WO1994006177A1 - Netzgerät für einen elektrischen kleinverbraucher - Google Patents

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WO1994006177A1
WO1994006177A1 PCT/AT1993/000139 AT9300139W WO9406177A1 WO 1994006177 A1 WO1994006177 A1 WO 1994006177A1 AT 9300139 W AT9300139 W AT 9300139W WO 9406177 A1 WO9406177 A1 WO 9406177A1
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power supply
housing
plug
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circuit board
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PCT/AT1993/000139
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Otto Müller
Johann MINIBÖCK
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Egston Eggenburger System Elektronik Gesellschaft M.B.H.
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    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
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    • H02M3/338—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement
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    • H01R4/242—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members being plates having a single slot
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/20—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve
    • H01R43/24—Assembling by moulding on contact members

Definitions

  • the invention relates to a power supply for a small electrical consumer.
  • Known power supplies of this type usually have a housing provided with a molded plug.
  • this has the disadvantage that when the plug is plugged into a multiple socket, the housing covers another socket if it is not possible to insert it into a socket arranged at the edge of the multiple socket.
  • the aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a power supply unit of the type mentioned at the beginning, with which simple plugging into multiple sockets is also possible.
  • the standard associated with the standard plug is not restricted and can be found in the usual national standards that are favorable depending on the application, e.g. EN 60335 part 1.
  • a further development of the invention can consist in the fact that the plug contacts are connected to a carrier plate which is preferably arranged perpendicular to the printed circuit board.
  • the carrier plate can be formed in one piece with the printed circuit board.
  • the housing of the plug is designed in a manner known per se as an injection molded part which is provided at its line end with sealing lips which engage behind a head which is formed integrally with the line sheath.
  • the head can, for example, be injection molded or cast onto the cable sheathing.
  • a further development of the invention can consist in a power supply unit in that it has a line rectifier and a downstream regulated converter, preferably a flyback or forward converter, in particular a flyback converter, which is optionally followed by a rectifier on the device side.
  • a preferred embodiment of such a power supply is characterized by a voltage comparison circuit arranged on the output side, the output of which is optionally connected via a voltage control circuit to a primary control input of the converter and to the input of a current control or limiting circuit, the output of which is connected to a further primary control input of the converter is connected.
  • the regulated converter contains an RF inverter and an RF transformer.
  • a previously known flyback converter contains a first branch lying between an input DC voltage with a series circuit comprising a series resistor, a Schwin ⁇ ger capacitor with a parallel connected oscillator resistor and an excitation winding of an HF transformer with an emitter or collector of a Schwin lying parallel to it ⁇ ger transistor; a second branch with a primary winding and a flyback transistor which is controlled via the collector of the oscillating transistor; a third branch with a secondary winding of the HF transformer and a flyback diode with a smoothing capacitor which is parallel to output terminals and a voltage regulator which is electrically isolated, e.g. with an optocoupler, connected to the base of the oscillator transistor.
  • Such a flyback converter requires for a current control circuit, e.g. a short-circuit current limiter network, an independent DC voltage supply.
  • a current control circuit e.g. a short-circuit current limiter network
  • the object of the invention is therefore also to avoid such.
  • the current control or limiting circuit is formed by the anode of a first diode, the anode of a second diode, a first connection of a first resistor and a first connection of a first capacitor on one are connected to the first node, the cathode of the first diode is connected via a second resistor to the anode of a third diode and the node between the oscillator capacitor and the excitation winding, the cathode of the third diode is connected to a first connection of a second capacitor, the second connection of the first resistor and the first output of the optocoupler are connected, the cathode of the second diode is connected via a third resistor to the second output of the optocoupler and the base of the oscillator transistor, and the two second connections of the first and second capacitors are connected to a second node that negat ive potential of the input DC voltage leads.
  • contact springs connected to conductor tracks of the printed circuit board are arranged in the housing and that plug contacts which have standard contacts at their first end and pin contacts which match the contact springs at their second end can be plugged into the contact springs and which plug contacts are stable in these under spring pressure.
  • plug contacts which have standard contacts at their first end and pin contacts which match the contact springs at their second end can be plugged into the contact springs and which plug contacts are stable in these under spring pressure.
  • the contact springs are soldered at one end to conductor tracks, preferably in bores, in the circuit board. This is a simple way to hold the contact springs in position and thereby make direct contact with conductor tracks.
  • Another feature of the invention can be that in the middle part of the plug contacts barb elements, e.g. are arranged in the form of a tubular olive, so that the plug contacts in insulating guide sleeves formed on the housing can only be moved in the direction of the contact springs. This measure prevents the plug contact from being inadvertently pulled out of the guide sleeve.
  • barb elements e.g. are arranged in the form of a tubular olive
  • the plug contacts are integrally connected to the housing at their second end. This creates a particularly permanent connection of the plug contacts to the housing.
  • pin contacts formed on the second end of the plug contacts rest on webs of the housing.
  • the plug contacts are secured in particular against torques acting on them and held in their position.
  • the housing is formed from a lower part which receives the plug contacts and an upper part, the upper part and lower part in the area of the plug contacts having tongue and groove first wall edges and in the area of the lines leading to the consumer by mutually latching, overlapping lines second wall edges can be locked together.
  • the power supplies according to the invention can be produced very easily and quickly from prefabricated parts.
  • the housing is sealed tightly with potting compound. This prevents moisture and dust from entering the interior of the housing, thus preventing electrical shunts.
  • an insulating guide sleeve and an insulating spring contact retaining bracket are arranged on the lower part of the housing. This ensures an advantageous assembly of spring contacts and plug contacts.
  • webs for supporting the pin contacts are arranged on the lower housing part.
  • the housing of the plug is designed in a manner known per se as an injection molded part which is provided at its line end with sealing lips which engage behind a head which is formed integrally with the line sheath.
  • the head can, for example, be injection molded or cast onto the cable sheathing. In this way, a secure strain relief for the connections of the lines is achieved at the same time, which is sufficient with a minimum of assembly effort.
  • an embodiment of the invention consists in that the housing and an anti-bending sleeve molded onto it are formed from thermoplastic plastic, in which the printed circuit board is embedded. This makes it possible to accommodate all of the elements in a hermetically sealed housing in one operation.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a power supply unit according to the invention
  • 2 shows the structural design of a power supply unit according to the invention
  • 3 shows a schematic representation of a variant with a printed circuit board and carrier plate
  • 4 shows a section through an embodiment of a plug contact and a spring contact in the non-inserted and in the inserted state
  • 5 shows a section through a further embodiment of a plug contact in the inserted state
  • 6 shows a variant of the power supply unit according to the invention consisting of upper and lower part
  • 7 shows a section through a further exemplary embodiment of a power supply unit according to the invention
  • 8 and 9 sections through a further embodiment of a plug contact
  • FIG. 10 a possible circuit variant of a power supply unit according to the invention.
  • a filter 20 is connected downstream of the plug contacts 1 and is connected to a mains rectifier 30.
  • a voltage-controlled converter 40 which supplies a high-frequency voltage.
  • This converter can be a flyback or forward converter; a flyback converter is preferably used.
  • a consumer rectifier 50 is connected downstream of this converter 40.
  • the regulator 60 is connected to the output of the consumer-side rectifier 50 and regulates the output voltage of the converter 40.
  • Fig. 2 shows the structure of a power supply according to the invention.
  • the plug contacts 1 are held in a carrier plate 70 which is connected to a printed circuit board 71.
  • Carrier plate 70 and printed circuit board 71 can also be formed in one piece.
  • a filter 20 and a line rectifier 30 arranged downstream of it are arranged on this printed circuit board 71 and to which a storage capacitor 5 is assigned. Furthermore, an RF inverter (power transistor 14, RF transformer 6, RF filter 8) assigned to the converter 40 that is valid is arranged on the printed circuit board 71.
  • the consumer-side rectifier 50 and filter capacitor 11 associated therewith, and the regulator 60 are arranged on the printed circuit board 71.
  • the web line 15 which leads to the consumer, has a molded head 12. This is encompassed by sealing lips 13 formed on the housing 4, which results in strain relief.
  • the wires of the landline 15 are soldered into the conductor tracks of the printed circuit board 71.
  • the printed circuit board 71 has an essentially hexagonal shape which adapts to the internal dimensions of the standard plug.
  • FIG. 4 shows a detail of a further possible embodiment, in which contact springs 83 are soldered at one end to the conductor tracks 82 of a circuit board 800.
  • the contact spring 83 has at its other end an opening with two resilient legs 89 for receiving a pin contact 85, so that in the inserted state it is in electrical connection with the conductor tracks of the printed circuit board.
  • the conical pin contact 85 is formed at one end of a plug contact 80, which at its other end has a standard contact 87 with standard dimensions that fit into standard sockets.
  • Section AA shows the plug contact 80 in the state already plugged into the contact spring 83, an insulating guide sleeve 81 and an insulating spring contact clip 84 being integrally formed on a lower part 86 of a plug housing in this example.
  • the plug contact 80 is thereby guided in the guide sleeve 81 so that it meets the contact spring 83 held in the spring contact bracket 84 when inserted into it and can be pressed into it under the resilient action of the legs 89 and is held there by the spring force.
  • circumferential notches 88 in the form of a tubular olive are also provided in the central part of the plug contact 80. brings that allow movement of the plug contact 80 in the guide sleeve 81 exclusively in the direction of the contact spring 83, so that it is secured against pulling out.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a plug housing according to the invention, the plug contacts 104 being provided at one end with a standard contact 100 and at the other end with a cylindrical pin contact 102 and the plug contacts 104 being connected in one piece to a lower part 105 of a plug housing by being extrusion-coated with insulating plastic in the inserted state into the contact springs 106.
  • the pin contacts 102 are supported in their position by a web 101 molded onto the lower housing part 105.
  • the spring contacts 106 are in turn soldered at one end to conductor tracks 108 of the printed circuit board 107 and take up the pin contacts 102 with their resilient legs 109.
  • a housing 90 is composed of a lower part 91 carrying the printed circuit board and an upper part 97.
  • Guide sleeves 99 and a spring contact bracket 95 are integrally formed on the lower part 91.
  • plug-in contacts 96 can be seen in the inserted state, in which they rest in spring contacts not shown in this figure, and thus establish contact with printed conductors of a printed circuit board 98, which printed circuit board 98 in turn is also arranged in the lower part 91.
  • section AA there are two possible types of closure, one in the area of the lines leading to the consumer as overlapping, mutually lockable wall wheels 93 of the two housing parts and the other time in the area of the plug contacts 96 as tongue and groove wall edges 94.
  • the housing parts connected in this way can additionally be sealed at their seams with a sealing compound.
  • FIG. 7 shows an embodiment of a connector housing 114 in which all the necessary parts, such as the printed circuit board 117, lines 112 leading to the consumer are embedded in thermoplastic plastic to form a bending protection door 119 and plug contacts 111.
  • FIGS. 8 and 9 show a further embodiment of the contacting of the plug contacts 110, which are provided with a tapered thread 112, with which they are screwed into contact tabs 113, which in turn are electrically connected to conductor tracks of the printed circuit board.
  • a line filter filtering interference is formed from capacitors 270 and inductors 271 and 272 immediately after line terminals U j carrying a line voltage U j , for example plug contacts. This is followed by a mains rectifier 280 which, together with a smoothing capacitor 281, generates a smoothed input DC voltage U2.
  • the smoothed DC input voltage U2 is made in one of HF transformer windings 241, 231, 232, an oscillating transistor 205, a flyback converter transistor 201, a flyback diode 215, a smoothing capacitor 216 and other circuit elements, the flyback converter formed is chopped and transformed in the desired transmission ratio and rectified by an rectifier diode 220 to an output voltage U. .
  • the voltage regulator 217 forms a manipulated variable from the output voltage U3 applied to it by means of a setpoint comparison, which controls the optocoupler 206 as an input variable.
  • the optocoupler 206 now ensures the regulation of the output voltage U3 on the primary side of the HF transformer 202.
  • the current limiter network consists of a first diode 212, a second diode 208, a third diode 214, a first capacitor 209, a second capacitor 211, and a first resistor 210, a second resistor 213 and a third resistor 207 and causes an interruption of the blocking oscillation via the base of the oscillating transistor 205.
  • Previously known measures of this type were implemented in the case of flyback converters by measures on the secondary side. In order to function properly, these solutions required an independent supply voltage with corresponding effort. The function of the network according to the invention is described below.
  • manipulated variable zero is output by the controller 217, so that the light-emitting diode of the optocoupler 206 is de-energized and its photo transistor blocks, so that in this case the latter has no influence on the base of the oscillating transistor 205 exercises.
  • the second capacitor 211 always leads via the diode 214 a direct voltage which is positive with respect to the potential 219 and which is only proportional to the mains voltage U1.
  • the first capacitor 209 is charged via the second resistor 213 and the first diode 212 to a negative voltage proportional to the output voltage compared to potential 219.
  • the potential 218 goes to approximately zero compared to point 219.
  • the capacitor 209 is no longer negatively charged via resistor 213 and diode 212, which means that transistor 205 has its base, the first resistor 210, the third resistor 207 and the second diode 208 is kept in the on state, so that the transistor 201 remains blocked. This lasts until the voltage across the capacitor 211 drops to such an extent through discharging through the resistors located in the circuit that the base of the oscillating transistor 205 is lowered again and the flyback converter is able to oscillate again.

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Abstract

Netzgerät für einen elektrischen Kleinverbraucher. Um einen einfachen Anschluß eines Kleinverbrauchers zu ermöglichen, ist vorgesehen, daß die einzelnen Bauteile des Netzgerätes auf einer Leiterplatte (71) angeordnet sind, deren Form im wesentlichen dem Innenraum eines Norm-Steckers angepaßt ist und die vorzugsweise mit einer Steckkontakte (1) tragenden vorzugsweise senkrecht zur Leiterplatte (71) stehenden Trägerplatte (70) verbunden ist, wobei die Steckkontakte (1) einerseits und die zum Verbraucher abgehenden Leitungen (15) andererseits über Leiterbahnen mit Bauteilen verbunden sind und die Leiterplatte (71) und die Trägerplatte (70) in einem einem Normstecker im wesentlichen entsprechenden Gehäuse (4) gehalten sind.

Description

Neztgerät für einen elektrischen Kleinverbraucher
B E S C H R E I B U N G :
Die Erfindung bezieht sich auf ein Netzgerät für einen elektrischen Kleinverbraucher.
Der hohe Nerbreitungsgrad von Kleinverbrauchern, für welche zur Erweiterung ihres Ein¬ satzbereiches die Bereitstellung der Versorgungsspannung auch über Batterie ermöglicht ist, bietet große Absatzchancen für die Erfindung. Es wird dabei an jene Kleinverbraucher ge¬ dacht, wie z.B. Kleinrechner, Diktiergeräte und Mobiltelephone, die eine Anschlußleistung kleiner als 5 Watt benötigen und wahlweise mit über ein Netzgerät aufladbare Akku-Zellen oder mit Netzgerät direkt versorgt werden.
Bekannte derartige Netzgeräte weisen meist ein mit einem angeformten Stecker versehenes Gehäuse auf. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß beim Einstecken des Steckers in eine Mehrfach-Steckdose, das Gehäuse eine weitere Steckdose überdeckt, wenn ein Einstecken in eine am Rand der Mehrfach-Steckdose angeordnete Steckdose nicht möglich ist.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Netzgeräte liegt in deren Aufbau, der meist einen 50Hz Transformator umfaßt. Ein solcher kann aber auch bei sehr kleinen Leistungen des Netzge¬ rätes nicht beliebig verkleinert werden. Außerdem ergibt sich aus der Anordnung von Trans¬ formatoren auch ein relativ hohes Gewicht der Netzgeräte.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Netzgerät der eingangs er¬ wähnten Art vorzuschlagen, mit dem ein einfaches Einstecken auch in Mehrfach-Steckdosen möglich ist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die einzelnen Bauteile des Netzgerätes auf einer Leiterplatte angeordnet sind, deren Form im wesentlichen dem Innenraum eines Norm- Steckers angepaßt ist, wobei die Steckkontakte des Norm- Steckers einerseits und die zum Verbraucher abgehenden Leitungen andererseits über Leiterbahnen mit den Bauteilen ver¬ bunden sind und die Leiterplatte in einem einem Normstecker im wesentlichen entspre¬ chenden Gehäuse gehalten ist. Die dem Normstecker zugehörige Norm ist nicht eingeschränkt und kann den gängigen landesüblichen, je nach Anwendungsfall günstigen Normen entnom¬ men werden, z.B. EN 60335 Teil 1.
Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, daß der Kleinverbraucher ebenso einfach an eine be¬ liebige Steckdose angeschlossen werden kann, wie ein Verbraucher ohne Netzgerät.
ERSATZBLATT Es wurde zwar schon vorgeschlagen in einem Normstecker verschiedene Einbauten, wie Drosselspulen zur Dämpfung von Oberwellen oder LC-Filter zur Beseitigung von hochfre¬ quenten Störungen, anzuordnen.
Bei diesen bekannten Lösungen, ist jedoch nur eine sehr geringe Anzahl von Bauteilen im Normstecker untergebracht, die über Drahtleitungen miteinander, sowie mit Steckkontakten und abgehenden Leitungen verbunden ist.
Ein solcher Aufbau ist jedoch für aufwendigere, in einem Normstecker unterzubringende Schaltungen nicht geeignet.
Durch den Aufbau in der vorgeschlagenen Weise, kann ein komplettes Netzgerät in einem Normstecker untergebracht werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß die Steckkontakte mit einer vor¬ zugsweise senkrecht zur Leiterplatte angeordneten Trägerplatte verbunden sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Trägerplatte mit der Leiterplatte ein¬ stückig ausgebildet sein.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Gehäuse des Steckers in an sich bekannter Weise als Spritzgußteil ausgebildet ist, der an seinem leitungsseitigen Ende mit Dichtlippen versehen ist, die einen mit der Leitungsummantelung einstückig ausgebilde¬ ten Kopf hintergreifen. Der Kopf kann beispielsweise an die Leitungsummantelung ange¬ spritzt oder angegossen werden.
Auf diese Weise wird gleichzeitig eine sichere Zugentlastung für die Anschlüsse der Leitun¬ gen erreicht, wobei mit einem Minimum an Montageaufwand das Auslangen gefunden wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann bei einem Netzgerät darin bestehen, daß es einen Netzgleichrichter und einen diesem nachgeschalteten geregelten Wandler, vorzugsweise ein Sperr- oder Durchflußwandler, insbesondere ein Sperrwandler, aufweist, dem gegebenenfalls ein geräteseitiger Gleichrichter nachgeschaltet ist. Eine bevorzugte Aus_τ-h-rungsform eines solchen Netzgerätes kennzeichnet sich durch eine ausgangsseitig angeordnete Spannungsvergleichsschaltung, deren Ausgang gegebenenfalls über eine Spannungsre¬ gelschaltung mit einem primärseitigen Regeleingang des Wandlers sowie mit dem Eingang einer Stromregel- bzw. -begrenzungsschaltung verbunden ist, deren Ausgang mit einem wei¬ teren primärseitigen Regeleingang des Wandlers verbunden ist. In einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß der geregelte Wandler einen HF- Wechselrichter und einen HF-Transformator beinhaltet.
Auf diese Weise kann auf den bisher bei solchen Netzgeräten üblichen 50Hz Transformator verzichtet werden. Dadurch ergibt sich eine entsprechende Einsparung an Gewicht und auch eine Verringerung der Verlustleistung.
Ein bisher bekannter Sperrwandler beinhaltet einen zwischen einer Eingangs-Gleichspannung liegenden, ersten Zweig mit einer Serienschaltung aus einem Vorwiderstand, einem Schwin¬ ger-Kondensator mit parallelgeschaltetem Schwinger- Widerstand und einer Erregerwicklung eines HF-Transformators mit parallel dazu liegendem Emitter bzw. Kollektor eines Schwin¬ ger-Transistors; einen zweiten Zweig mit einer Primärwicklung und einem Sperrwandler- Transistor der über den Kollektor des Schwinger-Transistors gesteuert wird; einen dritten Zweig mit einer Sekundärwicklung des HF-Transformators und einer Sperrwandler-Diode mit einem Glättkondensator, welcher parallel zu Ausgangsklemmen und einem Spannungs¬ regler liegt, der galvanisch getrennt, wie z.B. mit einem Optokoppler, mit der Basis des Schwinger-Transistors verbunden ist.
Ein derartiger Sperrwandler benötigt für eine Stromregel- bzw. -begrenzungsschaltung, wie z.B. ein Kurzschlußstrombegrenzer-Netzwerk, eine unabhängige Gleichspannungsversor¬ gung. Aufgabe der Erfindung ist es somit auch, eine solche zu vermeiden.
Dies wird in einer möglichen Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß die Stromregel- bzw. -begrenzungsschaltung gebildet ist, indem die Anode einer ersten Diode, die Anode einer zweiten Diode, ein erster Anschluß eines ersten Widerstandes und ein erster Anschluß eines ersten Kondensators an einem ersten Knotenpunkt verbunden sind, die Ka¬ thode der ersten Diode über einen zweiten Widerstand mit der Anode einer dritten Diode und dem Knotenpunkt zwischen Schwinger-Kondensator und Erregerwicklung verbunden sind, die Kathode der dritten Diode mit einem ersten Anschluß eines zweiten Kondensators, dem zweiten Anschluß des ersten Widerstandes und dem ersten Ausgang des Optokopplers ver¬ bunden sind, die Kathode der zweiten Diode über einen dritten Widerstand mit dem zweiten Ausgang des Optokopplers und der Basis des Schwinger-Transistors verbunden sind, und die beiden zweiten Anschlüsse des ersten und zweiten Kondensators mit einem zweiten Knoten¬ punkt, der das negative Potential der Eingangsgleichspannung -führt, verbunden sind. Durch diese Maßnahmen wird bei ausgangsseitigem Kurzschluß bzw. Überstrom die weitere Sperr¬ wandlung für eine vorbestimmbare Zeitspanne unterbrochen und somit ein Schaden durch einen hohen Kurzschlußstrom verhindert, wobei die Unterbrechung auf der Primärseite des HF-Transformators geschieht und keine eigene Versorgungsquelle dafür benötigt wird. In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß mit Leiterbahnen der Leiterplatte verbundene Kontaktfedern im Gehäuse angeordnet sind und daß Steckkontakte, welche an ih¬ rem ersten Ende Normkontakte und an ihrem zweiten Ende in die Kontaktfedem passende Stiftkontakte aufweisen, in die Kontaktfedern steckbar und welche Steckkontakte in diesen unter Federdruck haltbar sind. Eine derartige steckbare Kontaktierung zwischen Steckkontakt und Leiterbahnen ist besonders bei Massenfertigung von Netzsteckern von Vorteil, da diese einen schnellen Zusammenbau von vorgefertigten Teilen ermöglicht.
Gemäß einer anderen Aus-τJhrungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Kon¬ taktfedern mit einem Ende mit Leiterbahnen, vorzugsweise in Bohrungen, der Leiterplatte verlötet sind. Darin besteht eine einfache Möglichkeit die Kontaktfedern in Position zu halten und dabei einen direkten Kontakt mit Leiterbahnen herzustellen.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann darin bestehen, daß im Mittelteil der Steckkontakte Widerhakenelemente, z.B. in Form einer Rohrolive, angeordnet sind, sodaß die Steckkontakte in am Gehäuse angeformten, isolierenden Führungshülsen ausschließlich in Richtung zu den Kontaktfedern bewegbar sind. Durch diese Maßnahme wird ein unbeabsichtigtes Herauszie¬ hen des Steckkontaktes aus der Führungshülse unterbunden.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Steckkontakte an ihrem zweiten Ende einstückig mit dem Gehäuse verbunden sind. Dadurch wird eine besonders dauerhafte Verbindung der Steckkontakte mit dem Gehäuse geschaffen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß am zweiten Ende der Steckkontakte ausgebildete Stiftkontakte auf Stegen des Gehäuses aufliegen. Da¬ durch werden die Steckkontakte insbesonders gegen auf sie wirkende Drehmomente gesichert und in ihrer Lage gehalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausftihrungsform der Erfindung wird das Gehäuse aus einem die Steckkontakte aufnehmenden Unterteil und einem Oberteil gebildet, wobei Oberteil und Un¬ terteil im Bereich der Steckkontakte durch Nut und Federn aufweisende erste Wandränder und im Bereich der zum Verbraucher abgehenden Leitungen durch gegenseitig einrastbare, überlappende zweite Wandränder miteinander verrastbar sind. Durch eine derartige Ausbil¬ dung von zwei Gehäuseteilen sind die erfindungsgemäßen Netzgeräte sehr einfach und schnell aus vorgefertigten Teilen herstellbar.
Nach einer anderen Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Gehäuse mit Ver¬ gußmittel dicht verschlossen ist. Dadurch wird das Eindringen von Feuchtigkeit und Staub in das Innere des Gehäuses vermieden, sodaß solcherart elektrische Nebenschlüsse verhindert werden. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß eine isolierende Führungshülse und ein isolierender Federkontakthaltebügel am Unterteil des Gehäuses ange¬ ordnet sind. Dadurch ist eine vorteilhafte Montage von Federkontakten und Steckkontakten gewährleistet.
Nach einer weiteren Variante kann vorgesehen sein, daß Stege zur Stützung der Stiftkontakte am Gehäuse-Unterteil angeordnet sind.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Gehäuse des Steckers in an sich bekannter Weise als Spritzgußteil ausgebildet ist, der an seinem leitungsseitigen Ende mit Dichtlippen versehen ist, die einen mit der Leitungsummantelung einstückig ausgebilde¬ ten Kopf hintergreifen. Der Kopf kann beispielsweise an die Leitungsummantelung ange¬ spritzt oder angegossen werden. Auf diese Weise wird gleichzeitig eine sichere Zugentlastung für die Anschlüsse der Leitungen erreicht, wobei mit einem Minimum an Montageaufwand das Auslangen gefunden wird.
Schließlich besteht eine Ausfuhrungsform der Erfindung darin, daß das Gehäuse und eine daran angeformte Biegeschutztülle aus thermoplatischem Kunststoff gebildet ist, in welchem die Leiterplatte eingebettet ist. Dadurch gelingt es, in einem Arbeitsgang alle Elemente mit¬ einander in einem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse unterzubringen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Netzgerätes; Fig. 2 den konstruktiven Aufbau eines erfindungsgemäßen Netzgerätes; Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Vari¬ ante mit Leiterplatte und Trägerplatte; Fig.4 einen Schnitt durch eine Ausfuhrungsform eines Steckkontaktes und eines Federkontaktes im nicht eingesteckten und im eingesteckten Zu¬ stand; Fig.5 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Steckkontaktes in eingestecktem Zustand; Fig.6 eine Variante des erfindungsgemäßen Netzgerätes bestehend aus Ober- und Unterteil; Fig.7 einen Schnitt durch ein weiteres Ausfiihrungsbeispiel eines er¬ findungsgemäßen Netzgerätes; Fig. 8 und 9 Schnitte durch eine weitere Ausführungsform ei¬ nes Steckkontaktes und Fig. 10 eine mögliche Schaltungsvariante eines erfindungsgemäßen Netzteils.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Netzgerätes. Dabei ist den Steckkontakten 1 ein Filter 20 nachgeschaltet, das mit einem Netzgleichrichter 30 verbunden ist. An diesen schließt sich ein spannungsgeregelter Wandler 40 an, der eine hochfrequente Spannung liefert. Bei diesem Wandler kann es sich um einen Sperr- oder Durchflußwandler handeln; bevorzugt wird ein Sperrwandler verwendet. Diesem Wandler 40 ist ein verbrau- cherseitiger Gleichrichter 50 nachgeschaltet. Der Regler 60 ist am Ausgang des verbraucherseitigen Gleichrichters 50 angeschlossen und regelt die Ausgangsspannung des Wandlers 40.
Fig. 2 zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäßen Netzgerätes. Die Steckkontakte 1 sind, wie auch aus der Fig. 3 zu ersehen ist, in einer Trägerplatte 70 gehalten, die mit einer Leiter¬ platte 71 verbunden ist. Trägerplatte 70 und Leiterplatte 71 können auch einstückig ausgebil¬ det sein.
Auf dieser Leiterplatte 71 ist ein Filter 20 und ein diesem nachgeschalteter Netzgleichrich- ter 30 angeordnet, dem ein Speicherkondensator 5 zugeordnet ist. Weiters ist ein dem gere¬ gelten Wandler 40 zugeordneter HF- Wechselrichter (Leistungstransistor 14, HF-Transfor¬ mator 6, RF-Filter 8) auf der Leiterplatte 71 angeordnet.
Außerdem sind auf der Leiterplatte 71 der verbraucherseitige Gleichrichter 50 und diesem zugeordnete Siebkondensator 11 , sowie der Regler 60 angeordnet.
Die Stegleitung 15, die zum Verbraucher führt, weist einen angespritzten Kopf 12 auf. Dieser ist von an das Gehäuse 4 angeformten Dichtlippen 13 umgriffen, wodurch sich eine Zugentlastung ergibt. Die Drähte der Stegleitung 15 sind in die Leiterbahnen der Leiter¬ platte 71 eingelötet.
Wie aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, weist die Leiterplatte 71 eine im wesentlichen sechseckige Form auf, die sich den Innenabmessungen des Normsteckers anpaßt.
In Fig. 4 ist ein Detail einer weiteren möglichen Ausfiihrungsform gezeigt, in welcher Kon¬ taktfedern 83 an einem Ende mit den Leiterbahnen 82 einer Leiterplatte 800 verlötet sind. Wie aus dem Schnitt B-B zu ersehen ist, weist die Kontaktfeder 83 an ihrem anderen Ende eine Öffnung mit zwei federnden Schenkeln 89 zur Aufnahme eines Stiftkontaktes 85 auf, sodaß dieser in eingestecktem Zustand in elektrischer Verbindung mit den Leiterbahnen der Leiterplatte steht. Der kegelförmige Stiftkontakt 85 ist an einem Ende eines Steckkontaktes 80 ausgebildet, welcher an seinem anderen Ende einen Normkontakt 87 mit in Normsteckdo¬ sen passende, normgemäßen Abmessungen aufweist. Der Schnitt A-A zeigt den Steckkontakt 80 in bereits in die Kontaktfeder 83 eingestecktem Zustand, wobei in diesem Beispiel eine isolierende Führungshülse 81 und ein isolierender Federkontaktbügel 84 einstückig an einem Unterteil 86 eines Steckergehäuses angeformt sind. Der Steckkontakt 80 ist dadurch in der Führungshülse 81 so geführt, daß er bei Einführen in diese auf die im Federkontaktbügel 84 gehaltene Kontaktfeder 83 trifft und in diese unter der federnden Wirkung der Schenkel 89 gedrückt werden kann und dort durch die Federkraft gehalten wird. Zusätzlich sind im Mit¬ telteil des Steckkontaktes 80 noch Umfangskerbungen 88 in Form einer Rohrolive ange- bracht, die in der Führungshülse 81 eine Bewegung des Steckkontaktes 80 ausschließlich in die Richtung auf die Kontaktfeder 83 zulassen, sodaß dieser gegen Herausziehen gesichert ist.
Die Fig.5 zeigt eine weitere Ausfiihrungsform eines erfindungsgemäßen Steckergehäuses, wobei die Steckkontakte 104 jeweils an einem Ende mit einem Normkontakt 100 und am an¬ deren Ende mit einem zylindrischen Stiftkontakt 102 versehen sind und die Steckkontakte 104 einstückig mit einem Unterteil 105 eines Steckergehäuses verbunden sind, indem diese in in die Kontaktfedern 106 eingestecktem Zustand mit isolierendem Kunststoff umspritzt sind. Dabei werden die Stiftkontakte 102 von einem an den Gehäuseunterteil 105 angeformten Steg 101 in ihrer Lage unterstützt. Die Federkontakte 106 sind ihrerseits mit jeweils einem Ende mit Leiterbahnen 108 der Leiterplatte 107 verlötet und nehmen mit ihren federnden Schen¬ keln 109 die Stiftkontakte 102 auf.
Fig. 6 zeigt eine Variante der Erfindung in der ein Gehäuse 90 aus einem die Leiterplatte tra¬ genden Unterteil 91 und einem Oberteil 97 zusammengesetzt ist. An den Unterteil 91 sind Führungshülsen 99 und ein Federkontaktbügel 95 einstückig angeformt. Desweiteren sind Steckkontakte 96 in eingestecktem Zustand zu erkennen, in dem sie in in dieser Abbildung nicht zu erkennenden Federkontakten ruhen und solcherart die Kontaktierung mit Leiterbah¬ nen einer Leiterplatte 98 herstellen, welche Leiterplatte 98 ihrerseits auch im Unterteil 91 an¬ geordnet ist. Im Schnitt AA sind zwei mögliche Verschlußarten, einmal im Bereich der zum Verbraucher abgehenden Leitungen als überlappende, gegenseitig einrastbare Wandräder 93 der beiden Gehäuseteile und das andere Mal im Bereich der Steckkontakte 96 als Nut und Fe¬ dern aufweisende Wandränder 94. Die solcherart miteinander verbundenen Gehäuseteile kön¬ nen an ihren Nahtstellen noch zusätzlich mit einem Vergußmittel dicht abgeschlossen werden.
In Fig. 7 ist eine Ausfuhrungsform eines Steckergehäuses 114 dargestellt, indem alle nötigen Teile wie bestückte Leiterplatte 117, zum Verbraucher abgehende Leitungen 112 unter Aus¬ bildung einer BiegeschutztüUe 119 und Steckkontakte 111 in thermoplastischem Kunststoff eingebettet sind.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Ausfurirungsform der Kontaktierung der Steckkontakte 110, die mit einem kegeligen Gewinde 112 versehen sind, mit dem sie in Kontaktlaschen 113 eingeschraubt sind, die ihrerseits mit Leiterbahnen der Leiterplatte elektrisch verbunden sind.
In Fig. 10 ist eine mögliche Schaltungsvariante für ein erfindungsgemäßes Netzgerät darge¬ stellt. Ein Störungen filternder Netzfilter ist aus Kondensatoren 270 und Induktivitäten 271 und 272 unmittelbar nach eine Netzspannung Uj führenden Netzanschlußklemmen, z.B. Steckkontakten, gebildet. Diesem nachgeschaltet ist ein Netz-Gleichrichter 280, der zusam¬ men mit einem Glättkondensator 281 eine geglättete Eingangs-Gleichspannung U2 erzeugt. Die geglättete Eingangs-Gleichspannung U2 wird in einem aus HF-Transformatorwicklungen 241, 231, 232, einem Schwinger-Transistor 205, einem Sperrwandler-Transistor 201, einer Sperrwandler-Diode 215, einem Glätt-Kondensator 216 und weiteren Schaltungselementen gebildeten Sperrwandler zerhackt und im gewünschten Übertragungsverhältnis transformiert sowie durch eine Gleichrichterdiode 220 zu einer Ausgangsspannung U gleichgerichtet. Der Spannungsregler 217 bildet aus der an ihm anliegenden Ausgangsspannung U3 durch einen Sollwertvergleich eine Stellgröße, die als Eingangsgröße den Optokoppler 206 steuert. Der Optokoppler 206 sorgt nun primärseitig des HF-Transformators 202 für eine Regelung der Ausgangsspannung U3. In der Schaltung gemäß Fig.10 ist das Strombegrenzer-Netzwerk aus einer ersten Diode 212, einer zweiten Diode 208 , einer dritten Diode 214, einem ersten Kondensator 209, einem zweiten Kondensator 211, sowie einem ersten Widerstand 210, ei¬ nem zweiten Widerstand 213 und einem dritten Widerstand 207 gebildet und bewirkt über die Basis des Schwinger-Transistors 205 eine Unterbrechung der Sperrschwingung. Bisher be¬ kannte Maßnahmen dieser Art wurden bei Sperrwandlern durch sekundärseitige Maßnahmen realisiert. Diese Lösungen benötigten zur einwandfreien Funktion eine unabhängige Versorgungsspannung mit entsprechendem Aufwand. Die Funktion des erfindungsgemäßen Netzwerkes wird im folgenden beschrieben. Bei maximaler an den Verbraucher abgegebenen Leistung am Ausgang, wird Stellgröße Null vom Regler 217 abgegeben, sodaß die Leucht¬ diode des Optokopplers 206 stromlos wird und dessen Photo-Transistor sperrt, sodaß dieser in diesem Fall keinen Einfluß auf die Basis des Schwinger-Transistor 205 ausübt. Der zweite Kondensator 211 führt über die Diode 214 immer eine gegenüber dem Potential 219 positive Gleichspannung, die nur zur Netzspannung U1 proportional ist. Weiters ist bei einer unter der maximalen Leistung liegenden Verbraucherleistung der erste Kondensator 209 über den zweiten Widerstand 213 und die erste Diode 212 auf eine der Ausgangsspannung proportio¬ nale, negative Spannung gegenüber Potential 219 aufgeladen. Bei Leistungsmaximum am Ausgang geht das Potential 218 auf ungefähr Null gegenüber Punkt 219. Im Falle eines Kurz¬ schlusses wird damit der Kondensator 209 nicht mehr über Widerstand 213 und Diode 212 negativ geladen, wodurch der Transistor 205 über seine Basis, den ersten Widerstand 210, den dritten Widerstand 207 und die zweite Diode 208 in durchgeschaltetem Zustand gehalten wird, sodaß der Transistor 201 gesperrt bleibt. Dies dauert solange bis die Spannung am Kondensator 211 durch Entladen über die im Kreis liegenden Widerstände so weit abfallt, daß die Basis des Schwinger-Transistors 205 wieder abgesenkt und ein neuerliches An¬ schwingen des Sperrwandlers ermöglicht wird.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Netzgerät für einen elektrischen Kleinverbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bauteile des Netzgerätes auf einer Leiterplatte (71) angeordnet sind, deren Form im wesentlichen dem Innenraum eines Norm-Steckers angepaßt ist, wobei die Steckkontakte (1) des Norm-Steckers einerseits und die zum Verbraucher abgehenden Leitungen andererseits über Leiterbahnen mit den Bauteilen verbunden sind und die Leiterplatte (71) in einem einem Normstecker im wesentlichen entsprechenden Ge¬ häuse (4) gehalten ist.
2. Netzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckkontakte mit einer vorzugsweise senkrecht zur Leiterplatte (71) angeordneten Trägerplatte (70) verbunden sind.
3. Netzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Trägerplatte (70) und Lei¬ terplatte (71) einstückig ausgebildet sind.
4. Netzgerät nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) des Steckers (2) in an sich bekannter Weise als Spritzgußteil ausgebildet ist, der an sei¬ nem leitungsseitigen Ende mit Dichtlippen (13) versehen ist, die einen mit der Leitungsummantelung einstückig ausgebildeten Kopf (12) hintergreifen.
5. Netzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Netzgleichrichter (30) und einen diesem nachgeschalteten geregelten Wandler (40), vorzugsweise ein Sperr- oder Durchflußwandler, insbesondere ein Sperrwandler, auf¬ weist, dem gegebenenfalls ein geräteseitiger Gleichrichter (50) nachgeschaltet ist.
6. Netzgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine ausgangsseitig angeordnete Spannungsvergleichsschaltung, deren Ausgang gegebenenfalls über eine Spannungsre- gelschaltung, mit einem primärseitigen Regeleingang des Wandlers sowie mit dem Eingang einer Stromregel- bzw. -begrenzungsschaltung verbunden ist, deren Ausgang mit einem weiteren primärseitigen Regeleingang des Wandlers verbunden ist.
7. Netzgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der geregelte Wandler einen HF-Wechselrichter (14) und einen HF -Transformator (6) umfaßt.
8. Netzgerät nach Anspmch 5, 6 oder 7 mit einem Sperrwandler, beinhaltend einen zwi¬ schen einer Eingangs-Gleichspannung liegenden, ersten Zweig mit einer Serienschal¬ tung aus einem Vorwiderstand, einem Schwinger-Kondensator mit parallelgeschaltetem Schwinger- Widerstand und einer Erregerwicklung (241) eines HF-Transformators (202) mit parallel dazu liegendem Emitter bzw. Kollektor eines Schwinger-Transistors (205); einen zweiten Zweig mit einer Primärwicklung (231) und einem Sperrwandler- Transistor (201), der über den Kollektor des Schwinger-Transistors (205) gesteuert wird; einen dritten Zweig mit einer Sekundärwicklung (232) des HF-Transformators (202) und einer Sperrwandler-Diode (215) mit einem Glättkondensator (216), welcher parallel zu Ausgangsklemmen und einem Spannungsregler (217) liegt, der galvanisch getrennt, wie z.B. mit einem Optokoppler (206), mit der Basis des Schwinger-Transi¬ stors (205) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromregel- bzw. -be¬ grenzungsschaltung gebildet ist, indem die Anode einer ersten Diode (212), die Anode einer zweiten Diode (208), ein erster Anschluß eines ersten Widerstandes (210) und ein erster Anschluß eines ersten Kondensators (209) an einem ersten Knotenpunkt (218) verbunden sind, die Kathode der ersten Diode (212) über einen zweiten Widerstand (213) mit der Anode einer dritten Diode (214) und dem Knotenpunkt zwischen Schwinger-Kondensator (205) und Erregerwicklung (241) verbunden sind, die Kathode der dritten Diode (214) mit einem ersten Anschluß eines zweiten Kondensators (211), dem zweiten Anschluß des ersten Widerstandes (210) und dem ersten Ausgang des Optokopplers (206) verbunden sind, die Kathode der zweiten Diode (208) über einen dritten Widerstand (207) mit dem zweiten Ausgang des Optokopplers (206) und der Basis des Schwinger-Transistors (205) verbunden sind, und die beiden zweiten An¬ schlüsse des ersten und zweiten Kondensators (209, 211) mit einem zweiten Kno¬ tenpunkt (219), der das negative Potential der Eingangsgleichspannug fuhrt, verbunden sind.
9. Netzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit Lei¬ terbahnen (82) der Leiterplatte (800) verbundene Kontaktfedem (83) im Gehäuse (86) angeordnet sind und daß Steckkontakte (80), welche an ihrem ersten Ende Norm¬ kontakte (87) und an ihrem zweiten Ende in die Kontaktfedem (83) passende Stiftkon- takte (85) aufweisen, in die Kontaktfedem (83) steckbar und welche Steckkontakte (80) in diesen unter Federdruck haltbar sind.
10. Netzgerät nach Anspmch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedem (83) mit einem Ende mit Leiterbahnen (82), vorzugsweise in Bohrungen, der Leiterplatte (800) verlötet sind.
11. Netzgerät nach Anspmch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittelteil der Steckkontakte (80) Widerhakenelemente (88), z.B. in Form einer Rohrolive, angeord¬ net sind, sodaß die Steckkontakte (80) in am Gehäuse (86) angeformten, isolierenden Führungshülsen (81) ausschließlich in Richtung zu den Kontaktfedem bewegbar sind.
12. Netzgerät nach Anspmch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckkontakte
(104) an ihrem zweiten Ende einstückig mit dem Gehäuse (105) verbunden sind.
13. Netzgerät nach Anspmch 12, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Ende der Steckkontakte (104) ausgebildete Stiftkontakte (102) auf Stegen (101) des Gehäuses
(105) aufliegen.
14. Netzgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (90) aus einem die Steckkontakte (96) aufnehmenden Unterteil (91) und einem Oberteil (97) gebildet ist, wobei Oberteil (97) und Unterteil (91) im Bereich der Steckkontakte (96) durch Nut und Federn aufweisende erste Wandränder (94) und im Bereich der zum Verbraucher abgehenden Leitungen durch gegenseitig verrastbare, überlappende zweite Wandränder (93) miteinander verbindbar sind.
15. Netzgerät nach Anspmch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (90) mit Vergußmittel dicht verschlossen ist.
16. Netzgerät nach Anspmch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine isolierende Führungshülse (81) und ein isolierender Federkontakthaltebügel (84) am Unterteil (91) des Gehäuses (90) angeordnet sind.
17. Netzgerät nach Anspmch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß Stege (101) zur Stützung der Stiftkontakte (102) am Gehäuseunterteil (105) angeordnet sind.
18. Netzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) des Steckers (2) in an sich bekannter Weise als Spritzgußteil aus¬ gebildet ist, der an seinem leitungsseitigen Ende mit Dichtlippen (13) versehen ist, die einen mit der Leitungsummantelung einstückig ausgebildeten Kopf (12) hintergreifen.
19. Netzgerät nach Anspmch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (114) und eine daran angeformte BiegeschutztüUe (119) aus thermoplatischem Kunststoff gebildet ist, in welchem die Leiterplatte (117) eingebettet ist.
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