DE3807716A1 - Schutzkontaktstecker mit steckerbruecke und hohlzylindrischen anschlussstiften fuer die stromleiter und den schutzleiter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schutz­ kontaktstecker nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Stecker dieser Art sind bekannt und sie haben sich im großen und ganzen auch bewährt. Grundsätzlich haben der­ artige Schutzkontaktstecker die Aufgabe, die Handhabung eines elektrischen Gerätes, d. h. das Anschließen dieses Geräts beim Einstecken des Anschlußsteckers in die Netz­ steckdose nicht zu einer Gefahr dahingehend werden zu lassen, daß etwa auf Grund eines sogenannten Erdschlus­ ses Personen gefährdet werden.

Die Herstellung und Konzeption der Schutzkontaktstecker unterliegen strengen Auflagen und Vorschriften. Bei der modernen, insbesondere automatisierten Massenherstellung ist besonderes Augenmerk darauf zu richten, daß die Lei­ teranschlüsse, d. h. die Stromleiter und der Schutzlei­ ter, die mit der Steckerbrücke verbunden sind und die elektrische Verbindung zwischen dem Elektrizitätswerk einerseits und dem Gerät andererseits herstellen, einen hinreichenden Sicherheitsabstand zur Außenseite des Schutzkontaktsteckers haben. Schließlich besteht die Gefahr, daß sich einzelne Drähte der Leiter während der Herstellung beim Einführen in die Bohrungen der hohl­ zylindrischen Anschlußstifte verbiegen und verkanten, so daß sie von der fertigen Steckerbrücke nach außen ab­ stehen. Wird dies nicht bemerkt, so kann es vorkommen, daß beim abschließenden Umspritzen der Steckerbrücke die abstehenden Einzeldrähte durch die Oberfläche des Schutz­ kontaktsteckers hindurchragen oder so nahe zur Außenseite hin liegen, daß bei der Handhabung ein Erdschluß entsteht.

Die Person, die den Stecker in die Steckdose steckt, kann dadurch einen gesundheitlichen Schaden erleiden, der so­ gar zum Tod führen kann.

Aus diesem Grunde werden die fertigen Schutzkontaktstecker jeweils einzeln mittels sogenannter Konturenprüfeinrich­ tungen auf ihre elektrische Sicherheit geprüft. Der Stec­ ker wird dazu in eine seiner Form entsprechenden Prüfform eingelegt und von außen elektrisch beaufschlagt. Auf die­ se Weise können Stecker mit nach außen durchstehenden bzw. einen zu geringen Abstand aufweisenden Einzeldrähten eli­ miniert werden. Dies ist jedoch mit erheblichen Produk­ tionskosten, d. h. Prüfkosten verbunden.

Um die genannten Gefahren von vornherein zu reduzieren, wurden in Verbindung mit der Herstellung normaler Schutz­ kontaktstecker, d. h. Schutzkontaktstecker mit zwei Strom­ leitern und einem Schutzleiter sogenannte Schutzkappen konzipiert, die vor dem Umspritzen des Schutzkontaktstec­ kers auf die Steckerbrücke gesteckt werden, um den Raum um die Verbindungsstellen der Stromleiter und des Schutz­ leiters nach außen abzusichern. Diese Schutzkappe ist der Kontur der Steckerbrücke entsprechend ausgebildet; sie wird über die Steckerbrücke gesteckt und steht bündig an der inneren Bodenfläche auf. Über zwei seitlich über die Steckerbrücke überkragende Rastnasen wird die Schutzkappe vor dem Umspritzen mit Kunststoff kraftschlüssig an der Steckerbrücke eingeklinkt.

Bei dieser Schutzkappe handelt es sich um ein relativ kom­ pliziertes Formteil, d. h. die Spritzform ist teuer. Hinzu kommt, daß mit den bekannten Schutzkappen quasi nur nach­ träglich Sorge dafür getragen ist, daß nicht einwandfrei eingeführte Leiterenden keinen Schaden verursachen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem­ stellung ist zwar ebenfalls darin zu sehen, daß etwa seit­ lich abstehende Einzeldrähtchen eines Leiters sicher "ein­ gefangen" werden. Im Vordergrund steht jedoch die Aufgabe, einen Schutzkontaktstecker der gattungsgemäßen Art von vorn­ herein, d. h. im Vorgriff auf die Einführung der abisolier­ ten Leiterenden in die hohlzylindrischen Anschlußstifte, so auszubilden, daß diese Leiterenden von vornherein so sicher eingeführt werden können, daß keine Einzeldrähtchen abknic­ ken können. Sollte wider Erwarten tatsächlich einmal ein Einzeldrähtchen abstehen, so muß selbstverständlich Sorge dafür getragen sein, daß dieses sicher gefaßt ist.

Diese Aufgabe wird durch das im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 spezifizierte Formteil gelöst, wobei er­ gänzend darauf hingewiesen wird, daß auf Grund des allge­ meinen Handling eines Steckers der gattungsgemäßen Art es wegen der notwendigen Arbeitsschritte bei der Verbindung zwischen den Anschlußstiften und den Leiterenden nicht mög­ lich ist, gleichzeitig für beide Stromleiter und den Schutz­ leiter eine gemeinsame Einführhilfe zu konzipieren. Und es soll auch angemerkt werden, daß vorhandene Einrichtungen, Maschinen und Werkzeuge durch Modifikationen der erfindungs­ gemäßen Art nur so wenig wie irgend möglich beeinflußt wer­ den sollen.

Ein ganz wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Konzep­ tion ist darin zu sehen, daß auf Grund der trichterförmigen Einführhilfe für die Leiterenden die Montagezeiten, d. h. die Produktionszyklen für Steckerbrücken der genannten Art erheblich reduziert werden konnten. Der wirtschaftliche Erfolg der vorliegenden Erfindung soll somit bereits jetzt ganz besonders hervorgehoben werden.

Weiterbildungen des Formteils im Hinblick auf seine Reali­ sierung für die Anschlußstifte der Stromleiter einerseits, und des Schutzleiters andererseits, sowie für eine kombi­ natorische Lösung für sämtliche Leiter sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 im Rahmen einer Konstruktionszeichnung in drei, zum Teil geschnittenen Ansichten die Einzelheiten einer kompletten Steckerbrücke;

Fig. 2 einen kompletten, fertig gespritzten Schutzkontakt­ stecker.

Die Steckerbrücke 1 nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem U-förmigen Formteil 10 aus hartelastischem Kunststoff. Die beiden Schenkel 11, 12 des U begrenzen einen Frei­ raum 13 und sind über einen Verbindungssteg 14 (Quersteg des U) miteinander verbunden.

Der Verbindungssteg 14 kragt zu beiden Seiten des U seit­ lich aus und hat eine etwa trapezförmige Außenkontur, deren kürzere Diagonale dem genormten Abstand der Kontaktstifte bzw. Kontaktbuchsen der Netzsteckdose entsprechend dimensio­ niert ist.

Die soweit bezüglich der mechanischen Grundform beschrie­ bene Steckerbrücke 1 ist elektrisch wie folgt bestückt:
An der Außenseite des Verbindungsstegs 14 ragen im er­ wähnten genormten Abstand zueinander und mit genormter Länge Kontaktstifte 15 nach außen (mit denen der Stecker letztlich in eine Netzsteckdose eingeführt wird). Die Kon­ taktstifte 15 sitzen fest in entsprechenden Bohrungen des Verbindungsstegs 14 und sie sind (am zweiten Ende) rück­ seitig so weit verlängert, daß sie in Form von hohlzylindri­ schen Anschlußstiften 16 ins Innere des U-förmigen Form­ teils 10 ragen. Mit diesen Anschlußstiften 16 werden letztlich die Leiterenden einer Verbraucherleitung (vgl. Fig. 2-17) mechanisch verbunden, insbesondere ange­ crimpt oder angequetscht.

Das elektrische System wird durch einen Schutzleiter ver­ vollständigt, der als Teil der Verbraucherleitung 17 mit einem dritten Anschlußstift 19 an der Innenseite des Verbindungsstegs 14 verbunden ist. Die Anschlußstifte 16 der Stromleiter und der Anschlußstift 19 des Schutz­ leiters sind etwa im Dreieck zueinander angeordnet. Der Anschlußstift 19 des Schutzleiters ist mit an den Außen­ seiten der Schenkel 11, 12 des U-förmigen Formteils 10 angeordneten Kontaktfedern 20 verbunden, die beim Ein­ stecken des Schutzkontaktsteckers in eine Netzsteckdose diese mit einer sich im anzuschließenden Gerät befindli­ chen Kupplung verbindet, so daß der Schutzleiter der Ver­ braucherleitung 17 und damit das Gerät selbst Erdschluß haben.

Die soweit beschriebene Steckerbrücke 1 ist Stand der Technik. Beim Umspritzen dieser Steckerbrücke zwecks End­ fertigung des Schutzkontaktsteckers können nun die ein­ gangs genannten Probleme auftreten, d. h. bei seitlich ab­ stehenden Einzeldrähtchen der Stromleiter und des Schutz­ leiters kann es vorkommen, daß diese bis nach außen durch den gespritzten Steckerkopf reichen.

Um dieses Risiko gänzlich auszuschalten wird die Stecker­ brücke 1 wie nachstehend erläutert und beschrieben aus- und/oder weitergebildet.

An dem dem Anschlußstift 19 für den Schutzleiter benach­ barten Schenkel 11 des U ist - als integrierter Bestand­ teil der Spritzform für das U-förmige Formteil 10 - ein zu diesem Anschlußstift 19 hin gerichtetes Formteil 21 angespritzt. Dieses Formteil 21 reicht über den Anschluß­ stift 19 hinaus und ist über einen Stützfuß 22 am Ver­ bindungssteg 14 (Quersteg des U bzw. Boden des Freiraums) abgestützt. Der Anschlußstift 19 für den Schutzleiter ist somit vollständig überbrückt, wobei der vom Schenkel 11 abstehende Teil des Formteils 21 an der freien Vor­ derkante, d. h. der freien Stirnseite, ggf. auch nur an einer oder an beiden Seiten abgestützt zu sein braucht.

Ein wesentliches Teilmerkmal des Formteils 21 ist ein konisches Durchgangsloch 23 und zwar koaxial zum zuge­ hörigen Anschlußstift 19. Der kleinere Durchmesser die­ ses Durchgangslochs 23 liegt der Stirnseite des An­ schlußstiftes 19 gegenüber, so daß dieser zur freien Seite des Formteils 21 hin eine trichterförmige Erwei­ terung aufweist. Über diese trichterförmige Erweiterung läßt sich das abisolierte Leitungsende des Schutzleiters leicht und sicher, und ohne daß ein Einzeldrähtchen des Schutzleiters umgeknickt wird, einführen.

Für den Fall, daß wider Erwarten doch einmal ein Einzel­ drähtchen des Schutzleiters abknicken und abstehen soll­ te, ist die Materialstärke des Formteils 21 mindestens um das Durchgangsloch 23 herum so gewählt, daß - der Länge der Abisolierung entsprechend - dieses Einzeldräht­ chen sicher hinter der Oberkante des Durchgangslochs 23 verschwindet.

Der Schutzleiter läßt sich somit sicher mit Hilfe des Formteils 21 bzw. des konischen Durchgangslochs 23 einführen und fixieren, beispielsweise durch Quetschen (Crimpen).

Für die Stromleiter ist in Weiterbildung ein analoges Formteil 30 als Einführhilfe vorgesehen. Dieses weitere Formteil 30 hat eine etwa knochenförmige Grundform und eine solche Länge, daß es über beide Anschlußstifte 16 für die Stromleiter reicht. Diese beiden Anschlußstifte 16 sind somit parallel zum Verbindungssteg 14 des U brückenartig miteinander verbunden, wobei diese Brücke endseitig auf den Anschlußstiften 16 ruht, und zwar vorzugsweise über zum Durchmesser der Anschlußstifte 16 komplementäre Hinterschneidungen 31. Koaxial zu diesen Hinterschneidungen 31 und damit koaxial zu den Anschlußstiften 16 (und den Kontaktstiften 15) ist wiederum jeweils ein konisches Durchgangsloch 32 vor­ gesehen. Ist das brückenartige Formteil 30 letztlich auf die Anschlußstifte 16 der Stromleiter aufgesetzt, so können - wie beim Schutzleiter - auch die Leitungs­ enden der Stromleiter sicher und problemlos eingeführt werden. Die Dicke des Formteils 30 ist hierbei zu­ mindest im Bereich der Durchgangslöcher 32 so gewählt, daß etwa doch umgebogene und damit abstehende Einzel­ drähtchen sicher hinter der Oberkante des jeweiligen Durchgangslochs 32 verschwinden.

Zur Stabilisierung des Formteils 30 für die Anschluß­ stifte 16 der Stromleiter kann ggf. am Verbindungssteg 14 des U-förmigen Formteils 10 eine Konsole 33 ange­ spritzt sein, die so ausgebildet ist, daß sie dieses auf die Anschlußstifte 16 aufgesetzte Formteil 30 von un­ ten her trägt.

In besonderer und bevorzugter Weiterbildung und Ausge­ staltung der vorbeschriebenen beiden Typen von Formtei­ len 21 bzw. 30 für die Anschlußstifte der Stromlei­ ter und des Schutzleiters ist vorgesehen, daß Formteil 21 für den Schutzleiter am Übergang zwischen dem den Anschlußstift 19 überkragenden Teil und dem Stützfuß 22 so auszubilden, daß eine Rastnase 40 entsteht, an der das brückenartige Formteil 30 einrasten kann.

Diese Konzeption läßt sich weiter dahingehend optimie­ ren, daß der Stützfuß 22, die Konsole 33, und der Mit­ telteil des brückenartigen Formteil 30 über Schultern und eine bzw. die Rastnase 40 am Stützfuß 22 derart komplementär zueinander ausgebildet werden können, daß das brückenartige Formteil 30 im Mittenbereich form- und kraftschlüssig eingespannt ist. (Hierzu wird expli­ zit auf die zeichnerische Darstellung im Schnitt A-B verwiesen). Ist das Formteil 21 für den Anschlußstift 16 des Schutzleiters nur seitlich über Stützfüße 22 abgestützt - dies entspricht der zeichnerischen Darstel­ lung - so ist das brückenartige Formteil 30 auf der dem Schenkel 12 zugewandten Seite mittig von der Kon­ sole 33 und auf der anderen Seite über ein voneinander beabstandetes Paar von Stütznasen 22 aufgeständert. Innerhalb dieses Breitenbereichs rastet das brückenarti­ ge Formteil 30 unter dem anderen - an die Steckerbrüc­ ke angespritzten Formteil 21 ein. Zum besseren Einfü­ gen bzw. Einführen des brückenartigen Formteils 30 ist an der Konsole 33 eine entsprechende Schräge 34 vor­ gesehen (vgl. Schnitt A-B).

Anhand von Fig. 2 soll das Endprodukt "Schutzkontakt­ stecker" gezeigt werden (Bezugszeichen 3).

Die Steckerbrücke 1 mit dem Formteil 21 für den An­ schlußstift 16 des Schutzleiters und mit dem Formteil 30 für die Anschlußstifte 16 der Stromleiter bildet eine form- und kraftschlüssig zusammengefügte Montage­ einheit. Diese wird - nachdem die abisolierten Leiter­ enden der Stromleiter und des Schutzleiters in die hohl­ zylindrischen Anschlußstifte eingeführt sind - mit weich­ elastischem Kunststoff umspritzt, so daß letztendlich ein fertiger Schutzkontaktstecker der Spritzform entnom­ men werden kann. Dieser besteht - wie in Fig. 2 darge­ stellt - aus einem Steckerkopf, hinter dem sich die ge­ nannten Elemente verbergen und der über die Kontakt­ stifte 15 in eine Netzsteckdose gesteckt werden kann. Damit ist das mit der Verbraucherleitung 17 verbundene Gerät mit dem allgemeinen Stromnetz verbunden.

Claims (6)

1. Schutzkontaktstecker für an eine Netzsteckdose anschließ­ bare elektrische Geräte,
mit einer im wesentlichen U-förmigen Steckerbrücke zur Aufnahme und Fixierung von hohlzylindrischen Anschluß­ stiften für die Stromleiter und den Schutzleiter einer Verbraucherleitung im offenen Bereich des U, und zur Aufnahme der galvanisch mit dem Anschlußstift der Strom­ leiter verbundenen Kontaktstifte am Boden des U,
wobei die Leiterenden der Verbraucherleitung endseitig abisoliert in die Anschlußstifte gesteckt und mit die­ sen, insbesondere über eine Crimpverbindung, verbunden sind, und wobei die Steckerbrücke gemeinsam mit einem Endstück der Verbraucherleitung in einer Spritzform mit insbesondere weichelastischem Kunststoff umspritzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem der Anschlußstifte (16, 19) ein Formteil (21, 30) mit einem konischen Durchgangsloch (23, 32) vorgesetzt ist, wobei der kleinere Lochdurch­ messer auf der Stirnseite der Anschlußstifte (16, 19) aufliegt, und wobei die Materialstärke des Formteil (21, 30) zumindest im Bereich der Durchgangslöcher (23, 32) so gewählt ist, daß beim Einführen der abiso­ lierten Leiterenden etwa umgebogene Einzeldrähtchen innerhalb des entsprechenden Durchgangslochs (23, 32) zu liegen kommen.

2. Schutzkontaktstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (21) für den Anschlußstift (19) des Schutzleiters integrierter Bestandteil der Stecker­ brücke (1) ist.

3. Schutzkontaktstecker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (21) für den Anschlußstift (19) des Schutzleiters an dem diesem Anschlußstift (19) benach­ barten Schenkel (11) des U anschließt, koaxial zum An­ schlußstift (19) das Durchgangsloch (23) aufweist, und an der freien den Anschlußstift (19) überkragenden Sei­ te einen am Verbindungssteg (14) des U aufstehenden Stützfuß (22) aufweist.

4. Schutzkontaktstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (30) für die Anschlußstifte (16) der Stromleiter als beide Anschlußstifte (16) überkragende Brücke ausgebildet ist, die je ein koaxial zu den An­ schlußstiften (16) liegendes Durchgangsloch (32) auf­ weist.

5. Schutzkontaktstecker nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (21) für den Anschlußstift (19) des Schutzleiters im Bereich des Stützfußes (22) und das brückenartige Formteil (30) für die Anschlußstifte (16) der Stromleiter derart komplementär zueinander ausgebildet sind, daß das brückenartige Formteil (30) am Formteil (21) für den Anschlußstift (19) des Schutzleiters rastend gehalten ist.

6. Schutzkontaktstecker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Verbindungssteg (14) des U zwischen den An­ schlußstiften (16) für die Stromleiter neben dem Stützfuß (22) eine Konsole (33) vorgesehen ist, und daß Stützfuß (22), Konsole (33) und brücken­ artiges Formteil (30) so aufeinander abgestimmt und komplementär zueinander ausgebildet sind, daß das Formteil (30) form- und kraftschlüssig einrastbar ist.