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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Steckerbrücke für einen elektrischen Gerätestecker zum Anschließen elektrischer Geräte, insbesondere Haushaltsgeräte, an eine Steckdose eines Wechselstromnetzes, wobei der Gerätestecker als Einheit durch die mit dem Endstück eines dreiadrigen Anschlusskabels für das Gerät verbundene, in einer Spritzform umspritzte Steckerbrücke gebildet ist, die ihrerseits aus einem formstabilen Isolierkörper zur Aufnahme und Fixierung eines Phasenleiterstiftes, eines Nullleiterstiftes und eines Erdleiterstiftes aufgebaut ist, wobei der Phasen-, Null- und Erdleiterstift in ihrem Querschnitt entsprechenden Durchbrüchen des Isolierkörpers in ein- und demselben Arbeitsgang mit dem Spritzen des Isolierkörpers mit an- bzw. eingespritzt sind, wobei der Phasen-, Null- und Erdleiterstift einerseits gegenüber der Steckerbrücke und dem Gerätestecker weit genug vorstehen, um in die Steckdose eingeführt zu werden, und andererseits an ihrem mit dem Anschlusskabel des Gerätes zu verbindenden, im Inneren der Kontur des Gerätesteckers liegenden Anschlussstellen mit den entsprechenden Leitungsanschlüssen des Anschlusskabels verbunden sind, und wobei der Phasen- und Nullleiterstift jeweils einen rechteckigen Querschnitt der Maße 3,98 × 6,35 × 17,7 mm (+/– 0,08 × 0,13 × 0,5 mm) und der Erdleiterstift einen rechteckigen Querschnitt der Maße 3,975 × 7,93 × 22,73 mm (+/– 0,08 × 0,13 × 0,5 mm) aufweist.
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Sie werden insbesondere in Großbritannien und im englischsprachigen Raum verwendet. Das besondere Merkmal dieser Stecker liegt darin, dass der Erdleiterstift als mechanische Entriegelung beim Einstecken des Gerätesteckers in die Steckdose des Strom- bzw. Spannungsversorgungsnetzes dient. Dieser Erdleiterstift ist länger ausgebildet als die Phasen- und Nulleiterstifte, und erst mit dem Einstecken dieses Erdleiterstiftes ist es möglich, dass auch die beiden anderen Stifte funktionsgerecht eingeführt werden können.
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Gemäß der britischen Norm BS 1363 sind Phasenleiter- und Nullleiter rechteckig mit den Maßen 3,98 × 6,35 × 17,7 mm (+/– 0,08 × 0,13 × 0,5 mm) auszuführen, wobei steckerseitig 9,35 mm (+/– 0,15 mm) isoliert sein müssen. Der Erdleiterstift ist in der Mitte über den beiden anderen Stiften anzubringen in einem Abstand von 22,23 mm (+/– 0,13 mm). Dieser Stift ist ebenfalls rechteckig auszuführen, in den Maßen 3,975 × 7,93 × 22,73 mm (+/– 0,08 × 0,13 × 0,5 mm) jedoch ohne Isolierung.
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Zusätzlich zu der oben beschriebenen mechanischen Sicherung bestehen die heutigen Gerätestecker aus Gründen der elektrischen Sicherheit aus gegossenen bzw. gespritzten Steckkörpern, in deren Inneren die elektrische Verbindung zwischen dem Anschlusskabel für das anzuschließende Gerät einerseits und den Anschluss- bzw. Steckerstiften für die Steckdose andererseits eingekapselt sind. Im Allgemeinen kann das Kabel nicht vom Stecker getrennt werden. Verschiedenartige Anschlusshilfen erleichtern das sichere Anschließen der Leitungskabel. Die Steckstifte können steckerseitig sowohl über Crimp- als auch Nietkontakte angeschlossen werden.
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Diese und ähnliche Steckerbrücken werden bei der Produktion von Gerätesteckern in großen Stückzahlen verbaut. Da sich auf dem stark umkämpften Markt bereits relativ kleine Preisunterschiede erheblich auf die Konkurrenzfähigkeit auswirken, haben Entwicklungen zur Einsparung von Kosten bzw. Material in diesem technischen Gebiet einen besonders großen Stellenwert.
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So wird in
GB 2 092 836 A ein Stecker beschrieben, der aus Stanzteilen gefaltete Steckerstifte verwendet. Dies führt zweifellos zu einer erheblichen Materialeinsparung. Es handelt sich hierbei jedoch um ein Montagesystem, bei dem die Steckerstifte und steckerseitigen Kontakte nicht, wie heute üblich, im Gussverfahren eingekapselt werden. Dadurch ist bei dieser Konstruktion, im Gegensatz zu modernen Steckersystemen, nicht sichergestellt, dass einzelne Leitungsdrähte aus dem Gehäuseinneren nach außen ragen. Darüber hinaus sind diese Faltstifte aufgrund ihrer Bauweise mechanisch instabil, des Weiteren kann durch die großen Hohlräume Feuchtigkeit in das Steckerinnere gelangen. Hinzukommt, dass dieses System aufgrund seiner Bauweise nicht für die Massenproduktion geeignet ist, da sich hier auch die in oben genannter Norm BS 1363 vorgeschriebene Teilisolierung des Phasenleiter- und Nullleiters nicht auf einfache Weise realisieren lässt. Aus diesem Grunde muss die in
GB 2 092 836 A beschriebene Konstruktion als überholt betrachtet werden, so dass der Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet hier keine Anregungen für Verbesserungen des aktuellen Steckersystems suchen würde.
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Ausgehend von normgerechten Konstruktionen, wie sie in
DE 198 01 896 C1 und
DE 100 51 348 C2 beschrieben sind, wurde unter anderem versucht, durch das Anfräsen und mit Kunststoff auffüllen der ansonsten massiven Steckerstifte, Material einzusparen, wie etwa in
DE 10 2007 009 422 A1 gezeigt. Diese Methode der Materialeinsparung wirkt sich jedoch wegen der aufwändigen Bearbeitung nachteilig auf die Produktionsgeschwindigkeit und damit letztlich auch auf die Herstellungskosten aus. Während für die massiven Steckerstifte Produktionszahlen von etwa 80 bis 100 Stück pro Minute erreicht werden, sind es für die gefrästen Steckerstifte nur noch 60 bis 80 Stück pro Minute.
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In
DE 43 14 195 A1 wird ein Steckerstift beschrieben, der aus einem gerollten Blechstreifen geformt ist. Das Innere des Steckerstifts kann auch mit Kunststoff ausgegossen werden. Auf diese Weise können aber nur runde Stiftformen hergestellt werden.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine gattungsgemäße Steckerbrücke der eingangs beschriebenen Art mit möglichst einfachen technischen Mitteln unaufwändig und kostengünstig dahin gehend zu verbessern, dass bei der Herstellung der Steckerbrücke in erheblichem Maße Material eingespart werden kann, wobei jedoch die Steckerbrücke in Qualität und Sicherheit dem Stand der Technik in nichts nachstehen und sich des Weiteren schnell und preiswert herstellen lassen soll.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf ebenso überraschend einfache wie wirkungsvolle Weise dadurch gelöst, dass der Phasen-, Null- und Erdleiterstift jeweils als Faltstift ausgeführt ist, der aus einem zunächst flachen Stanzteil aus Metallblech in seine endgültige Raumform aufgefaltet und beim Spritzprozess des Isolierkörpers in seinen Hohl- und Zwischenräumen mit Kunststoff derart aufgefüllt ist, dass nach dem Spritzprozess der Phasen-, Null- bzw. Erdleiterstift seine endgültige Kontur besitzt.
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Durch die Herstellung aus einem Stanzteil wird gegenüber der massiven Bauweise in erheblichem Maße Material eingespart. Aufgrund der maschinellen Faltung und der dafür verfügbaren Maschinen kann zudem auf diese Weise die Produktionsgeschwindigkeit deutlich erhöht werden. Die notwendige Stabilität und Hohlraumversiegelung der Faltstifte erfolgt hier auf besonders einfache und kostengünstige Weise in einem Schritt mit dem Gussverfahren, mit dem der gesamte Stecker ohnehin eingegossen wird.
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Durch den geringen Aufwand und die schnelle Fertigungsweise weist eine erfindungsgemäße Steckerbrücke einen deutlichen Kostenvorteil gegenüber Steckerbrücken nach dem Stand der Technik auf.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckerbrücke besitzt das flache Stanzteil, aus dem der Erdleiterstift in seine endgültige Raumform aufgefaltet ist, vor dem Auffalten die Form eines länglichen Rechtecks mit einer langen Mittelachse und einer kurzen Mittelachse, und an den langen Flankenseiten des Stanzteils sind zwei spiegelsymmetrisch zur langen und zur kurzen Mittelachse angeordnete, ungefähr U- oder V-förmige Ausschnitte vorgesehen, die nach dem Auffalten des Stanzteils Einfuhrschrägen am steckdosenseitigen Ende des Erdleiterstifts formen. Derartige Einführschrägen sind in der oben genannten britischen Norm BS 1363 zwingend vorgeschrieben und lassen sich auf diese Weise besonders einfach realisieren.
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Vorzugsweise weist das längliche rechteckige Stanzteil an seinem einen Längsende zwei L-förmige, bezüglich der langen Mittelachse des Rechtecks spiegelsymmetrisch angeordnete Freischnitte und an dem entgegengesetzten Ende einen von der langen Mittelachse ausgehenden, nach beiden Seiten der langen Mittelachse symmetrisch sich erstreckenden konturierten Ausschnitt auf. Die L-förmigen Freischnitte erlauben es auf erstaunlich einfache Weise, eine Niethülse bzw. eine Crimphülse zu formen, die dann in der endgültigen Form von dem konturierten Ausschnitt aufgenommen wird, was ein seitliches Verrutschen verhindert.
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Optimalerweise ist der oben beschriebene, konturierte Ausschnitt so geformt, dass er zwei spiegelsymmetrisch zur langen Mittelachse angeordnete Nocken aufweist. Diese dienen dann in der endgültigen Form als Riegel, die ein Zurückfedern der geschlossenen Biegekontur auf besonders effektive und einfache Weise verhindert.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungformen, weist der konturierte Ausschnitt eine spiegelsymmetrisch zur langen Mittelachse freigeschnittene Zunge auf, die nach dem Auffalten des Stanzteils eine Stützrippe des Erdleiterstifts bildet. Diese Ausführung ist zu bevorzugen, da diese Stützrippe die beim nieten bzw. crimpen auftretenden Prozesskräfte aufnimmt und so ein ungewolltes verbiegen der Biegekontur während des Bearbeitungsvorgangs verhindert.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckerbrücke besitzt das flache Stanzteil, aus dem der Phasenleiterstift oder der Nullleiterstift in seine endgültige Raumform aufgefaltet wird, vor dem Auffalten ebenfalls die Form eines länglichen Rechtecks mit einer langen Mittelachse und einer kurzen Mittelachse. Dies ermöglicht die Herstellung der Phasenleiter- bzw. Nulleiterstifte mit derselben vorteilhaften Methode wie beim Erdleiterstift.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsform weist das flache Stanzteil für den Phasenleiterstift oder den Nullleiterstift spiegelsymmetrisch zur langen und zur kurzen Mittelachse verlaufende, von der kurzen Mittelachse beabstandete Langlöcher auf, welche später beim Gussprozess den Kunststoff auf besonders optimale Weise um die zu isolierenden Stellen fließen lassen. Ein weiterer vorteilhafter Effekt dieser Ausführung ist eine zusätzliche Materialeinsparung.
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Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung der vorstehend genannten Ausführungsformen, bei der das Stanzteil für den Phasenleiterstift oder den Nullleiterstift an seinem einen Längsende einen von der langen Mittelachse ausgehenden, nach beiden Seiten der langen Mittelachse symmetrisch sich erstreckenden konturierten Ausschnitt mit einer spiegelsymmetrisch zur langen Mittelachse freigeschnittenen Zunge aufweist, die nach dem Auffalten des Stanzteils eine Stützrippe des Phasenleiterstifts bzw. des Nullleiterstifts bildet. Wie schon oben beim Erdleiterstift nimmt auch hier die Stützrippe die beim Nieten oder Crimpen auftretenden Prozesskräfte auf.
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Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der Phasenleiterstift und der Nullleiterstift seitliche Ausschnitte in ihrem anschlusskabelseitigen Abschnitt aufweisen, welche beim Gussprozess den isolierenden Kunststoff gemäß BS 1363 aufnehmen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Phasenleiterstift und der Nullleiterstift auf mindestens einer seitlichen Flanke eine Abprägung, vorzugsweise von 0,5 mm auf 0,3 mm aufweisen. Dadurch wird der Herstellungsprozess der vorangehend erwähnten Teilisolierung noch weiter vereinfacht.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckerbrücke weist der Phasen-, Null- und Erdleiterstift jeweils an seinem anschlusskabelseitigen Ende eine Niethülse auf. Damit lassen sich steckerseitig die stromführenden Kontakte auf einfache Weise vernieten.
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Bei einer alternativen Ausführungsform weist der Phasen-, Null- und Erdleiterstift jeweils an seinem anschlusskabelseitigen Ende eine Crimphülse auf. Damit lassen sich analog zur vorhergehenden Ausführungsvariante steckerseitig die stromführenden Kontakte auf einfache Weise vercrimpen.
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Vorzugsweise bestehen die flachen Stanzteile für den Phasen-, Null- und Erdleiterstift aus Messingblech, welches wegen seiner guten elektrischen Leitungs- und mechanischen Stabilitätseigenschaften sowie seiner relativ geringen Korrosionsneigung als Ausgangsmaterial für die Stromführenden Teile bevorzugt wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht eine elektrische Sicherung gegen zu hohen Stromdurchfluss vor. Diese ist in der erwähnten britischen Norm BS 1363 vorgeschrieben. Daher ist diese Ausführungsform bei Steckerbrücken, die zum Einsatz in Großbritannien bestimmt sind, obligatorisch.
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In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch ein erfindungsgemäß modifizierter Faltstift zum Einbau als Phasen-, Null- oder Erdleiterstift in eine Steckerbrücke der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Art, wobei der Faltstift aus einem zunächst flachen Stanzteil aus Metallblech in seine endgültige Raumform aufgefaltet und beim Spritzprozess des Isolierkörpers in seinen Hohl- und Zwischenräumen mit Kunststoff derart aufgefüllt ist, dass nach dem Spritzprozess der Phasen-, Null- bzw. Erdleiterstift seine endgültige Kontur besitzt.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Zeichnung und detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Es zeigen:
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1a eine räumliche Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Netzgerätesteckers mit anschlusskabelseitige Niethülse;
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1b wie 1a, aber mit aufgebrachten Stromschienen
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1c wie 1b, aber mit vernieteter Niethülse
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1d eine räumliche Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Netzgerätesteckers mit anschlusskabelseitiger Crimphülse;
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2a die teilweise aufgeschnittene räumliche Darstellung der Ausführungsform wie in 1c
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2b die Aufsicht der Ausführungsform wie in 1c
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2c die Rückansicht der Ausführungsform wie in 1c
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2d die Seitenansicht der Ausführungsform wie in 1c
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3a eine räumliche Ansicht des in die Raumform aufgefalteten Zuschnitts eines Phasen- bzw. Nulleiterstifts.
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3b die erste Biegestufe bei der Verarbeitung eines flachen Zuschnitts nach 4a;
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3c das Einschneiden des späteren Gegenlagers für die Niethülse;
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3d die 2. Biegestufe: Auffalten der späteren Kontaktfläche für die anschlusskabelseitige Kontaktierung;
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3e das Anformen der Niethülse;
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3f das Biegen der ersten späteren Einführschräge der steckdosenseitigen Kontaktfläche;
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3g das Auffalten einer Längsseite des Erdleiterstifts um 90°;
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3h das Biegen der zweiten späteren Einführschräge der steckdosenseitigen Kontaktfläche;
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3i das Verschließen der Biegeform zur endgültigen Raumform des erfindungsgemäßen Erdleiterstiftes;
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4a die räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Erdleiterstifts mit Niethülse, wie in 3i;
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4b wie 4a, aber in längs aufgeschnittener Darstellung
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4c wie 4a, aber mit vernieteter Niethülse
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4d wie 4c, aber in längs aufgeschnittener Darstellung
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5a die räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Erdleiterstifts mit Crimphülse
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5b wie 5a, aber in längs aufgeschnittener Darstellung
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6a eine räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Phasen- oder Nulleiterstifts in aufgefalteter Form mit Niethülse;
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6b wie 6a, aber in längs aufgeschnittener Darstellung;
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6c wie 6a, aber mit vernieteter Niethülse;
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6d wie 6c, aber in längs aufgeschnittener Darstellung;
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7a eine räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Phasen- oder Nulleiterstifts in aufgefalteter Form mit Crimphülse;
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7b wie 7a, aber in längs aufgeschnittener Darstellung.
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1a zeigt eine erfindungsgemäße Steckerbrücke 1 mit einem Isolierkörper 2 aus elektrisch isolierendem Material und mit Steckerstiften 3a,b,c aus elektrisch leitendem Material. Die Kontaktfläche des Erdleiterstifts 3a umfasst die Längsseiten des Stifts in ihrer gesamten Länge. Die Kontaktflächen des Phasenleiterstifts 3b und des Nullleiterstifts 3c sind etwa auf halber Länge mit einer Isolation 4 umgeben. Der anschlusskabelseitige Kontakt 5 ist als Niethülse 6a ausgeformt.
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In 1b sind zusätzlich Stromschienen 7 zur Stromzufuhr aufgebracht und in Kontakt mit dem als Niethülse 6a ausgeformten anschlusskabelseitigen Kontakt 5 gebracht.
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In 1c sind die Stromschienen 7 mit dem anschlusskabelseitigen Kontakt 5 vernietet 6b.
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Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Gerätesteckers ist der anschlusskabelseitige Kontakt 5 ist als Crimphülse 8 ausgeformt (1d).
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In 2a wird die Anbringung des anschlusskabelseitigen Kontakts 5 mit vernieteten Stromschienen 7 nochmal als teilweise angeschnittene Darstellung verdeutlicht, 2b–d zeigen die erfindungsgemäße Konstruktion zur Verdeutlichung noch aus verschiedenen Blickwinkeln. In diesen Darstellungen wird auch die Ausführungsweise der Einführschrägen 9 deutlich.
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Aus den 3a bis 3i wird der Biegeprozess ausgehend vom flachen, gestanzten Zuschnitt 10 in die endgültige Raumform eines erfindungsgemäßen Erdleiterstifts 3a deutlich. Letzterer weist V-förmige Ausschnitte 11 auf, die nach dem Biegevorgang die Einführschrägen 9 bilden, sowie L-förmige Freischnitte 12, die das Formen der Niethülse bzw. Crimphülse ermöglichen. Ferner ist auf der Stirnseite ein konturierter Ausschnitt 13 vorgesehen, der später die Niethülse bzw. Crimphülse aufnehmen soll. Innerhalb dieses Ausschnitts liegen die Nocken 14, die später ein Zurückfedern der fertigen Biegeform verhindern sollen. Bei der ersten Biegestufe wird ein Teil der anschlusskabelseitige Kante 15 um 90° aufgebogen. Um die beim Nieten oder Crimpen entstehenden Prozesskräfte aufzufangen, wird ein Gegenlager 16 für die spätere Niethülse bzw. Crimphülse eingeschnitten. Es folgt ein weiteres Auffalten der späteren Kontaktfläche für die anschlusskabelseitige Kante 15. In einem weiteren Schritt wird die Niethülse 6a geformt. Es folgt ein Biegen der ersten späteren Einführschräge 9 der steckdosenseitigen Kontaktfläche, ein Auffalten einer Längsseite des Erdleiterstifts um 90° und ein Biegen einer zweiten späteren Einführschräge 9 der steckdosenseitigen Kontaktfläche. Zuletzt erfolgt ein Verschließen der Biegeform zur endgültigen Raumform, wobei hier deutlich wird, wie die Niethülse 6a in dem konturierten Ausschnitt 13 zu liegen kommt und durch die Nocken 14 verriegelt wird (siehe 4a, b). Im weiteren Verarbeitungsprozess wird dann die Niethülse 6a vernietet 6b (4c, d).
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Auf analoge Weise wird auch der Erdleiterstift 3a gefertigt, bei dem der anschlusskabelseitige Kontakt 5 als Crimphülse 8 (siehe 5a, b) ausgebildet ist.
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Äquivalent zu dem Biegeprozess des Erdleiterstifts 3a wird der Zuschnitt des Phasenleiterstifts 3b bzw. des Nulleiterstifts 3c aufgebogen, wobei sich der Zuschnitt auch dadurch von der Form des Zuschnittes 10 des Erdleiterstiftes 3a unterscheidet, dass der Zuschnitt Langlöcher 17, Abprägungen 18 und Aussparungen 19 aufweist (siehe 6a), die im späteren Gussprozess die Herstellung der vorgeschriebenen Isolierung 4 von besonderem Vorteil sind. Zusätzlich wird durch diese Maßnahmen weiteres Material eingespart.
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6a zeigt einen erfindungsgemäßen Phasenleiter- oder Nullleiterstift mit ausgeformter Niethülse 6a, wobei in der längs aufgeschnittenen Darstellung (6b) die Langlöcher 17 und Abprägungen 18 noch deutlicher zu sehen sind. Im weiteren Verarbeitungsprozess wird auch hier die Niethülse 6a vernietet 6b (6c, d).
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Analog dazu wird auch die Ausführungsform des Phasenleiter- oder Nullleiterstifts mit ausgeformter Crimphülse 8 gefertigt (siehe 7a, b).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckerbrücke
- 2
- Isolierkörper
- 3a
- Erdleiterstift
- 3b
- Phasenleiterstift
- 3c
- Nullleiterstift
- 4
- Isolierung gemäß BS 1363
- 5
- Anschlusskabelseitiger Kontakt
- 6a
- Niethülse
- 6b
- Vernieteter Hohlniet
- 7
- Stromschiene
- 8
- Crimphülse
- 9
- Einführungsschräge
- 10
- Zuschnitt eines erfindungsgemäßen Erdleiterstiftes
- 11
- V-förmige Ausschnitte
- 12
- L-förmige Freischnitte
- 13
- Konturierter Ausschnitt
- 14
- Nocken
- 15
- Anschlusskabelseitige Kante
- 16
- Gegenlager zur Aufnahme der Prozesskräfte
- 17
- Langlöcher
- 18
- Abprägungen
- 19
- Aussparungen
