CN101816106B - 在挤压方法中成形的插头脚 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种插头脚，具有用于与电源绞合线连接的连接端和挤压成型的、从连接端向插座触点侧的接触端引导的中间区域。为此，连接端被设计为夹紧端且中间区域被设计成空心的。

Description

在挤压方法中成形的插头脚

技术领域

本发明涉及一种插头脚以及其生产和应用。

背景技术

插头脚是公知的。其应用于电器的电源插头，用于将电源线的导电绞合线之间的连接实现为在插座中的导电连接。

为此，插头脚典型地固定在插头电桥中，在插头电桥中插头脚以几何上正确的相互间距以及以正确的突出高度被包围在不导电的塑料中。插头电桥可以具有接地弹簧夹，在某些应用中可以具有过滤元件或类似元件。在生产应用于该插头电桥的电源线时首先将电源线的绞合线的绝缘层去除，然后与插头脚的连接端固定连接。在固定绞合线之后围绕连接区域形成典型地以喷塑方法制成的PVC嵌入体。嵌入体绝缘了接触连接且可以设置去张力装置等等。

很多日常生活所需的电器的电源线和插头电桥以及使用的部件如插头脚是批量生产的产品。相应的部件的生产具有巨大的成本压力。尽管具有成本压力，也必须确保很高的安全性，因为生产中的失误会造成插头脚的使用者的生命危险，即通过火灾或由于使用不善导致使用者过电造成的危险。

已经有很多插头脚是公知的。在现有技术中典型的是，在通常的将黄铜用作原料时会产生不希望发生的铅合金。

DE10203171A1已经公开了一种电插头脚，具有以挤压工艺制成的导电芯，其中，电插头脚应该可以插入插座且包括具有用于插座的电连接的连接区域的导电芯以及用于连接电子部件的接口区域。在DE10203171A1中，导电芯在挤压方法中制成。导电核心特别用于欧洲插座且在中心区域中包有电绝缘层。

导电插塞连接器主要由两个相同设计的插接件或由一个插接件以及与之相同设计的连接件构成，其中在两个相互连接的部件的过渡区域设置了向外突出的、至少近似于在插塞连接器的整个圆周上延伸的、以尖锐的棱角成端部的、凸缘形状的位置止端，其在DE10323850C2中公开。其中，位置止端由在两个部件中的一个部件的端部上一体成型的圆形闭合件的端部的或位于两个部件之间的圆形分离部件的端部的环状的外部区域形成。虽然提出了无屑加工，却没有详细探讨挤压成型。

在DE10041516A1中提到了挤压成型，但涉及的却是针对强电流的电连接装置，其具有用于持续固定连接装置的导电体的插座(Aufnahme)和用于连接在对接插头上的弹性插头触点。所示的弹性端部不适用于电源插头。此外还描述了多部件的结构。

US-PS 4597281公开了通过挤压成形金属合金来生产电刷连接器。此外，电刷连接器连同在具有不同直径的两个对立的端部在多级的方法中制成。

因此，希望能够给出一种以较小的总成本实现较高的安全性的电源插座。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供一种新的在工业上应用的插头脚。

本发明的目的在独立权利要求中给出。优选的实施方式在从属权利要求中给出。

因此，本发明在第一基本思路中提出一种插头脚，具有用于连接电源绞合线的连接端和挤压成型的、从连接端向插座接头侧的接头端引导的中间区域，其中，连接端被设计为夹紧端且中间区域至少基本空心地构造。

因此，本发明的第一个基本观点是，插头脚可以得到实质性的改善，其中，与形成夹紧端的同时设置中间区域的空心的形状。中间区域即使其空心地形成也具有通过挤压成型引起的材料特性的改变。这特别适用于当插头脚由实心材料制成的情况，可以是这种情况，但不是必须的。在挤压成型中出现的中间区域的特性变化出人意料地引起了中间区域的机械稳定性的改善，从而即使是在中间区域构成相对较薄的壁的情况下且因此在节省了很多材料的情况下也不会出现在下降转鼓试验(Trommelfallversuchen)中出现的折断或其它变形，在该试验中有规律地弯曲其插头电桥，用以通过试验。

已经被证实，必要时在通过必要的以及对于本领域技术人员而言针对挤压变形合理地多级实施的挤压变形出现的材料特性、特别是延展性以及硬度的过大变化的情况下可以设置热处理过程。这可以以热加工后续处理预制的或部分制造的插头脚的方式实现，或通过热挤压成型、即挤压成型预加热的材料而实现。

在生产过程中出现的加工步骤也不会导致通过挤压成型的、通常已硬化的中间区域的变形。同样地，还可能出现连接端上的意外的夹紧，不希望出现夹紧是因为夹紧是高动态的过程且通过变形硬化的、甚至可能导致变脆的或变硬的材料在这里是典型的不希望看到的。不过发现，尽管改善了中间区域在连接区域中还可能存在夹紧，其可能又归因于在那里存在其它的变形条件。如此形成的插头脚使得能够提供较轻的插头脚，其特别是需要更少的原材料。由于中间区域的空腔向插头插入体方向可以通过合适的夹紧被额外封闭，即在正常的实施夹紧的过程中(如其在工业标准中可实现的那样)，塑料流体的密封使得既不会担心PVC伸入空腔中，也不会担心由此产生的额外的材料耗费。连接区域也无需再通过额外的材料来绝缘。这不仅通过材料的节省引起整个插头的价格下降，而且还节省了运输重量，这对于全球化的运输具有很大的意义，比如当插头电桥、电源线和电器分别在其它的地点制造且之后要将制成的电器运往较远的使用者的情况。

特别优选的是，连接端在电源绞合线一侧被扩展。这使得电源绞合线的连接即引入变得简单。原则上还可以通过预设的塑料漏斗使电源绞合线的引入变得简单，其中，预设的塑料漏斗能够与插头脚所注入的插头电桥基板一体地形成，和/或将预设的塑料漏斗固定在插头电桥基板上。不过优选的是，取而代之和/或优选额外地直接扩展连接端本身。这可以通过造出漏斗形状的轮廓实现，与夹紧翼片的设置相同，得出了V形或U形的夹紧件。连接端的实际形状还可以取决于各国的插头脚来确定，因为针对某一插头脚的几何尺寸优选能够在基板中将电源绞合线以不同的方式引入。关于这一点参考针对德国的插头脚与英国的插头脚之间的区别。

此外，插头脚不仅可以确定用于与零导体或相导体(零线和火线)连接，也可以用于与地线或者说接地线连接。插头脚此处还可以被理解为既用于通常的240V或120V的交流电的插头脚，也用于三相电流的插头的插头脚。

对于连接端的漏斗状的优选扩展中，可以以一种标准给出扩展，其中，可以从连接端引入变形机构。作为变形机构可以使用特别是多级作用的冲头，正像(流体静力学的)作用流。需要说明的是，本发明允许两种可能性，但多级的向前的挤压变形是特别优选的。

如前所述，保险插头(带保护接地触点的插头)优选针对电源插头、特别针对欧洲标准的双保险插头或保险插头设计尺寸。

由于插头脚被规定且适合于在插头电桥中使用，优选在连接端在形成插头电桥时被塑料包围的区域密封地实施模塑成型，该造型防止插头脚在插头电桥塑料块中扭曲或自由转动和/或被拔出。为了防止通过扭曲产生的松动采用滚压、压入或铸入，即折断在插头电桥塑料块的区域中或设置用于通过插头电桥塑料块包围的区域中的插头脚的圆对称的造型。模塑成型可以在挤压变形期间实现，比如将材料压向外部的挤压模具(母模具)和/或在后续加工中实现。

插头脚可以由实心材料制成。在此情况下，插头脚通过合适的挤压冲头或挤压流体形成空心的中间区域。这可以借助于压入的冲头实现或通过泵入流体实现。可替换地还可以以空心元件为出发点，即提供挤压变形的合适的长度的原料件。在挤压变形和/或在与之不同的步骤中可以如此变形触点侧的端部，即得出按照标准的倒圆。这可以毫无问题地阻止外来物质的渗入，从而使用者不会通过触摸在尖部伸入的且通过其向相导体引导的比如通过潮湿或固有的导电物体如细铜丝受到伤害。

当插头脚在其插座插入端被设计成非空心的或不完全空心，而是在此处还存在实心材料时，实心材料的使用是优选的。有利的是，通过插头脚形成的插头电桥实施拔出测试，用于测试当插头脚不断地在满负荷下从插座拔出时插头脚的表现。此类测试会通过在拔出期间产生电弧导致插头脚的损坏。通过留出加厚的向插座方向的端部区域大大提高了此类条件下的持久性。此外，端部区域特别是至少优选如此选择，即其在插座中与连接区域完全接触。

需要说明的是，不必仅实施挤压成型，不过其是优选的，因为在制造中是非常有利的。

空心区域的尺寸如此选择，即被视为绝缘的中间区域的重量为外部尺寸相同的实心体的重量的最大70％，优选更小，特别优选最大40％。当重量的节省小于30％时，以按照本发明的插头脚获得的(特别是在节省昂贵的金属材料方面的)优点将会变小。相反，对于过小的壁厚来说会影响插头脚的稳定性。不过可以估计到，在合适的材料下还可以得到相比于此处优选给出的中间区域的更大的重量减小。原则上应该使重量减小尽可能的大，但必须保证尚可通过必要的稳定性测试比如下降转鼓试验以及类似试验。上面描述了以毫无问题地实现为出发点的情况，但本发明并不限于此。

插头脚优选由黄铜或不锈钢制成。还可以采用在不会出现断裂或其它损坏的情况下承受必要尺寸的挤压成型的材料。

此外，本发明可较好地使用黄铜作为原材料，其前提是铜含量足够高。实际试验中当铜含量为85％时其结果是非常令人满意的，还可以考虑具有较小的铜含量的黄铜种类，比如只具有70％的铜含量的黄铜种类。此外，不必加入铅(Pb)的合金，从而得到无铅的插头脚。此外，铜的百分比含量不意味着向下进行限定，而只是优选的。必要时使用针对挤压以合适的、公知的方式预热处理的原材料。这优选还用于非黄铜的原材料。

还可以考虑，针对本发明根据国家标准或国际标准使用与给出的材料不同的材料，且必要时在国家标准改变时使用由于法律上的原因现在还不能使用的材料。除了黄铜之外的金属、特别是不锈钢的可用性已经详细地阐述和公开；这里给出一个优选的实施方式，其中，插头脚在前部区域即在向插座引入时坚固地形成接触部分。表面处理比如镀镍可以合理地运用到本发明的插头脚上且通常是优选的。这也正好适用于不锈钢插头脚。

可以将空腔设计为使得外侧、即插头脚突出于基板的部分存在实心材料。这对于实施安全测试是有利的。

要求保护的还有具有至少一个按照本发明的插头脚的插头电桥，具有此类插头电桥的电源线以及具有此类电源线的电器。此外受保护的还有用于制造按照本发明的装置的方法。

附图说明

下面参照附图详细描述本发明的优选实施例。其中：

图1a为按照本发明的插头脚在注入插头电桥基板中的状态下的纵剖图；

图1b为穿过插头脚的不同高度的横截面图；

图2为按照本发明的具有短的空腔的插头脚。

具体实施方式

按照图1a，总体上用1表示的插头脚包括连接端2，用于连接未示出的电源绞合线，以及以挤压成型的、从连接端2导向插座侧的接触端3的中间区域4，其中，中间区域4如通过空腔4a表示的那样空心地构造，连接端2构成为夹紧端2a。

插头脚1在本例中用于双保险插头且在使用中注入塑料制成的插头电桥基板5中。插头脚由专门的导电材料制成，这里优选可使用的黄铜。其它金属、特别是不锈钢的可用性已经详尽地描述以及公开过。

在连接端2上设置了漏斗状的扩展2b，其使得比如从通过箭头6表示的方向推入电源绞合线变得容易，而不会使绞合线影响已制成的电源插头的安全性。需要指出的是，扩展漏斗2b可以置于由塑料制成的属于插头电桥基板5的导入漏斗之前且/或可以在不扩展连接端区域的情况下仅使用塑料漏斗。同样优选的是，漏斗状地扩展连接端区域且在之前设置附加的塑料导入漏斗。需要说明的是，针对前置的漏斗的设计以及其向插头脚方向的设计的不同的结构是公知的，且此类公知的结构可使用按照本发明的插头脚。已经被证明的特别是前置的塑料漏斗，其向插头脚方向被设计成平整的；塑料漏斗圆锥状地以双圆锥的形式构造；且塑料漏斗是圆盘状的，即具有首先是比如圆锥状伸入的或圆柱形伸入的区域，用以使其平整。

在图1b中的横截面中可以看出，漏斗区域2b的内径明显大于图1b下部的中间区域4的空腔4a的内径。在导入漏斗2b的下方设有夹紧区域2a，其在插头电桥基板5a的电源线绞合线接触端的表面5a与导入漏斗2b的漏斗状开口之间延伸，使得插入的绞合线可以在不会使基体5被破坏或损坏的情况下被夹紧。这通过双箭头2d表示。该区域的相应尺寸设计对于本领域技术人员来说是容易实现的。可以看出，夹紧工具在制造电源插头时所嵌入的区域没有完全延伸到插头电桥基板5a，也没有使引入漏斗随着变形。比如在图1b的从上面数第二个视图中可看出优选的内径。还可见的是，通过挤压变形保留足够的壁部材料，用以在不使插头脚或类似物发生断裂的情况下安全地实现夹紧。同样地，壁厚如此选择，使得能够至绞合线得到密封的、特别是气密的、至少PVC流体密封的封闭。

接触端3在本例中完全封闭，其在此处仅由于所示插头脚由实心材料即圆钢丝进行制造就可实现。在使用截断的管件时可实现其它的可能性，用以足够地封闭接触端。

如在图1a中所示，在使用实心材料时前端的、即插座侧的接触端没有完全掏空，而是在前端具有留出实心材料的区域。该区域由实心材料以如下尺寸制成，即在以满负荷尝试拔出时通过电蚀或其它形成电弧的不利效应不会损坏尖部。没有空心成形的尖部区域的厚度可以根据按各国的标准的插座-插头脚-对的几何尺寸进行变化。如图1a中所示的前端的足够大的厚度不仅有助于提供在产生巨大的电蚀时保证插头脚完整的材料，更有助于形成足够实心的尖部，以将在形成电弧时进入材料的热能更好地导出。

中间区域4首先被构造成空心的且特别是在接触端3与插头电桥基板5的在电源插头的使用中指向插座侧的表面(参见5b)之间的区域中是薄壁的。这在图1b中通过最下面的横截面图示出。可以看出，所示的横截面的主要部分是空心的。因此可以直观地看出，这相对于实心材料大大节省了重量和材料。壁厚如此选择，即一方面即便在薄壁区域也存在为设置的电流所需的最小横截面，另一方面该插头脚和注入插头电桥中的插头脚也都毫无问题地通过下降转鼓试验和类似试验。如图所示，在空心的中间区域中的环状壁比夹紧区域还要略微更薄，但这不是必须的。

在插头电桥基板5的区域中，插头脚的厚度增加，如在图1b中从上面数第三个横截面图和图1a中所示。加厚的作用在于，形成凸肩4c，其可以稍稍向下倾斜，即不必(但可以)垂直于其它插头脚壁突出，其固定插头脚使其不能从插头电桥基板5中被拔出。已经被证明，这种加厚不是必须的。同时将其外部形状选择为不是圆形，而是与圆形不同的形状且因此可以是齿状或之字形或具有沿表面圆周设置的外形轮廓，其至少部分地比如设置在部分区域4d中，其中，不必将轮廓区域4d设置在插头电桥基板的厚度的中央，还可以设置多个相应的部分区域。重要的仅是，通过表面的精细轮廓化可以引起扭曲安全性的提高。

这种结构如下形成和加工。

首先截取一块实心材料且提供挤压模具，在模具中被截取的材料借助于唯一的挤压成形步骤形成所希望的形状。然后，挤压冲具被引入装有截取的原材料的挤压母模具中且由此形成插头脚。需要说明的是，还可以实现具有其它挤压成型步骤的多级成型方法。借助于挤压工艺可同样实施多级成型过程。

在优选的变型中，不采用热加工后续处理，而是对插头脚直接进行继续加工。为此可以将插头脚以传统的方式注入插头电桥基板中，之后使形成的插头电桥配置电源绞合线。在连接到电源绞合线之后可以通过环围浇注PVC材料形成插头体。此处不存在PVC材料挤入空腔的危险，因为空的中间区域通过夹紧足以确保防止材料的挤入。

已经被证明，不是必须只在空腔中实施夹紧。而是还可以由夹紧翼片或类似物实现转换。同样地可以实现质量特别好的夹紧。

已经被证明，不必将插头脚直到插座侧的尖部空心地变形。而是在中间区域中是空心的就足够了。其在图2中示出，其中在固定插头脚的基板的高度上在插入方向上还是实心材料。

Claims (19)

1.一种插头脚，具有用于与电源绞合线连接的连接端和挤压成型的、从连接端向插座触点侧的接触端引导的中间区域，其特征在于，连接端被设计为夹紧端且中间区域被设计为空心的。

2.如权利要求1所述的插头脚，其特征在于，连接端在电源绞合线一侧扩展。

3.如权利要求2所述的插头脚，其特征在于，连接端存在漏斗形或翼形的扩展。

4.如权利要求2或3所述的插头脚，其特征在于，连接端的扩展的标准为，使得能够挤压入变形机构。

5.如权利要求4所述的插头脚，其特征在于，所述变形机构是圆锥状的变形机构。

6.如权利要求1-3中任一项所述的插头脚，其特征在于，插头脚针对保险插头设计尺寸。

7.如权利要求6所述的插头脚，其特征在于，所述保险插头是按照欧洲标准的双保险插头。

8.如权利要求1-3中任一项所述的插头脚，其特征在于，插头脚为了固定在插头电桥-塑料块中具有防扭曲和/或防拔出保护。

9.如权利要求8所述的插头脚，其特征在于，防扭曲和/或防拔出保护通过滚压、压入或铸入形成。

10.如权利要求1-3中任一项所述的插头脚，其特征在于，插头脚由挤压成型的空心元件构成。

11.如权利要求1-3中任一项所述的插头脚，其特征在于，插头脚由实心材料构成。

12.如权利要求1-3中任一项所述的插头脚，其特征在于，插头脚以为了形成防扭曲保护和/或防拔出保护所采用的模塑成型方法制成。

13.如权利要求1-3中任一项所述的插头脚，其特征在于，中间区域的重量为外部尺寸与之相同的实心件的重量的最大70％。

14.如权利要求1-3中任一项所述的插头脚，其特征在于，中间区域的重量为外部尺寸与之相同的实心件的重量的最大40％。

15.如权利要求1-3中任一项所述的插头脚，其特征在于，插头脚的材料为黄铜或不锈钢。

16.一种插头电桥，具有至少一个如前述权利要求中任一项所述的插头脚。

17.一种电源线，具有如权利要求16所述的插头电桥。

18.一种电器，具有如权利要求17所述的电源线。

19.一种用于制造如权利要求1-15中任一项所述的插头脚的方法，其特征在于，采用一种以坚硬的工具、以向前挤压或向后挤压的方法或采用流体静力学的挤压方法作为插头脚的中间区域的挤压成型。

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