接地接头(例如法国插座的接地销(图8至图10中的150))的距离小于接地销221的长度。

图4还显示了扣锁116的下边缘与连接盒110的边缘接合，并因而保持所述盖。

图5是连接盒110的俯视图，更具体的，是从之前的附图上方观察且不具有盖的插座。连接盒110包括板1100，板1100具有用于例如通过螺栓连接到墙壁或类似物的紧固孔1101。接地电势(electricgroundpotential)通过两个径向相对的接地线夹112提供到插座上的互补的接地轨(图5中未显示)。为此，接地线夹112径向向内偏压，并在插入或拔出插头时沿轴向定向的接地轨滑动。

接地端子1120连接于供电网络的地面。接地端子1120可以为固定连接到接地线夹112的接地轨，在这种情况下，接地线夹112连接于连接盒110。可选择的，接地线夹112可以连接到位于盖(图5中未图示)上的接地轨，该接地轨在所述盖安装时与接地端子接合。

使用时，位于接触孔121内的滑动端子111(图6)电连接于供电网络的带电连接器(liveconnectors)，并向插头上的接触销(221，图4)提供机械和电连接。

图6显示了与图5中的连接盒110相同尺寸和定向的插座100。因此，盖120安装在图5的连接盒110上。所述盖包括顶板120，顶板120不必须为平的。接地线夹112定位在盖120上的开口中，并且接地线夹112之间的轴线垂直于穿过接触孔121的中心的轴线。

图7显示了从垂直于图3所示侧的一侧所观察的插座。在所示实施方式中，接地线夹112穿过盖120的壁定位在开口114中。因此，在插入插头的过程中，接地线夹112能够被部分地向外挤压并推入开口114中。当插入插头后，偏压将迫使接地线夹112抵靠位于插头上的互补的接地轨(212，图10)。

在图1至图7所示的实施方式中，插头上的哪个接触销插入插座的哪个接触孔121并不重要，并且作为示例使用了具有两个对称布置的接地线夹112的原为德国的“欧式”的接头。在图8至图10的示例中，对称的接地线夹112由非对称布置的接地销150代替以显示极化插座(polarisedsocket)，即每个接触销必须插入特定的接触孔。cee7/7型插头具有接收原为法国标准的接地销150的孔，并因此作为示例使用。

图8显示了从上方观察的可选择的实施方式。如结合图3所描述的，插头200可以具有通过两个平面231切割的基本为圆柱形的外表面230，每个平面231具有突出的引导肋232。图8至图10的实施方式具有类似的基本上为圆柱形的井130，井130具有适于cee7/7型、兼容类型的插头的突出件131和引导槽132。引导槽132从平行平面的侧面朝向井130的圆柱形壁径向向外延伸，即，沿着穿过接触销引导件141、142中的接触孔121的中心的轴线延伸。平面ix-ix垂直于该轴线并且穿过图8中接触销150的中心切割。引导槽132从井130的底部延伸至顶面1210和1311。顶面1310彼此径向相对，且顶面1311彼此径向相对。

德国接地线夹(例如如图6所示)的变型还可以有利地通过类似的突出件或引导面131和引导槽132来提供。“可选择的实施方式”应在此和下文中理解为在井中具有引导面131、132等的接头(contact)，而无论接地包括如图6中的线夹还是如图8中的销。

图9是沿图8中ix-ix面的截面图，并显示了突出件131的第一实施方式。引导件123和接触销引导件141、142如图1至图7中所示的实施方式，在此不再说明。这里，顶面的用于件131的部分1310垂直于井的旋转对称轴线延伸，并设置在与井130的底部足够距离处，以在插头的引导肋232(图3和图10)沿顶面部分1310滑动时允许插头200在接地销150上方旋转。

件131的顶面的另外的部分1311朝向引导槽132向下倾斜。当倾斜面1311沿圆柱形壁延伸时，本实施方式中的顶面1311为沿着与在插座插入的过程中插座将被朝向接触孔121引导的方向(即图8中的逆时针和朝向图9的左手侧)相同的方向倾斜的螺旋面。因此，当插头上的引导肋232沿顶面的部分1311滑动时而不是当引导肋232沿顶面的部分1310滑动时，图3中的插头可以轴向向下移动到接地销150上。

图10显示了插座200的接触销221与接触销引导件141、142的底部接合。引导肋232通过两个顶面130支撑，该两个顶面130彼此径向对称设置，参见图8。因此，插头200的旋转轴线平行于接地销150的轴线。当插头200旋转使得引导肋沿螺旋面1311滑动时，旋转轴线保持与销150平行，如果插头正确地定位在井中，则销150将容易地滑入插头上对应的孔中。也就是，插头200上的接地孔的轴线不太可能相对于接地销150倾斜。如果销150不进入孔，那么插头肯定是呈180°错误定位，使得n销对准l孔，并且反之亦然。图9中的顶面1310和接触销引导件141、142支持继续转动180°。

没有突出件131，无论接触销接合在何处，接触销引导件141、142的对称形状使得插头200被轴向向下引导至接触孔121。利用图9的实施方式，引导肋232可以接合顶面1310，接触销221不会接合接触销引导件141、142的底部。如果接触销221朝向接触销引导件141、142的更窄和更浅的部分转动，接触销221将快速到达图10所示的位置。沿相同方向(即图8中的顺时针)继续转动将使插头200在井130中轴向向上提升。沿相反方向的微小转动将使引导肋移动到顶面1311上方，这里顶面1311为螺旋状，使得接触销221被朝向接触孔121轴向向下引导。因此，即使利用水平的引导面130，使用者也能够迅速接收到正确旋转方向的触觉反馈(tactilefeedback)，更精确地，利用顶面1310接收触觉反馈，所述顶面1310在离接触孔121比插头的接触销221的长度更大的距离处垂直于井的旋转对称轴线。因此，图9和图10的变型有利于极化接头(polarisedcontacts)，这里因为引导件是不对称的通过偏心销150举例。

图11显示了顶面1310和1311的第二实施方式，其中两对顶面1310、1311垂直于井的旋转对称轴线(即平行于图8中的纸面)延伸。在该实施方式中，从接触孔121到突出件131的顶面1310、1311的高度优选适于使得插头的接触销221能够在插入插头的过程中沿接触销引导件141、142的底部不受干扰地滑动。然后，当插头完全插入插座时，槽132接收插头上的引导肋232，并提供摩擦力以保持插头，并且当插头插入插座100时还通过承受对插头施加的力而保持插头。

图12显示了突出件131的第三实施方式，其中，顶面1310和1311均朝向引导槽132向下倾斜。该实施方式有利于引导肋232插入引导槽132。如图9和图10的实施方式那样，来自所述顶面的支持，使接地销150与插头的孔对齐。图12的实施方式不支持图9和图10的实施方式的180°旋转。如图9至图11所示的实施方式那样，图12的实施方式在插头200完全插入插座时提供摩擦力并克服横向力支撑在插头200的顶部上。

在图9至图12所示的所有三个实施方式中，接地销150足够长，以确保插头200在接触销221与带电端子(liveterminal)接合之前接地。这对于包括cee7/7在内的用于具有接地端子的插座的标准来说是普遍要求。假如满足该要求，接触销150的长度可以适应插座100中的引导件、插头200上的接触销221的长度和从顶面1310、1311至插座100的带电端子(未图示)的距离。在优选实施方式中，倾斜面1311具有与接触销引导件141和142的底面相同的倾斜。

从图8至图12的说明可以理解的是，顶面1310和1311以及接地销150向使用者提供插头的定向的触觉反馈，并且图9的非对称形状(特别是水平面1310)尤其有利于改变插头在井130中的定位。

图13显示了具有结合图8至图12说明的具有引导面1310和1311的插座100，但接地线夹112代替了接地销150。具有过渡部123的顶板120和槽形对称引导件141和142如上所述。图14与图13类似，但具有接地销150而不是接地线夹112。图13和图14的实施方式都可以用于根据欧洲标准cee7/7的插头，并且分别代表非极化接头和极化接头。另外，应该理解的是，本发明不限于cee7/7，并且与图9、图11和图12中的顶面1310和1311类似的对称或非对称引导件可以用于其他类型的接头。

参考用于特定类型的插头的插座举例说明了本发明，但本发明的范围由权利要求限定。