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Die Erfindung betrifft einen Netzanschlussstecker und ein Verfahren zum Bestücken eines Netzanschlusssteckers mit einem elektrischen Bauelement.
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Viele Elektrogeräte weisen Netzfilter auf, von denen es verschiedene Varianten gibt. Ein typisches Netzfilter weist Kondensatoren und einen Entladewiderstand auf. Der Entladewiderstand dient bei Elektrogeräten mit einem Netzanschlussstecker (z. B. einem Schukostecker) dazu, bei einer Netztrennung die Kondensatoren schnell zu entladen, so dass eine Restspannung an dem Netzanschlussstecker für einen Benutzer nicht gefährlich ist. Der Entladewiderstand weist jedoch häufig den Nachteil auf, dass er durch den durch ihn fließenden Strom im Normalbetrieb und auch im Standby-Betrieb eine Verlustleistung erzeugen kann.
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Um eine niedrige Verlustleistung, insbesondere einen niedrigen Standby-Verbrauch, zu erzielen, wird derzeit das Netzfilter aufgetrennt. Dabei wird ein Teil des Filters, meist der Entladewiderstand, nur bei Bedarf zugeschaltet, das Schalten findet meist über ein Relais statt. Der Entladewiderstand ist dabei von der Netzspannung abgetrennt, solange die Verbindung zu dem Versorgungsnetz nicht unterbrochen ist, z. B. durch ein Ziehen des Netzanschlusssteckers. Bei einer Unterbringung des Entladewiderstands im dem Netzanschlussstecker ist dieser auf das speziell in dem Haushaltsgerät verwendete Netzfilter ausgelegt, und damit auf den Gerätetyp des Elektrogeräts Ein solcher Netzanschlussstecker ist z. B. in
EP 1 605 556 A1 gezeigt.
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EP 1 094 566 B1 beschreibt einen Steckverbinder mit einer Achse, der einen Isolator mit einer Vielzahl von seitlich beabstandeten, parallel zu der Achse verlaufenden Durchgängen enthält und ferner eine Vielzahl von in den Durchgängen liegenden Kontakten enthält, die einen ersten und einen zweiten Kontakt einschließen, wobei jeder Kontakt einen axial länglichen Stiftabschnitt aufweist, und ein Chip-Schaltungsbauteil in Form eines Blockes mit seitlich beabstandeten Anschlüssen enthaltend: ein Paar von Klammern, die jeweils aus Metallblech geformt sind und jeweils einen Stift-Eingriffsteil und einen Chip-Eingriffsteil aufweisen, wobei jeder der Stift-Eingriffsteile mindestens eine federnde Zacke enthält und wobei jeder der Stift-Eingriffsteile in eine Endposition axial verschieblich um einen Stiftabschnitt des ersten oder des zweiten Kontaktes liegt, und wobei jeder der Chip-Eingriffsteile einen Wandabschnitt aufweist, der mit einem der Anschlüsse verbunden ist, wobei der Abstand zwischen den Stift-Eingriffsteilen des Klammernpaares gleich dem Abstand zwischen den Stiftabschnitten des ersten und des zweiten Kontaktes ist. Dabei ist unter anderem nachteilig, dass das Chip-Schaltungsbauteil sehr flach aufgeführt sein muss, um eine Festigkeit einer Steckverbindung des Steckverbinders nicht zu gefährden.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die eingangs genannten Nachteile zumindest teilweise zu vermeiden und insbesondere einen besonders flexibel verwendbaren Netzanschlussstecker bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Netzanschlussstecker mit mindestens einem elektrischen Bauelement, das zwischen einem Außenleiter und einem Neutralleiter elektrisch angeordnet ist, wobei der Netzanschlussstecker mindestens eine Fassung zum Einsetzen des elektrischen Bauelements aufweist. Das elektrische Bauelement wird also nicht fest in dem Netzanschlussstecker verbaut, z. B. verlötet, sondern es können verschiedene elektrische Bauelemente (insbesondere der gleichen Art, aber mit verschiedenen Kenngrößen) in die Fassung eingesetzt werden. Dadurch kann ein Stecker bis auf das elektrische Bauelement unabhängig von dem Gerätetyp hergestellt werden. Zudem kann das elektrische Bauelement, da es die Fassung aufweist, in einem späten Stadium schnell und ohne eine aufwendige Montage eingesetzt werden, z. B. durch einen Servicetechniker oder sogar einen Endkunden. Auch ist die Größe (Breite, Höhe und/oder Tiefe) der Fassung nur wenig beschränkt. Diese Vorteile ergeben einen besonders flexibel verwendbaren Netzanschlussstecker. Eine Betriebssicherheit kann durch eine Bestückungsüberprüfung erlangt werden.
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Das elektrische Bauelement kann ein Teil einer elektrischen oder elektronischen Schaltung sein, deren andere Teile sich zumindest teilweise in dem Haushaltsgerät befinden.
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Das elektrische Bauelement kann somit ein funktioneller Teil des Haushaltsgeräts sein, das räumlich in den Netzanschlussstecker 'ausgelagert' ist.
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Die Art des elektrischen Bauelements ist grundsätzlich nicht beschränkt und kann z. B. einen Kondensator, einen Schwingkreis usw. umfassen. Es ist eine Ausgestaltung, dass das elektrische Bauelement ein elektrischer Widerstand ist. Ein solcher elektrischer Widerstand ist besonders geeignet zum Einbau in eine Fassung, da er vergleichsweise robust ist, gut lagerbar ist und in seinen elektrischen Eigenschaften nur gering von der Güte des elektrischen Kontakts mit der Fassung abhängt. Zudem sind in eine Fassung einsetzbare Widerstände einfach herstellbar. Dieser Netzanschlussstecker ermöglicht also ein bedarfsgerechtes Zuschalten des Widerstands. Er ist beispielsweise für unterschiedliche Widerstände, und somit z. B. somit für alle Netzfilter, verwendbar.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Fassung von Außen zugänglich ist. Dadurch wird ein Einbau besonders einfach und sogar für einen Endanwender möglich. Auch kann dann der Netzanschlussstecker bis auf das elektrische Bauelement vollständig vormontiert werden, was eine besonders preiswerte Herstellung und flexible Anwendung ermöglicht. Alternativ kann die Fassung z. B. in einem Gehäuse des Netzanschlusssteckers untergebracht sein, was das elektrische Bauelement besser schützt, z. B. vor Feuchtigkeit. Das Gehäuse kann dazu vorgesehen sein, wieder geöffnet zu werden, z. B., indem es verschraubt ist, oder es kann dazu vorgesehen sein, nicht mehr geöffnet zu werden.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Fassung in einer Vertiefung eines Steckergehäuses ausgebildet ist. Dadurch kann das elektrische Bauelement ohne eine Änderung des Formfaktors des Netzanschlusssteckers in sämtliche herkömmlicherweise vorgesehenen Steckdosen eingesteckt werden. Auch ist eine solche Vertiefung einfach herzustellen und zudem mechanisch stabil. Das Steckergehäuse kann zumindest teilweise eine Wand der Fassung bilden.
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Allgemein kann die Fassung mindestens ein Haltemittel zur Fixierung des elektrischen Bauelements aufweisen, z. B. einen Rasthaken.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Fassung für einen Austausch des elektrischen Bauelements eingerichtet ist. Dies bedeutet, dass das elektrische Bauelement ohne eine Zerstörung der Fassung austauschbar ist. Dies erhöht die flexible Anwendbarkeit des Netzanschlusssteckers. Alternativ kann die Fassung für einen Austausch des elektrischen Bauelements nicht eingerichtet sein, z. B. durch ein nicht lösbares Haltemittel, was eine Fehlbestückung erschwert.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Fassung eine Steckfassung ist. Diese ist besonders einfach herstellbar, benutzbar und robust. Eine mögliche Steckfassung kann gleich oder ähnlich zu einer Steckfassung für eine Sicherung ausgebildet sein, z. B. zu einer Kfz-Sicherung oder einer G-Sicherung.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass der Netzanschlussstecker einen seitlich angeordneten Ausdrückzapfen aufweist, welcher bei in die Fassung eingesetztem elektrischen Bauelement eingezogen ist und bei leerer Fassung ausgefahren ist. So wird verhindert, dass der Netzanschlussstecker ohne das elektrische Bauelement bzw. mit leerer Fassung in eine Steckdose gesteckt werden kann. Dies wiederum kann eine Beschädigung oder Fehlfunktion des anhängenden Elektrogeräts verhindern.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Fassung einen beweglich eindrückbaren und selbsttätig ausfahrbaren Sicherungsstift aufweist, welcher mit dem Ausdrückzapfen mechanisch verbunden ist und bei eingesetztem elektrischen Bauelement eingedrückt ist und dadurch den Ausdrückzapfen einzieht. Durch den Sicherungsstift wird somit der Ausdrückzapfen betätigt. Der Sicherungsstift braucht in der Regel nicht separat betätigt zu werden, sondern wird durch das Einsetzen des elektrischen Bauelements betätigt, so dass ein Anwender keine zusätzlichen Handgriffe mehr auszuführen braucht. Dies ergibt eine einfache und zuverlässige Bedienung.
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Es ist eine alternative Ausgestaltung, dass die Fassung mindestens zwei gegenüberliegende elektrische Kontakte zur Kontaktierung des eingesetzten elektrischen Bauelements aufweist, wobei mindestens einer der Kontakte mit dem Ausdrückzapfen mechanisch verbunden ist und mittels des elektrischen Bauelements so bewegbar ist, dass er bei eingesetztem elektrischen Bauelement den Ausdrückzapfen einzieht. Auch hier braucht der Anwender keine zusätzlichen Handgriffe zur Betätigung bzw. zum Einholen oder Ausfahren des Ausdrückzapfens mehr auszuführen.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Ausdrückzapfen in einem vorgesehenen Kontaktbereich mit einer Steckdose angeordnet ist. Dadurch wird ein Einsetzen des Netzanschlusssteckers bei leerer Fassung besonders sicher verhindert.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass der Netzanschlussstecker zumindest Teile eines Netzfilters aufweist, von denen das elektrische Bauelement ein Element darstellt. Dadurch lässt sich das Netzfilter besonders einfach auf die verschiedenen Elektrogeräte abstimmen.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der Netzanschlussstecker ein Schukostecker ist. Es können aber auch andere Steckerarten verwendet werden.
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Der Netzanschlussstecker kann mit einem Haushaltsgerät verbaut sein, z. B. einem Ofen, insbesondere Mikrowellenofen, einem Kühlschrank, einem Kochfeld einem Elektrokleingerät usw.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Bestücken eines Netzanschlusssteckers mit einem elektrischen Bauelement, welches mindestens den folgenden Schritt aufweist: Einsetzen, insbesondere Einstecken, eines elektrischen Bauelements in eine von Außen zugängliche Fassung des zusammengebauten Netzanschlusssteckers. Das Verfahren kann analog zu der Vorrichtung ausgestaltet werden.
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In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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1 zeigt eine Schaltskizze eines herkömmlichen Netzfilters zur Verwendung in einem Elektrogerät;
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2 zeigt eine Schaltskizze eines erfindungsgemäßen Netzanschlusssteckers;
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3 zeigt eine Aufbauskizze des erfindungsgemäßen Netzanschlusssteckers; und
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4 zeigt eine Schrägansicht auf den erfindungsgemäßen Netzanschlussste cker.
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1 zeigt eine Schaltskizze eines herkömmlichen Netzfilters F, welches innerhalb eines Elektrogeräts zwischen einen Außenleiter L1 und einen Neutralleiter N geschaltet ist. Das gezeigte Netzfilter F weist hier drei parallel geschaltete Komponenten auf, nämlich einen ersten Kondensator C1, einen Entladewiderstand R1 und einen zweiten Kondensator C2. Der erste Kondensator C1 kann beispielsweise als ein Paar von in Reihe geschalteten Y-Kondensatoren mit einem geerdeten Mittenabgriff ausgestaltet sein. Netzfilter sind dem Fachmann gut bekannt und in einer Reihe verschiedener Ausführungsformen erhältlich, welche mehr und/oder andere Komponenten als die hier für das Netzfilter F gezeigten aufweisen können.
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Der Entladewiderstand R1 dient dazu, die Kondensatoren C1 und C2 nach einer Unterbrechung des Netzanschlusses so schnell zu entladen, dass ein Benutzer durch diese Kondensatoren C1, C2 keinen wesentlichen Stromschlag erhält. Beispielsweise kann der Entladewiderstand R1 so dimensioniert sein, dass eine Sekunde nach der Netztrennung eine maximale Spannung von 34 Volt an den Kondensatoren C1, C2 anliegt.
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2 zeigt eine Schaltskizze eines erfindungsgemäßen Netzanschlusssteckers 1, welcher den Außenleiter L, den Neutralleiter N und einen Schutzleiter PE aufweist. Der Außenleiter 11 und der Neutralleiter N weisen als Kontakte jeweils einen Kontaktstift 2 bzw. 3 auf, während der Schutzkontakt 4 des Schutzleiters PE auf einem Gehäuse des Netzanschlusssteckers 1 aufliegt, z. B. eines Schuko-Steckers.
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Zwischen den Außenleiter 11 und den Neutralleiter N ist der Entladewiderstand R1 angeschlossen, und zwar durch Einsetzen des Entladewiderstands R1 in eine Fassung 5. Die Fassung 5 ist somit jeweils mit einem Ende mit dem Außenleiter L1 bzw. dem Neutralleiter N elektrisch verbunden. Der Entladewiderstand R1 stellt ein funktionelles Bauelement eines Entstörfilters des zugehörigen Haushaltsgeräts dar, dessen restliche Bauelemente sich in dem Haushaltsgerät an sich befinden. Jedoch können grundsätzlich auch noch weitere elektrische Bauelemente des Haushaltsgeräts in dem Netzanschlussstecker 1 untergebracht sein.
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Zwischen dem Außenleiter L1 und dem Neutralleiter N ist in Serie zu der Fassung 5 ein Schalter S1 geschaltet, welcher die elektrische Verbindung der Fassung 5 zu dem Außenleiter L1 wahlweise öffnen und schließen kann. Der Schalter S1 wird mechanisch mittels eines beweglichen Vorsprungs 6 betätigt, welcher bei geschlossenem Schalter S1 aus einer Vorderseite des Netzanschlusssteckers 1 herausragt und bei in einem Steckdose (o. Abb.) eingesetztem Netzanschlussstecker 1 in das Gehäuse des Netzanschlussstecker 1 eingedrückt ist und den Schalter S1 offen hält.
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3 zeigt eine Aufbauskizze des Netzanschlusssteckers 1 mit den bereits in 2 beschriebenen Komponenten, wobei der Netzanschlussstecker 1 nun zusätzlich einen seitlich angeordneten Ausdrückzapfen 7 aufweist, welcher bei einem in die Fassung 5 eingesetzten Widerstand R1 in das Gehäuse 8 eingezogen ist und bei leerer Fassung 5 wie gezeigt ausgefahren ist. Der Ausdrückzapfen 7 ist insbesondere in einem vorgesehenen Kontaktbereich mit einer Steckdose angeordnet. Der Ausdrückzapfen 7 ergibt den Vorteil, dass der Netzanschlussstecker 1 nicht ohne den Entladewiderstand R1 in eine Steckdose eingesetzt werden kann, so dass die Entladung der Kondensatoren C1, C2 bei einem Ziehen des Netzsteckers sichergestellt ist. Die hier gestrichelt angedeutete mechanische Wirkverbindung 9 zwischen der Fassung 5 und dem Ausdrückzapfen 7 ist grundsätzlich nicht beschränkt.
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Beispielsweise kann die Fassung 5 einen beweglichen eindrückbaren und selbsttätig (beispielsweise mittels eines Federelements) ausfahrbaren Sicherungsstift aufweisen, welcher mit dem Ausdrückzapfen mechanisch verbunden ist (z. B. über ein geeignetes mechanisches Gestänge) und bei eingesetztem Entladewiderstand R1 eingedrückt ist und dadurch den Ausdrückzapfen 7 einzieht. Bei dieser Anordnung wird der Sicherungsstift automatisch mit dem Einsetzen des Entladewiderstands R1 eingedrückt, so dass ein Benutzer keine weitere Handlung auszuführen braucht.
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Alternativ können auch Kontakte 11 (siehe 4) der Fassung 5 mit dem Ausdrückzapfen 7 mechanisch verbunden sein, wobei die Kontakte durch den Entladewiderstand R1 so bewegbar sind, dass sie den Ausdrückzapfen 7 bei eingesetztem Entladewiderstand R1 einziehen. Beispielsweise kann bei einem Einsetzen des Entladewiderstands R1 dieser die Kontakte, welche insbesondere an entgegengesetzten Bereichen der Fassung 5 angeordnet sind, auseinanderdrücken.
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Allgemein können die Fassung 5, der Ausdrückzapfen 7 und/oder der bewegliche Vorsprung 6 mit jeweiligen geeigneten Rückstellelementen wie Federn und/oder elastischen Materialblöcken, ausgerüstet sein oder damit in mechanischer Verbindung stehen, um beispielsweise den Sicherungsstift der Fassung 5 bei leerer Fassung 5 in den Aufnahmeraum für den Entladewiderstand R1 zu drücken, den Ausdrückzapfen 7 aus dem Gehäuse 8 zu drücken (wie durch den zugehörigen Doppelpfeil angedeutet) und/oder den beweglichen Vorsprung 6 bei gezogenem Netzanschlussstecker 1 nach vorne aus dem Gehäuse 8 zu drücken (wie durch den zugehörigen Doppelpfeil angedeutet).
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4 zeigt in Schrägansicht den Netzanschlussstecker 1, welcher mit einem entsprechenden Kabel K zur Verbindung mit dem Elektrogerät ausgerüstet ist. In einem seitlichen Bereich des Gehäuses 8 des Netzanschlusssteckers 1 ist die Fassung 5 von Außen zugänglich angeordnet. Dazu weist die Fassung 5 eine längliche Aussparung 10 in dem Gehäuse auf, in welche der Entladewiderstand R1 durch einfaches Einstecken oder Eindrücken einsetzbar ist, z. B. ähnlich einer G-Sicherung oder einer Kfz-Sicherung. An ihren beiden Endflächen weist die Aussparung 5 die Anschlusskontakte 11 für den Entladewiderstand auf, während die Wände der Aussparung 10 als die Seitenwände der Fassung 5 dienen. Die Fassung 5 kann, hier zur besseren Übersichtlichkeit nicht gezeigte, Haltemittel zum Halten des Entladewiderstands R1 in der Fassung 5 aufweisen, z. B. ein Rastelement wie einen (lösbaren oder nicht lösbaren) Rasthaken, um ein ungewolltes Herausfallen oder Lösen des Entladewiderstands R1 zu verhindern.
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Der gezeigte Netzanschlussstecker 1 weist den Vorteil auf, dass der Entladewiderstand R1 individuell angepasst werden kann, z. B. an unterschiedliche Schaltungsarten und/oder Dimensionierungen. So kann ein Entladewiderstand R1 eingesetzt werden, dessen Kenngröße(n) auf ein bestimmtes Netzfilter angepasst ist bzw. sind. Die restlichen Komponenten dieses Netzfilters können sich teilweise ebenfalls in dem Netzanschlussstecker 1 und teilweise in dem Elektrogerät befinden oder vollständig in dem Elektrogerät vorhanden sein.
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Aus der Einsetzbarkeit individueller Entladewiderstände ergibt sich der Vorteil, dass der Netzanschlussstecker 1 ohne den Entladewiderstand R1 für verschiedene Elektrogeräte gleich aufgebaut sein kann und somit einheitlich in hohen Stückzahlen hergestellt werden kann. Die problemlose Einsetzbarkeit des Entladewiderstands benötigt keine aufwendigen Maschinen und kann sogar von einem Servicetechniker oder Endkunden durchgeführt werden. Die in einigen Varianten mögliche Austauschbarkeit des Entladewiderstands sorgt dafür, dass der Netzanschlussstecker 1 auch zur Verwendung in anderen Elektrogeräten als dem ursprünglich vorgesehenen Elektrogerät umgebaut werden kann, was eine Lagerhaltung und/oder sogar mögliche Vernichtung des Netzanschlussstecker 1 überflüssig macht. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
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So können außer Entladewiderständen auch andere Widerstände verwendet werden. Allgemein können außer Widerständen auch andere elektrische Bauelemente, wie Kondensatoren, Spulen usw., in die Fassung eingesetzt werden. Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen Schukostecker beschränkt, sondern für jegliche Arten von Netzanschlusssteckern geeignet.
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Allgemein ist die Erfindung nicht auf einen Netzanschlussstecker beschränkt, sondern betrifft auch einen Stecker als solches.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Netzanschlussstecker
- 2
- Kontaktstift des Außenleiters
- 3
- Kontaktstift des Neutralleiters
- 4
- Schutzkontakt
- 5
- Fassung
- 6
- beweglicher Vorsprung
- 7
- Ausdrückzapfen
- 8
- Gehäuse
- 9
- mechanische Wirkverbindung
- 10
- Aussparung
- 11
- Anschlusskontakt
- C1
- erster Kondensator
- C2
- zweiter Kondensator
- F
- Netzfilters
- L1
- Außenleiter
- N
- Neutralleiter
- R1
- Entladewiderstand
- PE
- Schutzleiter
- S1
- Schalter
- K
- Kabel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1605556 A1 [0003]
- EP 1094566 B1 [0004]
