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Die
vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Beanspruchte
und befasst somit mit Steckerbrücken,
insbesondere mit solchen, die partiell isolierte Metallkontakte
aufweisen.
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Bei
der Herstellung von Netzsteckern und dergleichen müssen die
in eine Steckdose oder Buchse eindringenden Metallkontakte, also
Steckerstifte, Messerkontakte oder dergleichen in geometrisch exakter
Weise angeordnet werden, also untereinander die korrekte Ausrichtung
und den exakten Überstand über den
Griffkörper
besitzen. Um dies zu gewährleisten,
werden die Metallkontakte vor dem Anschlagen der Netzleitungen,
das typisch z. B. durch Vercrimpen erfolgt, in einer Kunststoffplatte
angeordnet und nachfolgend als Gesamtanordnung mit PVC zur Bildung
des Griffkörpers
umgossen. Die Kunststoffplatte mit Steckerstiften bzw. Messerkontakten
wird als Steckerbrücke
bezeichnet.
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Obwohl
die Sicherheit des Netzsteckers in der Benutzung signifikant von
der Qualität
und Präzision
der Steckerbrücke
abhängt,
handelt es sich bei der Steckerbrücke um ein Massenteil, das
preiswert zu fertigen ist und eine leichte Weiterverarbeitung der Steckerbrücke erlauben
muss. Dies gilt unabhängig von
den in einem gegebenen Land gültigen
Vorschriften für
Netzstecker.
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Es
gibt eine Vielzahl von Netzsteckern, bei denen die Metallkontakte
partiell isoliert sind. Dabei liegt lediglich am von dem Griffkörper abgewandten Ende
blankes Metall vor, während
in der Nähe
des Griffkörpers
eine Kunststoffumhüllung
für die
Metallkontakte vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, dass etwa spielende
Kinder bei einem nur halb eingesteckten Stecker nicht mit Büroklammern
oder anderen Instrumenten an spannungsführende Metallkontakte gelangen
können
und dabei einen tödlichen
oder lebensgefährlichen
elektrischen Schlag erleiden.
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Bislang
war die Fertigung von Steckerbrücken
mit partiell isolierten Metallkontakten und einer diese fixierende
Kunststoffplatte vor allen Dingen für kasten- bzw. messerschneidförmigen,
also nichtrunden Metallkontakten ein höchst aufwendiger Prozess. Es
ist wünschenswert,
hier eine Vereinfachung und/oder Verbesserung herbeiführen zu
können.
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Die
Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung
bereitzustellen.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe wird in unabhängiger
Form beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in
den Unteransprüchen.
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Wesentlich
ist somit die Erkenntnis, dass Steckerbrücken mit partiell isolierten
Messerkontakten, also nichtrunden bzw. flachen Schneidkontakten bevorzugt
durch einen mehrstufigen Prozess herstellbar sind, indem zunächst eine
erste Isolierung vorgesehen wird und danach erst die Anordnung in einer
Kunststoffplatte erfolgt bzw. ein Umspritzen der vorisolierten Messerkontakte
mit Kunststoff zur Bildung der Kunststoff- bzw. Steckerbrückenbasisplatte. Es sei erwähnt, dass
es besonders bevorzugt ist, die partiell isolierten Messerkontakte
nicht einfach in eine vorgefertigte Basisplatte einzusetzen, sondern vielmehr
die mit partieller Isolierung versehenen Messerkontakte in einer
Halteplatte umspritzt bzw. eingesetzt anzuordnen. Dabei steigt erstaunlicher Weise
trotz des Arbeitsaufwandes zur partiellen Messerkontaktisolierung
der Gesamtaufwand zur Steckerbrückenfertigung
nicht, jedenfalls nicht signifikant; vielmehr wird durch die Möglichkeit,
die partielle Isolierung insbesondere im Bereich der zu bildenden oder
anzuschlagenden Kunststoffplatte bzw. Steckerbrückenbasisplatte zu strukturieren
und durch diese Strukturierung eine verbesserte Positionierbarkeit
im Fertigungsprozess zu erzielen, eine hohe Taktgeschwindigkeit
bei der Fertigung erreicht.
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In
einer bevorzugten Variante wird dabei die Bildung der partiellen
Isolierung getrennt von der Anordnung der partiell isolierten Metallkontakte
in der Kunststoffplatte vorgesehen; mit anderen Worten wird zunächst ein
Vorrat an partiell isolierten Metallkontakten geschaffen und diese
partiell iso lierten Metallkontakte werden dann vor ihrer Verarbeitung
vereinzelt ausgerichtet und der eigentlichen, steckerbrückenbildenden
Maschine zugeführt.
Dies hat den Vorteil, dass Fertigungsprozesse entzerrt werden und
gegebenenfalls etwa eine Wartung an einem Maschinenteil nicht bereits
die gesamte Produktion zu stoppen vermag.
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Es
ist möglich
und vorteilhaft, die Metallkontakte in ihrem oberen Bereich, also
im Gebrauch steckergriffkörperinnenseitig,
mit Crimpanschlüssen
zu versehen. Die Crimpanschlüsse
werden dabei typisch über
die Isolierung ragen, insbesondere dann, wenn die Metallkontaktisolierung
im Bereich der Kunststoffplatte mit einer Anformung gebildet wird, die
ein leichteres und/oder präziseres
Positionieren in der Kunststoffplatte ermöglicht; dies gilt auch für gegebenenfalls
an der Steckerbrücke
vorgesehene, im Buchsenbereich nicht isolierte Messerkontakte oder
Kontaktstifte wie beispielsweise Erdungsstifte bzw. Erdungskontaktschneiden.
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Die
Crimpenden werden bevorzugt über
einen sich verjüngenden
Ansatz mit den Kontaktmessern verbunden sein, wobei der sich verjüngende Ansatz
typisch aus der Kunststoffisolierung bzw. der in diese übergehende
Querschnittserweiterung im Kunststoffplattenbereich herausragt.
Das Vorsehen eines sich verjüngenden
Ansatzes oberhalb der eigentlichen Kunststoffplattenebene und damit
oberhalb des isolierten bzw. mit Kunststoff umspritzten Bereiches
der Metallkontakte hat den Vorteil, dass mit den hohen dynamischen
Kräften,
die während des
Crimpens wirken, ein Zerbrechen der Isolation und/oder der Kunststoffplatte
oder ein Absplittern von Material auch bei schnellen Taktfrequenzen,
also hoher Fertigungsgeschwindigkeit, sicher vermieden wird.
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Den
Crimphülsen
oder Crimpflügeln
oder anderen Crimpkontaktelementen am Kontaktmesser ist bevorzugt
eine Einführ-
bzw. Zuführhilfe
zugeordnet, die sich von dem Verbindungs- bzw. Anschlagbereich nach
oben zur Einführseite
der Netzanschlusslitze hin etwa trichterförmig erweitert und damit ein
Heranführen
der anzuschlagenden Litze erleichtert und zugleich die Gefahr abstehender
Litzen signifikant verringert, so dass keine Gefahr besteht, dass
abstehende Litzen aus dem Griffkörper
herausragen und dem Benutzer einen lebensgefährlichen oder tödlichen
elektrischen Schlag versetzen können.
Die Einführhilfe
wird bevorzugt an der eigentlichen Kunststoffplatte angeformt und/oder
auf diese aufgesetzt.
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Die
partielle Kunststoffisolierung um die Messerkontakte herum dient
bevorzugt nicht nur der Erhöhung
der Sicherheit bei der Benutzung der Netzstecker, sondern kann zugleich
verwendet werden, um die Messerkontakte im Bereich der Kunststoffplatte
besser zu positionieren. Dabei kann eine Querschnittserweiterung
vorgesehen werden, wobei die entsprechende Querschnittserweiterung
insbesondere eine Dicke entsprechend der Kunststoffplatte bzw. allenfalls
geringfügig
kleiner und/oder größer aufweist
und über
die Dicke hinweg noch eine Strukturierung, wie Rillen, Riffelungen,
Ansätze,
Eintiefungen vorgesehen sind, die insbesondere ein Verdrehen der
partiell isolierten oder gegebenenfalls auch nichtisolierten (Erdungs)Messerkontakte
in der Kunststoffplatte verhindern und/oder eine axiale Verschiebung
weg von der Kunststoffplatte, die eine Veränderung der Steckerkontaktlängen zur
Folge hätte und
damit ein eventuelles Abweichen von der Norm. Die besonders bevorzugte
Querschnittserweiterung erhöht
somit die Betriebssicherheit der Steckerbrücke.
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Es
ist möglich
und bevorzugt, die Metallkontakte, die typisch aus Blech gestanzt
und gegebenenfalls durch Umbiegen gestanzte Blechteile erhalten werden,
insbesondere im Bereich der Kunststoffisolierung mit Durchgangslöchern zu
versehen. Dies trägt
dazu bei, eine innige und sichere Verbindung zwischen Metall und
isolierendem Kunststoff zu schaffen, bei welchem der Metallkontakt
nicht gegen die Isolierung beweglich ist. Zugleich wird das Gewicht
reduziert und der Materialaufwand verringert sich.
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Die
freien Metallkontaktenden werden in einer bevorzugten Variante allgemein
bündig
mit der Isolierung gebildet. Dies verhindert, dass beim Ein- oder
Ausstecken des Steckers in die Buchse eine Kontaktfeder oder dergleichen
in der Buchse an der Isolierung hängen bleiben und diese allmählich oder plötzlich zerstören kann.
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Schutz
wird auch beansprucht für
partiell isolierte Metallkontakte zur Durchführung des Verfahrens nach der
vorliegenden Erfindung als besonders relevante Elemente der Erfindung,
ohne damit Schutz für
andere relevante Elemente aufzugeben.
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Schutz
wird auch beansprucht für
Steckerbrücken
gemäß der vorliegenden
Erfindung selbst. Es wird einzuschätzen sein, dass etwa durch
Betrachtung der Fließgrenzen
und/oder Erstarrungsbereiche des Kunststoffes um die Metall- bzw.
Messerkontakte herum und die diese fixierende Kunststoffplatte die
erfindungsgemäßen Steckerbrücken von solchen
aus dem Stand der Technik ohne Weiteres unterscheidbar sind.
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Es
wird weiter Schutz beansprucht für
Netzleitungen mit Steckerbrücken
gemäß der vorliegenden
Erfindung sowie Elektrogeräte,
an denen entsprechende Netzleitungen vorgesehen sind.
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Die
Erfindung wird im Folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben. In dieser zeigt:
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1 eine
Steckerbrücke
der vorliegenden Erfindung mit zwei partiell isolierten Messerkontakten in
verschiedenen Fertigungsschritten;
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2 eine
Steckerbrücke
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit partiell isolierten Messerkontakten und einem nicht
isolierten Erdungsmesserkontakt in verschiedenen Fertigungsschritten;
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3 eine
alternative Steckerbrücke
der vorliegenden Erfindung mit einer flächenmäßig kleineren Kunststoffplatte
und ohne zugehörige
Einführhilfe
in verschiedenen Fertigungsschritten;
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4 eine
zweipolige Steckerbrücke
der vorliegenden Erfindung mit einer mehrstückigen Kunststoffplatte in
verschiedenen Fertigungsschritten;
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5 eine
dreipolige Steckerbrücke
gemäß der vorliegenden
Erfindung in verschiedenen Fertigungsschritten;
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6 eine
zweipolige Steckerbrücke
gemäß der vorliegenden
Erfindung in verschiedenen Fertigungsschritten;
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7 eine
Steckerbrücke
nach dem Stand der Technik.
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Nach 1 umfasst
eine allgemein mit 1 bezeichnete Steckerbrücke 1 (1 unten)
partiell isolierte Messerkontakte 2 und eine diese fixierende Kunststoffplatte 3,
wobei die Mes serkontakte bereitgestellt werden (1 oben)
und mit der Kunststoffisolierung 2a versehen sind, bevor
sie in der Kunststoffplatte 3 angeordnet werden.
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Bei
der Steckerbrücke 1 handelt
es sich um eine Steckerbrücke
für einen
zweipoligen Erdungsstiftanschluss für einen Stecker beispielsweise
entsprechend australischer Normen. Überstände der Steckerstifte D über die
Kunststoffplatte hinaus, Abmessung der Messerkontakte 2 in
Breite B und Dicke d etc. sind normbestimmt.
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Die
Messerkontakte sind aus geeignetem Kupferblech oder dergleichen
gestanzt und weisen in ihrem zentralen, partiell zu isolierende
Bereich 2a1 eine Verjüngung
auf, wie in 1 oben insbesondere auf dem
rechten Messerkontakt gut erkennbar. Die Messerkontakte sind im
Bereich ihrer Verjüngung 2a1 mit
Durchgangslöchern 2a2 und 2a3 versehen, welche
so bemaßt
sind, dass die Stabilität
der Messerkontakte nicht, jedenfalls nicht signifikant, beeinträchtigt wird
und ein Durchströmen
von heißem, noch
nicht erstarrtem Kunststoffmaterial ohne Weiteres möglich ist.
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Am
für die
Einführung
in eine Steckdose vorgesehenen Ende 2b sind die Steckerstifte
normgerecht zulaufend gebildet.
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Oberhalb
der Verjüngung 2a1 ist
im Metall der Messerkontakte ein der Dicke k der Kunststoffplatte
entsprechender Abschnitt 2c vorgesehen, der sich zu einem
Crimphülsenende 2d über einen
Ansatz 2e hin verjüngt
Der Ansatz 2e geht über
eine Schulter 2e1 in den Abschnitt 2c über, d.
h. mit anderen Worten, dass der Ansatz 2e insgesamt dünner und
damit flexibler gebildet ist als der Abschnitt 2c. Die
Abschrägung
der Schul ter ist insbesondere am rechten Messerkontakt in 1 oben
zu erkennen, wobei dieser aus Gründen
der Übersichtlichkeit
nicht mit Bezugszeichen versehen wurde.
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Eine
entsprechend der Abschrägung 2e1 ausgebildeter Übergang
ist auch an beiden Enden der Abschnitte 2a1, also zum Abschnitt 2c und
zum Abschnitt 2b, hin vorgesehen.
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Das
Crimpende 2d ist vorliegend als crimpbare Hülse 2d gebildet,
die einen Durchmesser ausweist, in welche ohne Weiteres die Litzen
eines anzuschließenden
Kabels ausreichender Stärke
für den vorgesehenen
Stromfluss eingeschoben werden können.
Alternativ zu Crimphülsen
könnten
auch Crimpflächen
oder andere Verbindungsbereiche vorgesehen sein, beispielsweise
Bereiche für
Niet- Löt- oder
Schweißverbindungen.
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Die
Messerkontakte von 1 oben sind nun im Stiftbereich
mit einer normgemäßen Kunststoffisolierung
versehen, die in 1 mittig dargestellt ist. Danach
ist um den Abschnitt 2a1 die Kunststoffisolierung 2a vorgesehen,
wobei Kunststoff auch durch die Löcher 2a2 bzw. 2a3 bzw.
gegebenenfalls noch weitere Löcher
gedrungen ist; weiter ist erfindungsgemäß der Kunststoff 2a einstückig mit
einer Anformung 2c1 um den Abschnitt 2c herum
gebildet ist.
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Die
Anformung 2c1 erstreckt sich bis über die Schulter 2e1 zum
Ansatz 2e hin und ist zu dem Buchsenende des Messerkontaktes
hin mit einer Stufe 2f versehen, die ein Auflagern des
Ansatzes 2c1 auf einem Spritzwerkzeug, mit welchem die Kunststoffplatte
gebildet wird, in exakt definierten Position unter Abdichtung gegen
Austreten von Kunststoffspritzmasse und/oder ein Auflagern auf einer
bereits fertig hergestellten Kunststoffplatte ermöglicht. Der
Bereich zwischen der unteren Schulter 2f und der zur Crimphülse 2d weisenden
Oberseite 2g ist mit einer umlaufenden Rille 2h versehen,
die ein Einrasten in einer fertig herstellten Kunststoffplatte oder ein
Einfließen
von flüssigem,
heißem
Kunststoffspritzgussmaterial und damit in beiden Fällen eine axiale
Fixierung der Messerkontakte relativ zur Kunststoffplatte gewährleistet.
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Die
Steckerbrücke
der vorliegenden Erfindung wird hergestellt wie folgt:
Zunächst werden
die Messerkontakte aus Metallblech gestanzt und dabei die Crimphülsen in
Form gebogen. Gegebenenfalls ist es möglich, die Messerkontakte nicht
aus Vollmaterial zu bilden, sondern als Hohlkörper durch Umbiegen von Blech
während
des Stanzvorganges.
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Die
fertig gestanzten oder auf andere Weise hergestellten Metallkontakte
werden dann in einem ersten Arbeitsschritt mit Kunststoffmaterial
umspritzt, wobei sich die in 1 Mitte
gezeigte Ausbildung ergibt.
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Die
vorproduzierten, partiell isolierten Metallkontakte werden dann
einer Spritzgussmaschine zugeführt,
in welcher sie in korrekter Ausrichtung gehalten und mit Kunststoffmaterial
zur Bildung der Basisplatte 3 umspritzt werden. Die Steckerbrücke 1 ist
danach fertig und kann einer Netzanschlussleitungsfertigungsstrecke
zugeführt
werden, auf welcher Litzen eines Netzanschlusskabels an den Crimpenden 2d angeschlagen
werden und hernach ein Griffkörper aus
PVC oder dergleichen um die Steckerbrücke herum gegossen wird. In
den Steckerbrücken-
Kunststoffplatten 3 vorgesehene Ausnehmungen erlau ben dabei
ein Eindringen des PVC-Materials in die Basisplatte und gegebenenfalls
ein Durchdringen derselben, wodurch die Basisplatte relativ zum
Griffkörper exakt
in ihrer Höhe
positioniert ist und bleibt.
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Nach 2 ist
es möglich,
auch dreipolige oder mehrpolige Steckerbrücken gemäß der Erfindung vorzusehen.
Sofern einzelne der Messerkontakte nicht partiell isoliert werden
müssen,
etwa weil es sich dabei um Erdungskontakte handelt, wie bei 4 angedeutet,
kann dennoch im Bereich der Kunststoffplatte ein Ansatz vorgesehen
werden, der ein Umspritzen der Kontaktstifte zur Bildung der Kunststoffplatte
erleichtert. Es ist dann der Ansatz in gleicher Weise oder zumindest ähnlicher
Weise zu strukturieren, wie bei den partiell isolierten Messerkontakten. Allgemein
sei darauf hingewiesen, dass es vorteilhaft sein kann, anstelle
von Positionierflügeln 100,
wie diese aus Metallblech gebildet in 7 gezeigt
sind, auch dann einen Ansatz um die Steckerstifte bzw. Messerkontakte
vorzusehen, wenn keiner der Metallkontakte der Steckerbrücke mit
einer partiellen Kunststoffisolierung versehen ist. Dies wird als
für sich
erfinderisch betrachtet.
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2 zeigt
auch, dass eine Kröpfung 5 im Übergangsbereich
zwischen Ansatz 2e und Crimphülse 2d vorgesehen
sein kann, was eine Zuführung
der Litzen durch geringfügige
Verlagerung des geometrischen Ortes erleichtert und/oder das dynamische
Verhalten der Metallelemente während
des Crimpvorganges begünstigt.
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2 zeigt
weiter, dass es möglich
ist, die partiell isolierten Kunststoffhülsen zunächst in ein Kunststoffplattenelement 6 einzubetten,
also damit zu umgießen
bzw. -um spritzen oder sie in ein solches zu stecken und dieses dann
nachfolgend in eine größere Platte 7 einzusetzen,
die insbesondere mit einer Einführhilfe 8 z.
B. in Brückenform
ausgebildet sein kann. Bezüglich
der Ausbildung der Einführhilfen 8 wird
auf verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten verwiesen,
wie sie anderen Anmeldungen des vorliegenden Erfinders entnehmbar
sind.
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3 zeigt,
dass gegebenenfalls Steckerbrücken
für unterschiedliche
Griffkörperformen
unter Verwendung des Kunststoffelementes 6 als verkehrsfähige Elemente
erhältlich
sind.
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4 zeigt
eine Steckerbrücke,
die weitgehend jener von 2 entspricht, aber für eine zweipolige
Anordnung gebildet ist. Wenn es gewünscht ist, kann dabei eine
Einführhilfenanordnung
ungeachtet der Verwendung von nur zwei Anschlüssen dennoch jener entsprechen,
wie sie bei drei Netzanschlusskontakten erforderlich bzw. bevorzugt
ist.
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5 zeigt
die direkte Einbettung von drei Messerkontakten, von welchen zwei
partiell isoliert und einer mit Kunststoffansatz im Höhenbereich
der Kunststoffplatte versehen ist, in eine Kunststoffplatte. Hingewiesen
sei darauf, dass am Erdungsmesserkontakt 9 die Trennlinie 9a sehr
gut erkennbar ist, die sich durch Umlegen eines Metallbleches beim
Stanzvorgang ergibt.
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6 zeigt
eine weitere zweipolige Steckerbrücke gemäß der vorliegenden Erfindung.
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7 zeigt
den Stand der Technik, bei welchem die Höhe der Kontaktstifte bestimmt
ist durch Ansätze 100,
die auf Aufla gerflächen 101 an
einer Kunststoffplatte gelagert sind. Diese Art der Ausbildung ist
nachteilig bezüglich
der Präzision
und Fertigung auch dann, wenn keine partielle Isolierung der Kontaktstifte
erforderlich ist.