DE1946987A1

DE1946987A1 - Elektrische Steckvorrichtung

Info

Publication number: DE1946987A1
Application number: DE19691946987
Authority: DE
Inventors: Bange Glenn Resh
Original assignee: Sybron Corp
Current assignee: Sybron Transition Corp
Priority date: 1968-09-24
Filing date: 1969-09-17
Publication date: 1970-04-02
Also published as: US3519799A; BR6912693D0

Description

Elektrische Steckvorrichtung Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckvorrichtung mit einem von der Emailschicht eines Geräts vorragenden Anschluß stecker für ein von der Emailschicht eingebettetes Heizelement, sowie eine diesem Stecker zugeordnete Steckdose.
Bei der Herstellung von heizbaren Gefäßen oder dergleichen Geräten, bei denen das Heizelement in eine Deckschicht aus Glas oder keramischem Material eingebettet ist, besteht seit langem ein Bedürfnis für einen zuVerlässigen elektrischen Anschluß. Bekannte Anschlüsse dieser Art weisen eine Scheibe auf, welche in dem Überzug vor dessen Einbrennen angeordnet wird, an welcher Scheibe eine Anzahl von verdrillten Drähten befestigt ist.
Bei einem derartigen Stecker besteht die Schwierigkeit, daß dieser leicht-aus dem Überzug herausbrechen kann, wodurch die Heizeinheit unbrauchbar wird.
Wenn die Heizeinheit transportierbar sein soll, beispielsweise um sie an einem anderen Ort reinigen zu können, soll die Heizeinheit leicht und schnell entfernt werden können. Bekannte elektrische Verbindungen sind jedoch nicht widerstandsfähig genug, um einen längeren Gebrauch zu ermöglichen, weil bei jeder Lösung der Verbindung-eine Bruch- -gefahr besteht. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn keine Vorkehrungen in der Steckdose getroffen sind, daß der Stecker mit einer gewissen Fehlausrichtung in die Steckdose eingeführt oder herausgezogen werden kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Stecker an einem emaillierten Gegenstand, in dessen Emailschicht ein Heizelement eingebettet ist, so auszubilden und anzuordnen, daß keine Bruchgefahr beim Einstecken in die Steckdose besteht. Ferner soll der Stecker hermetisch abgeschlossen sein und einen ortsfesten Anschluß ermöglichen. Die zugeordnete Steckdose soll so ausgebildet werden, daR-eine Fehlausrichtung zwischen dem Stecker und der Steckdose beim Einstecken aufgenommen werden-kann.
Durch die Erfindung-wird ein hermetisch abgeschlossener Stecker vorgesehen, der eine im Vergleich zu bekannten Steckern verbesserte mechanische Festigkeit aufweist. Dieser Stecker kann entweder an stationären Heizeinrichtungen vorgesehen werden, oder an transportablen Heizeinrichtungen.
Durch die Erfindung wird ferner eine zugeordnete Steckdose geschaffen. Diese Steckdose ermöglicht, daß der Stecker mit einer gewissen Fehlausrichtung eingeführt werden kann, wodurch eine Bruchgefahr an dem Stecker oder der Steckdose vermieden wird.
Die wesentlichen Merkmale der X3rfudung sind darin zu sehen, daß der Stecker durch das Rerstellungsverfahren eingeschmolzen wird, so daß dieser zu Reinigungszwec:ken in Wasser eingetaucht werden kann. Der Stecker besteht aus einem Zapfen, der an dem Träger des Heizelements angeschweißt ist, über dem ein Keramikrohr und eine metallische Hülse angeordnet ist. Die Steckdose hat eine Anzahl von Blattfedern, welche entlang deren Umfang angeordnet sind.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung hAher erläutert werden Eszeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bekannte Heizt in heit mit einem daran angeordneten Stecker; - Fig. 2 einen Llngsschnitt durch einen Stecker gemäß der Erfindung; Fig. 3 eine Ansicht einer Steckdose gemäß der Erfindung; Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3: Fig. 5 eine Ansicht eines hermetisch abgeschlossenen Anschlusses für eine Dauerverbindung; und Fig. 6 eine Draufsicht auf den Anschluß in Fig. 5.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Heizeinheit 10, auf deren Trägermaterial 12 ein ueberzug 14 aus Glas oder Keramik vorgesehen ist. Ein Heizelement 16 ist von dem Überzug 14 eingeschlossen und dient zum Erhitzen von Substanzen auf dem Trägermaterial 12. Der Stecker 18 wird vor dem Einbrennen des Überzugs auf dem Trägermaterial 12 in dem Überzug 14 angeordnet. Der Stecker 18 ist mit dem Heizelement 16 durch eine nicht dargestellte Einrichtung verbunden und dient zum elektrischen Anschluß an die Spannungsquelle des Heizelements 16.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Trägermaterial 12 weist eine Grundschicht 20, eine elektrische Schicht 22 und eine Deckschicht 24 auf, die nach dem im folgenden noch zu beschreibenden Verfahren hergestellt werden.
Ein metallischer Zapfen 26 ist an dem Trägermaterial 12 mit einer Schweißnaht 28 verschweißt. Eine isolierende Hülse 30 aus Keramik umgibt vollständig den Zapfen 26. Eine metallische Kappe 32 umgibt vollständig die Hülse 30. Die metallische Kappe 32 hat eine Öffnung 34, welche einem im folgenden noch zu beschreibenden Zweck dient. Das Heizelement 16 ist durch die Deckschicht 24 und die' elektrische Schicht 22 eingeschlossen. Die elektrische Verbindung zwischen dem Heizelement 16 und der Kappe 32 erfolgt durch eine elektrisch leitende Schicht 38, die bei der Herstellung aufgetragen. rd.
Die isolierende Hülse 30 wird mit dem metallischen Zapfen 26 durch geschmolzenes Glas verbunden, und die Kappe 33 wird ebenfalls mit.der Hülse 30 durch geschmolzenes Glas verbunden, wie im folgenden noch näher erläutert werden soll.
Durch Verwendung des metallischen Zapfens entsprechend einer Ausbildung in Fig. 2 kann ein' Stecker vorgesehen werden, der eine beträchtliche mechanische Festigkeit aufweist und unter jedem Winkel an dem Trägermaterial 12 befestigt werden kann, indem- der Zapfen 26 mit dem gewünschten Winkel an dem Trägermaerial 13 angeschweißt wird.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Steckdose 40, welche eine isolierende Hülse 42 mit einem ausgeschnittenen Segment 44 aufweist. Die Hülse 42 kann aus Kunststoff bestehen und enthält eine metallische Hülse 46 mit einer Anzahl von Blattfedern 48 entlang deren Umfang.
Die Blattfedern 48 dienen zur Aufnahme und zum Angriff an dem eingesteckten Stecker. Die metallische Hülse 46 kann aus Kupfer oder einem anderen Material bestehen, dessen elastische Eigenschaften einen Angriff der Blattfedern 48 an dem Stecker gewährleisten. Diese Flexibilität ermöglicht eine gewisse Fehlausrichtung zwischen dem Stecker ünd der Steckdose, ohne daß die Steckdose 40 oder der Stecker bschädigt werden können. Wenn- der Stecker der Heizeinheit in die Steckdose 40 schief eingesteckt wird, ermöglicht die Flexibilität der Blattfedern, daß der Stecker ohne Beschädigungsgefahr für die Steckdose 40 oder den Stecker selbst eingesteckt werden kann.
Im rückwärtigen Teil der Hülse 46 ist ein Anschluß 50 für die elektrische Leitung der Schaltung der Heizeinheit vorgesehen. Fig. 4 zeigt einen Anschluß 50, der sich nach oben in das bogenförmige Segment 44 erstreckt, das von der Hülse 42 entfernt ist.
Fig. 5 und 6 zeigen ein hermetisch abgeschlossenen Anschluß für eine stationäre Heizeinheit 10. Da die Heizeinheit 10 bei diesem Ausführungsbeispiel ortsfest ist, ist die Steckdose in Fig. 4 nicht erforderlich. Der Anschluß in Fig. 5 ist jedoch ähnlich dem Stecker in Fig.2 ausgebildet und erhält zusätzlich einen nach außen ragenden flügelförmigen Vorsprung auf der Stirnfläche der metallischen Kappe 32, woran ein Leiter der Schaltung angeschlossen werden kann. Der Anschluß in Fig. 5 enthält ebenfalls die Öffnung 34, deren Zweck noch näher erläutert werden soll. Es kann ferner eine zweite Öffnung 54 vorgesehen sein, die zur Befestigung der elektrischen Leitung an dem flügelförmigen Vorsprung 52 dient.
Im folgenden soll die Herstellung des Steckers in Fig.2 und des hermetisch abgeschlossenen Anschlusses in Fig. 5 erläutert werden.
Der metallische Zapfen 26 wird an dem Trägermaterial 12 angeschweißt, wodurch sich die mechanische Festigkeit für den Anschluß ergibt, um normalerweise bei der Benutzung der Heizeinheit 10 auftretende Kräfte aufnehmen zu können. Nach dem Anschweißen des Zapfens 26 an das Trägermaterial 12 wird die Grundschicht 2O auf das Trägermaterial 12 in gewünschter Dicke aufgetragen. Damit die Grundschicht 20 nicht auf den Zapfen 26 aufgetragen wird, kann vor dem Auftragen der Grundschicht 20 ein unststoffrohr über den Zapfen 26 geschoben werden. Das Sunststoffrohr kann von dem Zapfen 26 entfernt werden, solange die aufgetragene Fritte noch naß ist.
Nach dem Auftragen der Grundschicht 20 aue das-Trägermaterial 12 wird eine vorherbestimmte Menge der Fritte ur Herstellung eines dünnen Überzugs auf den Zapfen 26 beispielsweise mit Hilfe eines Trop£enzAhlers aufgetragen.
Dieser dünne Überzug dient zum Verschmelsen der keramischen Hülse 3Q mit dem metallischen Z'apfen ;0 wenn.die Einheit gebrannt wird.
Nach dem Auftragen der Fritte wird die keramische Hülse 30 über den Zapfen 26 geschoben und in die Grundschicht 20 hineingedreht. Dann erfolgt eine Trocknung und ein Einbrennen, wodurch die keramische Hülse 30 mit-dem metallischen Zapfen 26 und die Grundschicht 20 mit dem Trägermaterial 12 verschmolzen wird.
Nach dem Einbrennen wird die elektrische Schicht 22 auf die Grundschicht 20 aufgetragen, nachdem ein Kunststoffrohr über die Hülse 30 geschoben wurde, um ein Auftragen der elektrischen Schicht auf die Hülse 30 zu verhindern. Dann wird das Heizelement 16 auf die elektrische Schicht 22 gelegt und ein dünner Fritteüberzug wird auf die Hülse 30 beispielsweise mit Hilfe eines Tropfenzählers aufgetragen.
Dieser dünne Überzug dient zum Verschmelzen der Kappe 32 mit der Hülse 30.
Nach dem Auftragen der dünnen Schicht auf die Hülse 30 wird die metallische Kappe über die keramische. Hülse 30 geschoben, bis sie die Oberfläche der vorher eingebrannten Grundschicht 20 berührt. Dann erfolgt-. ee Trocknung und ein zweiter Brennvorgang, um die elektrische Schicht 22 einzubrennen, welche das Heizelement 16 enthält, und um-die metallische Kappe 32 mit der keramischen Hülse 30 zu verschmelzen. Da die zum Verschmelzen benutzte Fritte Wasser enthält, aus der beim Erhitzen Gasbläschen austreten, muß für deren Entweichen aus der Einrichtung während des Erhitzens gesorgt werden, damit der elektrische Überzug 22 nicht durch Bläschenbildung beschädigt wird. Aus diesem Grund ist die Öffnung 34 in der metallischen Kappe 32 vorgesehen, welche zur Entlüftung von Gaebläschen dient, die wGhrehd des Einbrennens gebildet werden. Ohne die.
Öffnung 34 würden die Bläschen sich an der-Basis der-Einheit ansammeln und könnten die elektrische Verbindung 38 zwis.chen dem Stecker und dem Heizelement 16 zerstören.
Bläschen in dem elektrischen Überzug 22 würden auch -die dielektrische Festigkeit der Einrichtung verringern, wodurch bei einer Emailprüfung mit hoher Spannung Beschädigungen auftreten könnten.
Nach dem Verschmelzqn der metallischen Kappe 32 mit der isolierten Hülse 30 wird die Deckschicht 24 auf den elektrischen Überzug 22 aufgetragen. Wiederum kann ein Kunststoffrohr über die Kappe 32 geschoben werden, um zu verhindern, daß die fleckschicht 24 auf die metallische Kappe 32 aufgetragen wird. Wenn die Deckschicht mit der gewünschten Dicke aufgetragen ist, wird das Kunststoffrohr entfernt und die Deckschicht 24 getrocknet und eingebrannt, um die Deckschicht 24 mit der elektrischen Schicht 22 zu verschmelzen.
Diese Einheit kann nun in eine Reinigungsflüssigkeit eingetaucht werden, ohne daß dabei eine Beschädigungsgefahr der elektrischen Teile besteht. Ferner gewährleistet das Verschmelzen der verschiedenen Teile der Einheit eine erhöhte mechanische Festigkeit.
Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Anschlußstecker für ein in eine Emailschicht an einem Gerät eingebettetes Heizelement, g e k e n n z e i c h -n e t durch einen an dem Trägermaterial starr befestigten Zapfen, durch eine auf das Trägermaterial und den Endteil des Zapfens aufgeschmolzene Grundschicht, durch eine den Zapfen umgebende und damit verschmolzene isolierende Hülse, durch eine auf die Grundschicht und den Endteil der isolierenden Hülse aufgeschmolzene elektrische Schicht, durch eine die isolierende Hülse umgebende und damit verschmolzene metallische Kappe mit einer Öffnung in deren Stirnfläche, durch eine elektrische Verbindungsleitung zwischen dem Heizelement und der metallischen Kappe, und durch eine das Heizelement abdeckende Deckschicht, die mit dem elektrischen Überzug und dem Endteil der Kappe verbunden ist, so daß der elektrische Anschlußteil des Heizelements hermetisch abgeschlossen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d-a d u r c h g e, k e n n -z e i c h n e t , daß die isolierende Hülse aus Keramik besteht. und daß die-metallische Kappe mit der Keramik schen Hülse und die keramische, Hülse mit dem metallischen Zapfen durch Glas verschmolzen sind.
3. Steckdose für einen Stecker nach Anspruch 1, q e -k e n n z e i c h n e t durch eine isolierende Hülse, vo,n der am einen Ende ein Segment entfernt ist, durch eine darin angeordnete metallische Hülse, von der ein Ende in den Ausschnitt zum - Anschluß eines elektrischen Leiters vorragt, während das andere Ende eine Anzahl von Blattfedern aufweist, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind und zum Angriff an dem Stecker dienen und eine Fehlausrichtung zwischen dem Stecker und der Steckdose ermöglichen, wenn der Stecker eingesteckt oder entfernt wird.
4,. Elektrische Verbindung für ein in eine Emailschicht aus Glas oder Keramik eingebettetes Heizelement, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n -z e i c h n e t durch einen an dem Grundmaterial starr befestigten metallischen Zapfen, durch~eine auf das Grundmaterial und den Endteil des Zapfens aufgeschmolzene Grundschicht, durch eine den Zapfen umgebende isolierende und damit verschmolzene Hülse, durch eine auf die Grundschicht und den Endteil der isolierenden Hülse aufgeschmolzenen elektrischen Überzug, durch eine die isolierende Hülse umgebende und damit verschmolzene metallische Kappe mit einer Öffnung in ihrer Stirnfläche, durch eine Verbindungsleitung zwischen dem Heizelement und der metallischen Kappe, durch eine das Heizelement umgebende Deckschicht, die mit dem elektrischen Überzug und dem unteren Teil der metallischen Kappe verschmolzen ist, wodurch der Anschluß für das Heizelement hermetisch abgeschlossen ist, und durch eine Steckdose- mit einer in der Öffnung eines Trägers angeordneten isolierten Hülse, an deren einem Ende ein Segment entfernt ist, mit einer in der isolierten Hülse angeordneten metallischen Hülse, von der ein Ende einen Anschlußteil zum Anschluß an einen elektrischen Leiter aufweist, welcher in das ausgeschnittene Segment vorragt, und deren anderes Ende entlang dem Umfang verteilte Blattfedern aufweist, die zum Angriff an dem Stecker dienen und eine Fehlausrichtung zwischen dem Stecker und der Steck,dose'ermöglichen, wenn der Stecker eingesetzt oder entfernt wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h. g e -k e n n z e i c h n e t , daß die mit dem Zapfen des Steckers verschmolzene isolierende Hülse aus'einem keramischen Material besteht, und daß die metallische Kappe mit der isolierenden Hülse und die isolierende Hülse mit dem metallischen Zapfen durch Glas verschmolzen sind.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e ke n n z ei c h n e t durch einen an dem Trägermaterial starr befestigten Zapfen, durch eine mit dem Trägermaterial und dem Endteil des Zapfens verschmolzene Grundschicht, durch eine den Zapfen umgebende und damit verschmolzene isolierende Hülse, durch eine mit der Grundschicht und dem Endteil derisolierenden Hülse verschmolzene elektrische Schicht, durch eine die isolierende Hülse umgebende und damit verschmolzene metallische Kappe mit einer Öffnung in ihrer Stirnfläche, die einen nach außen ragenden flAgelförmigen Vorsprung zum Anschluß an einen elektrischen Leiter aufweist, durch eine elektrische Verbindungsleitung zwischen dem Heizelement und der metallischen Kappe, und durch eine das Heizelement umgebende und mit dem elektrischen Überzug und dem Endteil der metallischen Kappe verschmolzene Deckschicht, durch die der elektrische Anschluß des Heizelements hermetisch angeschmolzen ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z ei c h n e t , daß die isolierende Hülse aus einem keramischen Material besteht, und daß die m etallische Kappe mit der isolierenden Hülse und die isolierende Hülse mit dem metallischen Zapfen durch Glas verschmolzen sind.
8. Verfahren zur Herstellung eines emaillierten Behälters mit einem in die Emailschicht eingebetteten Heizelement und einem Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z ei c h -n.e t X daß der metallische Zapfen an dem-Behälter angeschweißt wird, daß eine Grundschicht auf den Behälter und den Endteil des Zapfens aufgetragen wird, daß eine dünne Schicht aus Fritte auf den Zapfen aufgetragen wird, daß eine keramische Hjil-se über den Zapfen mit der Schicht aus Fritte aufgetragen wird, daß der metallische Zapfen und die keramische Hülse erhitzt werden, um die Grundschicht aufzuschmelzen und um die keramische Hülse mit dem metallischen Zapfen zu verschmelzen, daß ein elektrischer Überzug auf die Grundschicht aufgetragen wird, daß das Heizelement auf die elektrische Schicht aufgelegt wird, daß eine dünne Schicht aus Fritte auf die keramische Hülse aufgetragen wird, daß die metallische Kappe über die keramische Hülse und den dünnen Überzug aufgeschoben wird, daß der elektrische Überzug eingebrannt und die m etallische Kappe mit der keramischen Hülse verschmolzen wird, daß das Heizelement mit der metallischen Kappe elektrisch leitend verbunden ist, daß eine Deckschicht auf die elektrische Schichtund das Heizelement aufgetragen wird, und daß die Deckschicht eingebrannt wird.

L e e r s e i t e