DE3641791A1 - Elektrischer steckverbinder mit festangeschlossener leitung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem elektri­ schen Steckverbinder mit festangeschlossener Leitung gemäß der Deutschen Patentschrift DE- PS 25 32 872.

Zum Anschluß von elektrischen Geräten, z. B. von Haushaltsgeräten oder Handwerkzeugen, werden sogenannte Anschlußleitungen verwen­ det, die einerseits im elektrischen Gerät fest angeschlossen und andererseits mit einem meist umspritzten sogenannten Netzstecker versehen sind. Anstelle des Netzsteckers kann eine Kupplungsdose angespritzt sein. Daneben gibt es Verlängerungsleitungen, die üblicher­ weise an einer Seite einen Netzstecker und an der anderen eine Kupplungsdose aufweisen und z. B. für elektrische Rasenmäher, aber auch als Verlängerungsleitung für Haushalt, Bau­ gewerbe und dergleichen eingesetzt werden. Die Steckverbinder, also Stecker oder Kupp­ lungsdosen, werden vorzugsweise unlösbar mit dem Ende bzw. den Enden der elektrischen Lei­ tung verbunden. Die elektrischen Leitungen umfassen üblicherweise zwei bis fünf Adern in Form einer isolierten Litze und einen Mantel. Als Isoliermaterial werden die verschieden­ sten Kunststoffe oder Gummi eingesetzt, ab­ gestimmt auf die Anforderungen, die sich aus dem Verwendungszweck der Leitung ergeben. Die Verbindung erfolgt durch Anschweißen der elektrischen Aderenden an die Steckkontakte, Stifte oder Buchsen, und anschließendes Um­ spritzen mit einem Isolierstoff, z. B. Polyvinylchlorid, Gummi oder einem anderen Thermoplast oder thermoplastischem Elastomer, zur Bildung eines Steckerkörpers. Da diese Fertigung hoch-mechanisiert und automati­ siert sowie mit stetiger Qualitätsüberwa­ chung durchgeführt wird, hat eine derartige Anschlußleitung oder Verlängerungsleitung üblicherweise eine lange Lebensdauer, ins­ besondere wenn, wie bei dem eingangs genann­ ten patentierten Steckeraufbau, gewisse kon­ struktive Maßnahmen getroffen werden.

Es gibt Anwendungsfälle, bei denen z. B. die Anschlußleitung vielfältigen äußeren me­ chanischen Belastungen unterworfen wird. In der Deutschen Patenschrift DE-PS 34 47 226 sind anhand zweier Beispiele, nämlich einer Staubsauger-Anschlußleitung und einer Hand­ bohrmaschinen-Anschlußleitung, die sich er­ gebenden Probleme aufgezeigt worden. Zur Lö­ sung wurde dort eine zweifache Umspritzung mit besonderer Formgebung des inneren Auf­ baus des Steckverbinders vorgeschlagen.

Die elektrische Geräteindustrie hat, auch im Hinblick auf die Produkthaftung, die Problematik der dauerhaften Sicherheit bei Anschlußleitungen erkannt und stellt je nach Anwendungsfall hohe Anforderungen nicht nur an die elektrische Sicherheit, sondern auch an die mechanische Belastbarkeit.

So wird z. B. bei einem Biegetest die An­ schlußleitung mit den Steckkontakten nach oben in eine Prüfvorrichtung eingespannt. An die herunterhängende Leitung wird ein Prüfgewicht, je nach Querschnitt und An­ zahl der einzelnen Adern der Leitung bis 5 kg, befestigt. Danach wird der Steckver­ binder einer Dreh- oder Pendelbewegung aus­ gesetzt, bei der die Leitung bis 90° (Prüf­ winkel) von der Senkrechten abweicht. Je nach Prüfgewicht und Prüfwinkel muß die An­ schlußleitung bis 100 000 Prüfbiegungen über­ stehen, bis z. B. die elektrische Verbindung unterbrochen ist, z. B. durch Bruch der Lit­ zenleiter der Leitung, teils oder insgesamt, oder durch Abreißen der Litze vom z. B. an­ geschweißten Steckkontakt. Um einen solchen Biegetest zu bestehen, insbesondere wenn die genannten Anforderungen sehr hoch geschraubt sind, müssen außerordentliche konstruktive Maßnahmen getroffen werden. Diese Maßnahmen dürfen jedoch nicht dazu führen, daß ein gewisser Kostenrahmen bei der Herstellung der Anschlußleitung oder dergleichen über­ schritten wird. Diese Bedingung ist schon schwierig zu erfüllen, wenn - wie bei der DE-PS 34 47 226 vorgeschlagen - zwei Spritz­ vorgänge an der Anschlußleitung durchzufüh­ ren sind. Denn ein Spritzvorgang an einer Leitung ist in aller Regel aufwendiger und teurer als das sogenannte Vorspritzen eines Teiles, wie z. B. einer sogenannten Stecker­ brücke, in der die Steckkontakte eingebettet sind, vergleiche DE-PS 25 32 872.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrun­ de, eine elektrische Steckvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, die bei hoher elektrischer Sicher­ heit auch erhöhten mechanischen Anforderungen gewachsen ist. Dabei soll die die Steckkon­ takte umfassende Steckerbrücke zwar getrennt von der anzuschließenden Leitung vorfertigbar sein, jedoch zusätzlich zur Abdeckfunktion die mechanischen Belastungen, insbesondere auf Zug und Biegung an der Leitung, weitge­ hend selbst aufnehmen.

Die Erfindung wird durch die im Patenanspruch 1 aufgezeigte Erfindung gelöst. Durch die Er­ findung wird ein Steckverbinder geschaffen, der elektrisch sicher ist und extremen me­ chanischen Belastungen, insbesondere auf Zug und Biegung, standzuhalten vermag. Die soge­ nannte Steckerbrücke kann vorgefertigt wer­ den, sorgt aber dennoch nach dem Umspritzen des Griffkörpers für eine gute Verbindung mit der anzuschließenden Leitung, einschließlich dessen Mantels, ohne daß zusätzliche Teile oder aufwendige Verfahrensschritte erforder­ lich sind.

In den Unteransprüchen werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Ins­ besondere kann gemäß den Ausbildungen nach den Patentansprüchen 2 bis 4 die Verbindung zwischen Steckerbrücke und Leitungsmantel noch verstärkt werden, während insbesondere gemäß den Ausbildungen nach den Patentan­ sprüchen 5 und 6 die Herstellung vereinfacht bzw. erleichtert wird. Zudem ist durch die Ausbildung nach Patentanspruch 5 die Umlen­ kung der Adern um mindestens 90° nahe der Mitte der Steckerbrücke sichergestellt.

Die Erfindung ist insbesondere für Verlänge­ rungsleitungen oder Anschlußleitungen von hochwertigen elektrischen Geräten, Maschinen und Werkzeugen geeignet, an die neben der elektrischen Sicherheit hohe Anforderungen an die mechanische Belastbarkeit gestellt werden. Solche Geräte usw. sind z. B. Staubsauger, Bügeleisen, Handwerkzeuge, Rasenmäher, Kabel­ trommeln und ähnliche.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachfolgend nä­ her beschrieben wird.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des inneren Aufbaus eines elektrischen Steckverbinders, nämlich das vorgefertigte Distanzstück mit zwei eingegossenen Steckerstiften und offenen Schutzkappen sowie mit dem Ende einer zwei­ adrigen flexiblen elektrischen Leitung, deren abisolierte Aderenden mit den Endstirnflächen der Steckerstifte verschweißt sind.

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf den Aufbau nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des zu Fig. 1 erläuterten inneren Aufbaus, jedoch mit geschlossenen Schutzkappen und strichpunk­ tiert angedeutetem äußeren Gehäuse.

Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf den Aufbau nach Fig. 3.

Fig. 5 zeigt den Teilschnitt V-V in Fig. 1.

Der elektrische Steckverbinder besteht aus einer vorgefertigten Steckerbrücke 1, die einen mittleren, im Querschnitt U-förmigen Abschnitt 2 umfaßt, der den Abstand der mit den Enden 3 a umgossenen Steckerstifte 3 festlegt. Seitlich sind der Steckerbrücke 1 vier Vorsprünge 4 angeformt, die zur Stabili­ sierung des später aufzuspritzenden Gehäuses dienen. Die Enden 3 a der Steckerstifte 3 treten oben aus der Steckerbrücke 1 aus und sind mit ihren Stirnflächen unter Bildung von Schweißpunkten 5 mit abisolierten Enden 6 zweier litzenförmiger Adern 7 einer einen Mantel 8 umfassenden Leitung 9 verbunden.

Zur Abdeckung der Schweißpunkte 5 und der Enden 6 sind der Steckerbrücke 1 zwei win­ kelförmige, flügelartige Schutzkappen 10 über ein Filmgelenk 11 angeformt. Jede Schutzkappe 10 umfaßt einen ersten etwa halbschalenförmigen Schenkel 12, der über das Filmgelenk 11 mit der Schmalseite der Steckerbrücke 1 verbunden ist, und einen zweiten ebenfalls etwa halbschalenförmi­ gen Schenkel 13, der sich etwa rechtwinklig anschließt. Seitlich sind den ersten Schen­ keln 12 Hakenleisten 14 angeformt, die mit entsprechenden Vorsprüngen 15 an der Ober­ kante des Abschnittes 2 eine Rastverbindung bilden können. Im Übergangsbereich zwischen den beiden Schenkeln 12 und 13 sind den Schutzkappen 10 zur Mitte hin gerichtete Vor­ sprünge 16 angeformt, Fig. 3, die zur Posi­ tionierung bzw. Zentrierung der Adern 7 die­ nen. Zur Aufnahme der Enden der Adern 7 dient ein Raum 17, der gebildet ist durch die bei­ den Seitenwände 18 und den Boden 19 des U- förmigen mittleren Abschnittes 2, siehe Fig. 5. Zur besseren Aufnahme des Materials des aufzubringenden Gehäuses sind in den Seiten­ wänden 18 und ggf. im Boden 19 Durchlaßöff­ nungen 20 vorgesehen. Die Endbereiche 21 sind so ausgebildet, daß sie sich zu einer den Mantel 8 umgreifenden Tülle ergänzen, wobei sie sich teilweise überlappen. Im Überlap­ pungsbereich können die Endbereiche 21 sich über korrespondierende Rasten 22 miteinan­ der verhaken. An den zweiten Schenkeln 13 sind an den Innenseiten der etwa halbrunden Endbereiche 21 dreieckige Warzen 23 ange­ formt. Das aufzubringende Gehäuse aus weich­ elastischem isolierendem Material ist mit 24 bezeichnet.

Die Herstellung des elektrischen Steckverbin­ ders mit festangeschlossener Leitung läuft wie folgt ab:

Die Steckerbrücke 1 wird mitsamt den Klappen 10 in einem Spritzgießverfahren vorgefertigt, in welchem auch die Steckerstifte 3 mit ein­ gegossen werden. Als Material kann ein den gestellten Anforderungen entsprechender Werk­ stoff, z. B. Polyamid oder ein anderer Kunst­ stoff, Verwendung finden. Ein Endstück des Mantels 8 der Leitung 9 wird entfernt, ebenso je ein Endstück der Isolierung der beiden Adern 7. Die abisolierten Enden 6 der Adern 7 werden unter Bildung von Schweißpunkten 5 mit den oberen, den Abschnitt 2 leicht überragen­ den Stirnflächen der eingegossenen Stecker­ stifte 3 verbunden. Der Endbereich 8 a des Mantels 8 und die isolierten Enden der Adern 7 befinden sich nun oberhalb des Raumes 17, der durch den Abschnitt 2 gebildet ist, vgl. Fig. 1, 2 und 5.

In einem zweiten Arbeitsschritt werden die winkelförmigen Schutzkappen 10 um ca. 90° in Richtung auf die Leitung 9 zu um die Film­ scharniere 11 geschwenkt, bis die Hakenlei­ sten 14 an den Schenkeln 12 mit den entspre­ chenden Vorsprüngen 15 am Abschnitt 2 verra­ sten. Während des Schwenkvorganges drücken die Vorsprünge 16 auf die Enden der Adern 7 und zentrieren diese, siehe Fig. 3, wenn der Schwenkvorgang beendet ist. Gleichzeitig greifen die etwa halbrunden Endbereiche 21 der Schenkel 13 um den Endbereich 8 a des Mantels 8 der Leitung 9 und legen sich über­ einander. Dabei dringen die Warzen 23 in den Mantel 8 ein und bewirken eine Verkral­ lung der Schenkel 13 der Steckerbrücke 1 mit dem Mantel 8 der Leitung 9. Das Übereinander­ schieben der Endbereiche 21 endet mit der Verhakung der Rasten 22, so daß sich schließ­ lich eine Art Tülle um den Endbereich des Mantels 8 ergibt, vgl. Fig. 3 und 4. Alle freiliegenden Teile der Verbindung Adern/ Steckerstifte sind nun durch die Schutzkappen 10 abgedeckt, die Enden der Adern 7 sind um­ gelenkt, und die Steckerbrücke 1 ist über die Endbereiche 21 mit dem Mantel 8 zugfest ver­ bunden.

In einem dritten Arbeitsschritt wird das als Griffkörper dienende Gehäuse 24 aus einem weich-elastischen Thermoplast oder Elastomer, z. B. aus Polyvinylchlorid, Polyurethan oder Gummi, aufgebracht.

Dabei fließt das Material auch durch die Durchlaßöffnungen 20 in den Innenraum 17 und füllt diesen aus, während sich das Ge­ häuse 24 um die Steckerbrücke 1 bildet. Das Gehäuse 24 kann sich zur Leitung 9 hin als eine Biegetülle fortsetzen, wie in Fig. 3 angedeutet, oder als beliebiger Griff­ körper geformt sein.

Claims (6)

1. Elektrischer Steckverbinder mit elektri­ schen Kontaktteilen, wie Steckerstifte (3) oder Steckbuchsen, die an einem Ende (3 a) in ein Distanzstück (1) aus hartem bis zäh- elastischem, isolierendem Werkstoff einge­ lassen und an die mindestens zwei Adern (7) einer einen Mantel (8) umfassenden elektrischen Leitung (9) angeschlossen sind, wobei dem Distanzstück (1) zwei Schutzkappen (10) über je eine Gelenkver­ bindung (11) angeformt sind, durch welche die Anschlüsse (5) sowie die abisolierten Enden (6) der Adern (7) abdeckbar sind, bevor das Distanzstück (1) mit einem Ge­ häuse (24) aus weich-elastischem, isolie­ rendem Werkstoff unlösbar umhüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schutzkappen (10) winkelförmig ausgebildet sind, jeder erste Schenkel (12) zur Ab­ deckung der Anschlüsse (5) und der abiso­ lierten Enden (6) der Adern (7) dient und die beiden zweiten Schenkel (13) zusammen eine eng um das Ende (8 a) des Mantels (8) anliegende Tülle bilden.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schenkel (13) Warzen (23) aufweisen, die sich in den Mantel (8) eindrücken.

3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Enden (21) der zweiten Schenkel (13) sich mindestens zum Teil überlappen.

4. Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (21) der zweiten Schenkel (13) eine zusammenwir­ kende Rastverbindung (22) bilden.

5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schutzkappe (10) im Bereich zwischen dem ersten Schenkel (12) und dem zweiten Schenkel (13) ein Vorsprung (16) angeformt ist, diese Vorsprünge (16) aufeinander ge­ richtet sind und zwischen sich die Adern (7) aufnehmen.

6. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück (1) zwischen den Kontakttei­ len (3) als ein im Querschnitt U-förmiger Abschnitt (2) ausgebildet ist und die Sei­ ten (18) und/oder der Boden (19) des Ab­ schnitts (2) Durchlaßöffnungen (20) für das weich-elastische, isolierende Materi­ al des Gehäuses (24) aufweisen.