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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät, insbesondere eine Haushaltsgeschirrspülmaschine, mit zumindest einem Stecker zu einer elektrischen Kontaktierung, wobei der Stecker einen Korpus zur mechanischen Halterung von einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Kontakt(en) umfasst, die an zumindest einer Austrittsseite zur elektrischen Kontaktierung zugänglich sind, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es ist bekannt, an und in Haushaltsgeräten direkte (an einer Platine) oder indirekte (unter Zwischenschaltung einer Wanne oder Buchse) elektrische Steckverbindungen vorzusehen, die insbesondere auch intern verschiedene Baugruppen im Haushaltsgerät kontaktieren können.
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Bei hohen Leistungen in diesen Steckverbindungen und hohen Stromstärken besteht eine gewisse Gefahr, dass es im Störungsfall zu einem Brand im Stecker kommen kann, der dann auch umliegend angeordneten Baugruppen in Mitleidenschaft ziehen kann.
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Es ist daher ein Bestreben, umliegende Baugruppen oder andere Komponenten, wie auch umliegende Möbel, Textilien oder ähnliches, vor einer Beschädigung durch im Stecker auftretende Überhitzung möglichst lange zu schützen.
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Hierfür ist insbesondere in den USA ein neuer Test, der sog. NiChrom wire test, eingeführt worden, bei dem Steckverbindungen sehr hohen Temperaturen von ca. 1200°C ausgesetzt werden. Ein bisher übliches Material für Stecker ist nicht gut geeignet, um die hohen Brandschutzanforderungen zu erfüllen, da mit diesem Material nicht sichergestellt ist, dass die Umgebung des Steckers vor Feuer geschützt wird. Dem genannten Test wird damit nicht standgehalten.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, nahe einer elektrischen Steckverbindung liegende Komponenten und Bauteile vor einem im Stecker entstehenden Brand möglichst gut zu schützen und dennoch mechanische Eigenschaften, die über flexible Materialien zu erreichen sind, weiterhin zu ermöglichen.
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Die Erfindung löst das Problem durch ein Haushaltsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung wird auf die Ansprüche 2 bis 19 verwiesen.
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Mit der Erfindung ist dadurch, dass bei einem gattungsgemäßen Haushaltsgerät bei zumindest einem Stecker zur elektrischen Kontaktierung der Korpus zur mechanischen Halterung von einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Kontakt(en) aus zumindest zwei Komponenten aufgebaut ist, von denen eine erste, die Austrittsseite umfassende Komponente aus einem Brandschutz-Kunststoff gebildet ist, einerseits ein hoher Brandschutz erreicht, der eine Erfüllung der o. g. neuen Norm ermöglicht. Andererseits bleiben jedoch durch die zumindest eine weitere Komponente des Steckers mechanische Eigenschaften möglich, die bei einem Aufbau nur aus Flammschutzmaterial nicht möglich wären, beispielsweise eine flexibel bewegliche Verkettung mehrerer Stecker untereinander, die für eine vollautomatische Fertigung sehr günstig ist und die Weiterverwendung bisheriger Fertigungsautomaten ermöglicht.
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„Nicht brennbar“ bezieht sich dabei auf Brandschutzklassen und -normen wie etwa die unten noch näher erwähnte UL 94.
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Dabei kann eine zweite Komponente gegenüber der ersten einen niedrigeren Flammpunkt und eine größere Elastizität aufweisen, um die gewünschten mechanischen Vorteile zu realisieren. Die zweite Komponente kann mit ihrer Elastizität flexibel verformbar sein. Weitere Komponenten, etwa eine dritte oder vierte, können zusätzlich möglich sein.
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Besonders günstig nimmt die erste Komponente den Hauptvolumenanteil des Steckers ein, so dass der Aspekt des Brandschutzes eine besonders großen Raum einnimmt und sehr strenge Brandschutznormen, etwa der NiChrom wire test, der in den USA ab 2019 verpflichtend ist, erfüllt werden kann. Insbesondere sind mehr als 80% des Steckervolumens aus der ersten Komponente gebildet.
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Eine mechanisch einfache und effektive Lösung sieht vor, dass der Teil des Steckers aus der zweiten Komponente auf den Teil des Steckers aus der ersten Komponente aufgerastet ist. Das Material der zweiten Komponente weist hierfür eine hohe elastische Biegbarkeit auf.
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Weiter kann die zweite Komponente für eine mechanische Verbindung von mehreren Steckern vorgesehen sein, um damit einen leicht zu handelnden, kettenartigen Verbund aus mehreren Steckern zu schaffen, der so Automaten zur Fertigung von Kabelbäumen zugeführt werden kann, wobei die Verkettungen an beliebigen Stellen zwischen so verbundenen Steckern durchtrennt werden kann.
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Diese insbesondere so geschaffene Verkettung der Stecker über die zweite Komponente kann auch gegeneinander gebogen und/oder verdreht werden. Der Stecker kann damit insbesondere auch einen sog. Gruppenstecker ausbilden. Eine vollautomatische Verarbeitung bleibt möglich.
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Ebenfalls kann die zweite Komponente jeweils zumindest einen Rasthaken umfassen, um so einen mechanisch sicheren Halt an der ersten Komponente und/oder an einer Wanne, in die der Stecker einsteckbar ist, zu sichern.
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Diese zweite Komponente kann aus einem Standard-Kunststoff ohne zusätzlichen Brandschutz im Material gebildet sein. Beispielsweise kann die zweite Komponente aus Schulamid gebildet sein, das im Handling gut bekannt ist und eine hinreichende Flexibilität zeigt.
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Günstig kann der Stecker intern im Haushaltsgerät, zum Beispiel bei der Kontaktierung einer im Gerät befindlichen Heizpumpe, angeschlossen sein. Auch in einem solchen räumlich engen Bereich, in dem viele Baueinheiten im Nahbereich der Steckverbindung liegen, kann die erste Komponente eine gute Wirkung entfalten, um diesen Nahbereich zu schützen.
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Vor allem wenn durch eine solche elektrische Steckverbindung Ströme mit Stromstärken von mehr als 2 Ampere geleitet werden, ist die Verwendung der Erfindung von großem Nutzen. Für derartige elektrische Verbindungen werden neuerdings nach dem sog. Ni-Chrome-glow-wire-test gemäß der amerikanischen Norm UL 749 revision 10 verschärfte Tests durchgeführt, in der die Unbedenklichkeit der Verbindung auch bei großer Hitzeentwicklung bewiesen werden muss.
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Insbesondere liegt die Schmelztemperatur des Materials der ersten Komponente bei mehr als 260 °C, so dass dieses Material lange hohen Temperaturen standhalten kann.
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Weiter ist es besonders günstig, wenn das Material der ersten Komponente bezüglich seiner Entflammbarkeit in der Schutzklasse V-0 nach dem Test-Standard UL94 liegt.
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Zudem weist günstig das Material der ersten Komponente eine Spannungsfestigkeit von mehr als 240 V auf, so dass dieses nicht nur für Kleinspannungen, sondern auch für Netzspannungen und Anschlüsse mit mehr als 60 Watt, auch mit mehreren 100 Watt oder im kW-Bereich verwendet werden kann.
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Eine hohe mechanische Festigkeit wie auch eine Heraufsetzung des Flammpunktes des Steckers ist erreicht, wenn das Material der ersten Komponente faserverstärkt durch insbesondere Glas- und/oder Mineralfasern ist.
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Beispielsweise kommt als Material der ersten Komponente Fortron 4665 B6 in Betracht. Auch andere ähnlich brandstabile Kunststoffe können verwendet werden.
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Für eine gute mechanische Sicherung kann der Stecker in montierter Stellung formschlüssig an einer Wanne, in die zumindest die Kontakte des Steckers einschiebbar sind, halterbar sein und über Rasthaken etwa einen Rand oder eine Ausnehmung dieser Wanne hintergreifen.
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Beispielsweise ist der Stecker ein üblicher und genormter Rast-2,5-, Rast-3- oder Rast-5-Stecker.
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Die Erfindung können alle Rast-Steckerhersteller als Standard verwenden.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung.
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine schematische perspektivische Ansicht von schräg vorne einer Ausführungsform eines Haushaltsgeräts, hier beispielhaft einer Geschirrspülmaschine, mit einer hier vorderseitigen Tür,
- 2 eine Explosionsdarstellung einer Heizpumpe mit einer daran befindlichen Wanne zur elektrischen Kontaktierung sowie einem noch gelösten einzelnen Stecker,
- 3 eine perspektivische Einzelteilansicht von zwei miteinander über die zweite Komponente verketteten Steckern, deren Austrittsseite hier jeweils nach unten zeigt, so dass die zweite Komponente den oberen Teil des Korpus' überdeckt.
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Die in 1 schematisch dargestellte Geschirrspülmaschine ist eine Haushaltsgeschirrspülmaschine. Auch andere Haushaltsgeräte 1, wie etwa Waschmaschinen, Wäschetrockner, Öfen oder ähnliches kommen in Betracht. Die hier gezeichnete Geschirrspülmaschine weist als Bestandteil eines teilweise nach außen offenen oder geschlossenen Geräteköpers 5 einen Spülbehälter 2 zur Aufnahme von zu bearbeitendem Spülgut wie Geschirr, Töpfen, Bestecken, Gläsern, Kochutensilien u. ä. auf. Das Spülgut kann dabei zum Beispiel in Geschirrkörben 11 und/oder einer Besteckschublade 10 halterbar und dabei von sog. Spülflotte beaufschlagbar sein. Als Spülflotte wird dabei frisches oder insbesondere im Betrieb umlaufendes Wasser mit oder ohne Reinigungsmittel und/oder Klarspülmittel und/oder Trocknungsmittel verstanden. Der Spülbehälter 2 kann einen zumindest im wesentlichen rechteckigen Grundriß mit einer in Betriebsstellung einem Benutzer zugewandten Vorderseite V aufweisen. Diese Vorderseite V kann dabei einen Teil einer Küchenfront aus nebeneinander stehenden Küchenmöbeln bilden oder bei einem allein stehenden Gerät auch ohne Bezug zu weiteren Möbeln sein.
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Der Spülbehälter 2 ist insbesondere an dieser Vorderseite V von einer Tür 3 verschließbar. Diese Tür 3 ist in 1 in teilweise geöffneter und dann schräg zur Vertikalen stehenden Stellung gezeigt. In ihrer Schließstellung steht sie hingegen aufrecht und ist gemäß der Zeichnung zu ihrer Öffnung um eine untere Horizontalachse nach vorne und unten in Richtung des Pfeils 4 aufschwenkbar, so daß sie in vollständig geöffneter Stellung zumindest nahezu horizontal liegt.
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An ihrer in Schließstellung vertikalen, dem Benutzer zugewandten Außen- und Vorderseite V kann die Tür 3 mit einer Dekorplatte 6 versehen sein, um damit eine optische und/oder haptische Aufwertung und/oder eine Anpassung an umliegende Küchenmöbel zu erfahren.
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Das Haushaltsgerät 1 ist hier als allein stehendes oder als sog. teilintegriertes oder auch als voll integriertes Gerät ausgebildet. Im letztgenannten Fall kann der Gerätekörper 5 auch im wesentlichen mit den Außenwandungen des Spülbehälters 2 abschließen. Ein diesen außen umgebendes Gehäuse kann dann entbehrlich sein. Im unteren Bereich der Geschirrspülmaschine kann sich ein Sockel 12 zur Aufnahme von insbesondere Funktionselementen, wie etwa einer unten noch näher beschriebenen Pumpe oder insbesondere Heizpumpe 14, befinden.
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Der beweglichen Tür 3 ist im Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung in ihrem oberen Bereich eine in Querrichtung Q der Geschirrspülmaschine erstreckte Bedienblende 8 zugeordnet, die eine von der Vorderseite V zugängliche Eingriffsöffnung 7 zum manuellen Öffnen und/oder Schließen der Tür 3 umfassen kann. In Querrichtung Q hat die Geschirrspülmaschine häufig eine Erstreckung von 45, 50 oder 60 Zentimetern. In Tiefenrichtung von der Vorderseite V nach hinten liegt die Erstreckung häufig ebenfalls bei etwa 60 Zentimetern. Die Werte sind nicht zwingend.
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Der Spülbehälter 2 ist umlaufend von insgesamt bei geschlossener Tür 3 vier vertikalen Wandungen 13 sowie zwei horizontalen Wandungen 13 begrenzt, von denen eine eine Decke und eine weitere einen Boden des Spülbehälters 2 bildet.
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Das Haushaltsgerät 1, hier die gezeichnete Haushaltsgeschirrspülmaschine, weist zumindest einen (auch mehrere sind möglich) Stecker 15 zu einer elektrischen Kontaktierung auf.
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In 2 ist beispielhaft ein Stecker 15 zur Kontaktierung der Heizpumpe 14 gezeichnet, wobei der Stecker 15 einen Korpus 16 zur mechanischen Halterung von einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Kontakt(en) 17 umfasst und hier beispielsweise mit einer Wanne oder Buchse 18 als Gegenstück verbindbar ist. Die Kontaktierung kann dabei entweder wie hier indirekt oder auch direkt erfolgen. Dabei können die Kontakte 17 beispielsweise als Federn oder Zungen ausgebildet sein. Auch die Zahl der Kontakte 17 ist je nach Anforderung unterschiedlich. Die Wanne oder Buchse 18 kann hier fest am Gehäuse der Heizpumpe 14 angeordnet sein, wie in 2 dargestellt ist. In diesem Fall ist der Stecker 15 daher intern im Haushaltsgerät 1 angeschlossen. Auch ein externer Anschluss ist grundsätzlich möglich. Die Zahl derartiger Stecker 15 an einem Haushaltsgerät 1 kann unterschiedlich sein.
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Der oder jeder Stecker 15 selbst kann jeweils einen Korpus 16 zur mechanischen Halterung von einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Kontakt(en) 17 umfasst Die Stecker selbst können als sog. Rast-Stecker genormt sein, zum Beispiel als Rast-2,5-Stecker mit einem Abstand der Kontakte 17 von 2,5 Millimetern oder als Rast-5-Stecker mit einem Abstand der Kontakte 17 von fünf Millimetern zueinander. Über zumindest eine Seite, die hier als Austrittsseite 19 bezeichnet wird, sind die Kontakte 17 zu ihrer elektrischen Kontaktierung zugänglich. Da die Steckerform unterschiedlich sein kann, muss die „Austrittsseite“ auch nicht eine zweidimensionale Fläche darstellen.
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Der Korpus 16 ist aus zumindest zwei unterschiedlichen Komponenten 20, 21 gebildet. Hiervon ist eine erste, die Austrittsseite 19 umfassende Komponente 20 aus einem Brandschutz-Kunststoff gebildet. Brandschutz-Kunststoff heißt, dass dieser nicht brennbar ist oder zumindest einen sehr hohen Flammpunkt hat.
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Eine zweite Komponente 21 weist hingegen gegenüber der ersten einen niedrigeren Flammpunkt auf, dabei sind die mechanischen Eigenschaften sehr unterschiedlich zur ersten Komponente 20. Die zweite Komponente 21 weist eine größere Elastizität auf und kann damit beispielsweise eine Verrastung der Stecker 15 und/oder deren Verkettung untereinander ermöglichen, die bei einem Stecker aus Brandschutz-Material alleine nicht möglich wäre.
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Dabei nimmt die erste, den Brandschutz gewährleistende Komponente 20 den Hauptvolumenanteil des Steckers 15 ein, zum Beispiel etwa 80% bis 90%.
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Dabei liegt die Schmelztemperatur des Materials der ersten Komponente 20 bei mehr als 260 °C, insbesondere bei mehr als 280°C. Zudem liegt idealerweise das Material der ersten Komponente 20 bezüglich seiner Entflammbarkeit in der Schutzklasse V-0 nach Test-Standard UL94. Ebenfalls ist es für die Verwendung an Steckern 16 für Netzspannungen günstig, wenn das die Kontakte 17 halternde Material der ersten Komponente 20 eine Spannungsfestigkeit von mehr als 240 V, insbesondere wie hier mehr als 250 V, aufweist.
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Um alle dieses Anforderungen und noch eine mechanische Festigkeit zu erfüllen, kann das Material der ersten Komponente 20 faserverstärkt durch insbesondere Glas- und/oder Mineralfasern sein. Beispielsweise kann das Material der Schutzhaube Fortron 4665 B6 sein, wie es etwa von Ticona angeboten wird. Das Material hat einen sehr hohen RTI (Flammwiderstandsindex), so dass es gut für die hier geforderte Anwendung geeignet ist. Gleichzeitig ist es jedoch sehr hart und nahezu glasartig, so dass die Kombination mit zumindest einer zweiten Komponente 21 am Korpus 16 dessen mechanische Möglichkeiten deutlich erweitert.
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Der Teil des Steckers 15 aus der zweiten Komponente 21 kann ähnlich wie ein Deckel auf den Teil der ersten Komponente 20 gegenüber der Austrittsseite 19 aufgesetzt sein. Beispielsweise ist der Teil aus der zweiten Komponente 21 auf den Teil des Steckers 15 aus der ersten Komponente 20 aufgerastet ist. Diese Art der Halterung ist möglich, weil das Material der zweiten Komponente 21 eine hohe Elastizität und damit flexible und reversible Verformbarkeit zeigt. Auch eine andere Verbindung von erster 20 und zweiter Komponente 21 ist möglich, beispielsweise ein Verkleben oder Verschweißen. Auch eine integrale Fertigung beider Komponenten 20, 21 in einem 2K-Verfahren kann möglich sein.
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Hier ist besonders günstig die zweite Komponente 21 für eine mechanische Verbindung von mehreren Steckern 15 vorgesehen und übergreift deckelartig mehrere Stecker 15 zur Ausbildung einer flexibel verformbaren Verkettung. In der so verketteten Anordnung können die Stecker einem herkömmlichen Automaten zur Konfektionierung mit Kabeln zugeführt werden, ohne dass neue Fertigungsautomaten erforderlich wären. Die Herstellung der fertigen Kabelbäume kann daher sehr preisgünstig und zuverlässig ablaufen. Eine Ablängung der Kette ist an beliebiger Stelle zwischen zwei Steckern 15 möglich, so dass die Länge der Kette je nach Bedarf und zu verschiedenen Zeitpunkten der Produktion einstellbar ist. Das Durchschneiden der Verkettung kann mit geringem Kraftaufwand durchgeführt werden.
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Neben dieser Verkettungsfunktion kann über die flexible zweite Komponente 21 kann der aus der zweiten Komponente 21 gebildete Teil des Steckers 15 zusätzlich oder alternativ jeweils einen oder mehrere Rasthaken 22 umfassen, mit denen sie an der ersten Komponente 20 gehalten werden kann oder mit der der Stecker 15 insgesamt an einer Wanne 18 oder ähnlichem Gegenstück für die Kontakte 17 in Verbindungsstellung gehalten werden kann. Insbesondere sind an einem einzelnen Stecker 15 zwei einander gegenüber gelegene Rasthaken 22 vorhanden, die aus dem Material der zweiten Komponente 21 gebildet sind.
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Dabei kann die zweite Komponente 21 aus einem Standard-Kunststoff wie etwa Schulamid oder Ultramid oder auch einem anderen Thermoplast mit entsprechenden elastischen mechanischen Eigenschaften gebildet sein. Besondere Anforderungen an den Brandschutz müssen bei der zweiten Komponente nicht gestellt werden.
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Insbesondere ist zur Erfüllung der o. g. Testvorschrift davon auszugehen, dass die Überhitzung im Bereich des Steckers 15 und seiner elektrischen Kontakte 17 auftritt und umliegende Bauteile daher gegen diese Überhitzung abzuschirmen sind. Hierfür dient jedoch die erste, die Kontakte 17 umfassende Komponente 20.
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Der Stecker 15 selbst kann beispielsweise durch einen genormten Rast-3- oder Rast-5-Stecker (oder auch andere Steckertypen) gebildet sein. Der Änderungsaufwand des bestehenden Systems für die Aufnahme der deckelartigen zweiten Komponente 21 ist gering, insbesondere bleibt es möglich, mehrere Stecker 15 in miteinander verketteter Lage dem Konfektionierungsautomaten zugeführt werden, der selbst nicht geändert werden muss für den neuen, brandschutzoptimierten Steckertyp.
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Der erfindungsgemäße Stecker 15 kann u. a. als Standard für alle Arten von RAST-Steckern dienen und somit auch in den Arbeitskreis ZVEI und den Arbeitskreis RAST mit aufgenommen werden. Zum Beispiel können Rast-2,5-Stecker, Rast-2,5-Power-, Rast-2,5-Plus- oder Rast-5-Stecker erfindungsgemäß ausgebildet werden.
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Es müssen keine Zusatzteile verwendet werden, außer der Zufügung der zumindest zweiten Komponente 21 sind auch keine konstruktiven Maßnahmen erforderlich.
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Mit dem weiteren Erhalt des RAST-Standards bleiben auch die Lieferantenvielfalt und die allgemeine Einsetzbarkeit erhalten. Die Änderungen am Herstellungsverfahren und an den Abmessungen sowie an sonstigen Standards sind minimiert. Insbesondere müssen die Fertigungsautomaten nicht verändert werden.
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Mit dem hohen Anteil der ersten Komponente 20 und mit dem Abstand der zweiten Komponente 21 von der Austrittsseite 19 ist der Brandschutz so gut, dass der o. g. Test bestanden werden kann und die erste Komponente auch bei der hohen Temperatur nicht schmilzt oder entflammt.
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Mit der zweiten Komponente 21 bleiben jedoch alle Voraussetzungen für eine optimierte Konfektionierung (Verkettung der Stecker 15, vollautomatische Verarbeitung, Rasthaken 22) trotz des Bestehens des NiChrom-wire-Tests durch die erste Komponente 20 voll erhalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Haushaltsgerät,
- 2
- Spülbehälter,
- 3
- Tür,
- 4
- Öffnungsrichtung,
- 5
- Gerätekörper,
- 6
- Dekorplatte,
- 7
- Griffmulde,
- 8
- Bedienblende,
- 10
- Besteckschublade,
- 11
- Geschirrkorb,
- 12
- Sockel,
- 13
- Wandung,
- 14
- Heizpumpe,
- 15
- Stecker,
- 16
- Korpus,
- 17
- Kontakte,
- 18
- Wanne oder Buchse,
- 19
- Austrittsseite,
- 20
- erste Komponente,
- 21
- zweite Komponente,
- 22
- Rasthaken,
- Q
- Querrichtung,
- V
- Vorderseite der Geschirrspülmaschine
