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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Steckerbrücke für einen elektrischen Gerätestecker zum Anschließen elektrischer Geräte, insbesondere Haushaltsgeräte, an eine Steckdose eines Wechselstromnetzes, wobei der Gerätestecker als Einheit durch die mit dem Endstück eines dreiadrigen Anschlusskabels für das Gerät verbundene, in einer Spritzform umspritzte Steckerbrücke gebildet ist, die ihrerseits aus einem formstabilen Isolierkörper zur Aufnahme und Fixierung eines Phasenleiterstiftes, eines Nullleiterstiftes und eines Erdleiterstiftes aufgebaut ist, wobei der Phasen- und der Nullleiterstift in ihrem Querschnitt entsprechenden Konturen des Isolierkörpers in ein- und demselben Arbeitsgang mit dem Spritzen des Isolierkörpers mit an- bzw. eingespritzt sind, wobei der Phasen- und der Nullleiterstift einerseits gegenüber der Steckerbrücke und dem Gerätestecker weit genug vorstehen, um in die Steckdose eingeführt zu werden, und andererseits an ihrem mit dem Anschlusskabel des Gerätes zu verbindenden, im Inneren der Kontur des Gerätesteckers liegenden elektrischen Anschlussstellen mit den entsprechenden Leitungsanschlüssen des Anschlusskabels verbunden sind.
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Sie werden insbesondere in Großbritannien und im englischsprachigen Raum verwendet, aber auch in Indien oder Südafrika. Das besondere Merkmal dieser Stecker liegt darin, dass der Erdleiterstift als mechanische Entriegelung beim Einstecken des Gerätesteckers in die Steckdose des Strom- bzw. Spannungsversorgungsnetzes dient. Dieser Erdleiterstift ist länger ausgebildet als die Phasen- und Nulleiterstifte, und erst mit dem Einstecken dieses Erdleiterstiftes ist es möglich, dass auch die beiden anderen Stifte funktionsgerecht eingeführt werden können.
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Gemäß der britischen Norm BS1363 sind in Großbritannien Phasenleiter- und Nullleiter rechteckig mit den Maßen 3,98 × 6,35 × 17,7 mm (+/– 0,08 × 0,13 × 0,5 mm) auszuführen, wobei steckerseitig 9,35 mm (+/– 0,15 mm) isoliert sein müssen. Der Erdleiterstift ist in der Mitte über den beiden anderen Stiften anzubringen in einem Abstand von 22,23 mm (+/– 0,13 mm). Dieser Stift ist ebenfalls rechteckig auszuführen, in den Maßen 3,975 × 7,93 × 22,73 mm (+/– 0,08 × 0,13 × 0,5 mm) jedoch ohne Isolierung. In anderen Ländern können andere Maße gelten.
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Zusätzlich zu der oben beschriebenen mechanischen Sicherung bestehen die heutigen Gerätestecker aus Gründen der elektrischen Sicherheit aus gegossenen bzw. gespritzten Steckkörpern, in deren Inneren die elektrische Verbindung zwischen dem Anschlusskabel für das anzuschließende Gerät einerseits und den Anschluss- bzw. Steckerstiften für die Steckdose andererseits eingekapselt sind. Im Allgemeinen kann das Kabel nicht vom Stecker getrennt werden. Verschiedenartige Anschlusshilfen erleichtern das sichere Anschließen der Leitungskabel. Die Steckstifte können steckerseitig sowohl über Crimp- als auch Nietkontakte angeschlossen werden.
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Ausgehend von normgerechten Konstruktionen, wie sie in
DE 198 01 896 C1 und
DE 100 51 348 C2 beschrieben sind, wurde unter anderem versucht, durch das Anfräsen und mit Kunststoff auffüllen der ansonsten massiven Steckerstifte, Material einzusparen, wie etwa in
DE 10 2007 009 422 A1 gezeigt.
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Trotz diverser Weiterentwicklungen im Bereich der verwendeten Materialien haben alle bekannten Stecker dieser Gattung einen für den Benutzer recht unerfreulichen Nachteil: sie sind aufgrund der Steckerform recht klobig. Während etwa Laptops und Notebooks heute immer flacher werden, können die Stecker aufgrund der Bauweise der Steckdosen nicht folgen. So passen schon heute die klobigen Netzstecker nicht mehr in gängige Laptoptaschen.
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Auch in anderen Bereichen ist die Steckerform hinderlich, so zum Beispiel wenn das Gerätekabel im Gerät aufgerollt werden soll. In so einem Fall muss der Stecker außerhalb des Gerätes verbleiben oder aber die Aufnahme müsste entsprechend groß ausgelegt werden.
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GB 2 436 899 A beschreibt einen Gerätestecker mit einem einklappbaren Kunststoffstift, welcher die mechanische Entriegelung in der Steckdose auslöst, so dass die Phasen- und Nullleiter kontaktieren können. Nach Gebrauch kann der Kunststoffstift an zwei Gelenken zusammengeklappt werden, so dass der Stecker insgesamt im zusammengeklappten Zustand vergleichsweise flach ist und so auch in schmale Taschen oder Gerätegehäuse passt. Dieser Stecker erfüllt aber wegen der zweipoligen Ausführung nicht die neuesten Anforderungen, die wegen geänderter EMV Verordnungen nunmehr für die meisten Geräte eine Erdung des Gehäuses vorschreibt. Die Dimensionen des Klappmechanismus lassen aber auch keine Ausführung mit einem Klappstift aus leitendem Material zu, da die Gelenkstellen zu geringe Stromführungsquerschnitte aufweisen würden. Außerdem ist der in der
GB 2 436 899 A beschriebene Gerätestecker aus einer Vielzahl von Einzelteilen aufgebaut, was den Zusammenbau kompliziert und somit teuer gestaltet.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine 3-poligen klapp- oder schwenkbare Steckerbrücke vorzustellen, die vom Konfektionär bei der Herstellung des endgültigen Gerätesteckers möglichst einfach zu verbauen ist.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf ebenso überraschend einfache wie wirkungsvolle Weise dadurch gelöst, dass der Erdleiterstift im Isolierkörper derart verschwenkbar angeordnet ist, dass der Erdleiterstift in einer Betriebsposition parallel zu sowie mit einem ersten Abstand von einer durch den Phasenleiterstift und den Nullleiterstift aufgespannten Ebene verläuft, gegenüber der Steckerbrücke und dem Gerätestecker weit genug vorsteht um in die Steckdose eingeführt zu werden, und an seinem mit dem Anschlusskabel des Gerätes zu verbindenden, im Inneren der Kontur des Gerätesteckers liegenden Anschlussstellen mit den entsprechenden Leitungsanschlüssen des Anschlusskabels verbunden ist, und dass der Erdleiterstift in einer gegenüber der Betriebsposition verschwenkten Ruheposition in einem gegenüber dem ersten Abstand geringeren zweiten Abstand zur Ebene verläuft.
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Die erfindungsgemäße Steckerbrücke weist gegenüber handelsüblichen Steckerbrücken einen einschwenkbaren Erdleiterstift auf. Wenn der Gerätestecker in Benutzung genommen werden soll, wird der Erdleiterstift ausgeklappt, so dass er in der von der Landesnorm (in Großbritannien BS1363) vorgeschriebenen Position relativ zu dem Phasen- bzw. Nullleiter ist. Dadurch kann der Erdleiterstift einerseits die Entriegelung in der Steckdose betätigen und andererseits seiner Funktion als Erdkontakt nachkommen. Nach dem Gebrauch wird der Erdleiterstift in eine Ruheposition verschwenkt. Dadurch wird die äußere Form des zusammengeklappten Gerätesteckers flach genug, um den Stecker einfach verstauen zu können, beispielsweise in Laptoptaschen oder Gerätegehäusen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckerbrücke erfolgt die Verschwenkung von der Betriebsposition in die Ruheposition und zurück um eine Drehachse, die parallel zur jeweiligen Achse des Phasenleiterstifts und des Nullleiterstifts verläuft. Dies ermöglicht eine besonders einfache Verschwenkbewegung.
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Eine Weiterbildung dieser Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verschwenkbewegung von der Betriebsposition in die Ruheposition um die Drehachse eine lineare Verschiebebewegung des Erdleiterstifts aus einer verriegelten Betriebsposition vorangeht. Dies verhindert ein versehentliches Wegklappen des Erdleiterstifts. insbesondere, wenn der Stecker in die Steckdose eingeführt ist, kann der Erdleiterstift nicht mehr geklappt werden, ohne den Stecker aus der Steckdose zu ziehen.
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Die vorhergehenden Ausführungsformen können derart weitergebildet sein, dass der Erdleiterstift annähernd Z-förmig aufgebaut ist mit einem länglichen Steckerpin, der in Betriebsposition in die Steckdose eingreifen kann, mit einem um die Drehachse drehbaren länglichen Führungszapfen, dessen Längsachse parallel zu und mit Abstand von der Längsachse des Steckerpins verläuft, und mit einem Verbindungsteil, das den Steckerpin und den Führungszapfen starr miteinander verbindet und gegenseitig auf Abstand hält. Diese Form ermöglicht auf einfache und kompakte Weise ein Einklappen des Erdleiterstiftes.
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In diesem Zusammenhang kann es als vorteilhaft angesehen werden, wenn der Führungszapfen einen ringförmigen Schleifkontakt aufweist. Da der Führungszapfen bei der Verschwenkung gedreht wird, ist durch die Ringform ein guter elektrischer Kontakt sichergestellt.
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Diese Ausführungsform wiederum kann so weitergebildet sein, dass der Führungszapfen an seinem dem Verbindungsteil abgewandten Ende einen Verriegelungsabschnitt aufweist. Die verhindert ein versehentliches Verschwenken des Erdleiterstiftes. Diese Bauweise ist besonders materialsparend.
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Alternativ dazu ist eine Ausführungsform, bei welcher ein längliches Verriegelungselement vorgesehen ist, welches sich parallel zum Führungszapfen vom Verbindungsteil weg erstreckt und an seinem dem Verbindungsteil abgewandten Ende eine Verriegelungsschulter zum Eingriff in ein starr mit dem Isolierkörper verbundenes Gegenlager aufweist. Auch hier wird der Erdleiterstift gegen ein versehentliches Verschwenken gesichert. Bei dieser Ausführungsform ist der Betätigungsweg der Entriegelung kurz, was sich als sehr benutzerfreundlich erweist.
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Bei einer Weiterbildung solcher Ausführungsformen ist ein Abdeckelement aus elektrisch isolierendem Kunststoff vorgesehen, welches vor dem Umspritzen in die Steckerbrücke eingelegt wird und beim Umspritzvorgang den Erdleiterstift im Bereich des Führungszapfens sowie gegebenenfalls des Verriegelungsabschnitts gegen Spritzgussmasse abdichtet. Die beweglichen Teile der Steckerbrücke dürfen nicht mit festgespritzt werden und müssen daher freigehalten werden.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Verriegelungsabschnitts bzw. des Verriegelungselements aufweist. Dadurch kommt der Benutzer nur mit der Kappe, nicht aber mit dem Gehäuseinneren in Berührung.
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Vorteilhaft ist es außerdem, wenn eine elektrische Sicherung gegen zu hohen Stromdurchfluss vorgesehen ist, die vom Abdeckelement beim Umspritzvorgang gegen Spritzgussmasse abgedichtet wird. Die Sicherung sollte im Zweifel austauschbar sein, daher sollte die Sicherung nicht mit eingespritzt werden.
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Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement so geformt ist, dass es sämtliche elektrischen Anschlussstellen fixiert und beim Umspritzvorgang gegen Spritzgussmasse abdichtet. Somit sind die Anschlussstellen fixiert und gegen Herausfallen gesichert. Der Konfektionär muss nur noch die Leitungslitzen des Anschlusskabels anschließen und umspritzen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Abdeckelement aus einem Kunststoff gefertigt, dessen Farbe sich von der des Isolierkörpers und/oder der Umspritzmasse des Steckers optisch gut erkennbar unterscheidet.
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Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckerbrücke, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der zweite Abstand kleiner als das 0,35-fache des ersten Abstandes ist, vorzugsweise kleiner als ein Viertel des ersten Abstandes. In diesem Fall ragt der Erdleiterstift in der Ruheposition nicht mehr über das Steckergehäuse hinaus. Ein solcher Gerätestecker ist besonders flach und lässt sich gut transportieren oder verstauen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Phasen-Nulleiter- und Erdleiterstift jeweils als Faltstifte ausgeführt ist, insbesondere als Faltstift mit Einführschrägen, deren Oberflächen vollständig aus Metallblech gefertigt sind. Faltstifte weisen gegenüber Vollmetallstiften eine hohe Materialersparnis auf. Dabei wird aber zumindest in Großbritannien erwartet, dass auch die Einführschrägen vollständig aus Metall ausgeführt sind und keine Kunststoffflächen aufweisen.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Zeichnung und detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Es zeigen:
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1a eine räumliche schematische Darstellung eines Gerätesteckers mit einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke mit dem Erdleiterstift in Betriebsposition;
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1b eine räumliche schematische Darstellung eines Gerätesteckers mit einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke mit dem Erdleiterstift in herausgezogener Position;
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1c eine räumliche schematische Darstellung eines Gerätesteckers mit einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke mit dem Erdleiterstift in Ruheposition;
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2a eine räumliche schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke mit dem Erdleiterstift in Betriebsposition;
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2b eine räumliche schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke mit dem Erdleiterstift in herausgezogener Position;
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2c eine räumliche schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke mit dem Erdleiterstift in Ruheposition;
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3a eine räumliche schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke mit dem Erdleiterstift in Betriebsposition aus einer anderen Blickrichtung als 2a;
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3b eine räumliche schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke mit dem Erdleiterstift in herausgezogener Position aus einer anderen Blickrichtung als 2b;
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3c eine räumliche schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke mit dem Erdleiterstift in Ruheposition aus einer anderen Blickrichtung als 2c;
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4 eine teilweise aufgeschnittene eine räumliche schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke mit dem Erdleiterstift in Betriebsposition;
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5 eine räumliche schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Erdleiterstifts;
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6a eine räumliche schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke ohne Erdleiterstift und mit abgenommener Abdeckkappe;
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6b wie 6a, aber aus einem anderen Blickwinkel;
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7 eine räumliche schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Sicherungshalterung mit eingerasteter Sicherung;
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8 eine vergrößerte räumliche schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verriegelungselements.
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1a zeigt eine räumliche schematische Darstellung eines Gerätesteckers 2 mit einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke 1 mit dem Erdleiterstift 3a, b, c in Betriebsposition. Der Gerätestecker 2 ist ausdrücklich gedacht für die Verbindung mit 3-adrigen Anschlusskabeln 7. Die erfindungsgemäße Steckerbrücke mit ihrem Isolierkörper 10 ist in den Gerätestecker eingebaut.
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Der Erdleiterstift 3a, b, c besteht aus einem Steckerpin 3a, einem Führungszapfen 3c, welcher im Inneren der Steckerbrücke 1 angeordnet ist (nicht zu sehen in 1a) und einem Verbindungsteil 3b, das den Steckerpin 3a und den Führungszapfen 3c starr miteinander verbindet und gegenseitig auf Abstand hält.
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Der Phasen- 4 und Nullleiterstift 5 sind beabstandet zum Erdleiterstift 3a, b, c angeordnet und weisen eine gerätestecker-seitige Isolierung 6 auf. Sowohl Phasen- 4 und Nullleiter 5 also auch der Steckerpin 3a können als Faltstifte oder als Vollmaterialstifte ausgeführt sein.
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Der Phasen- 4 und Nulleiterstift 5 spannen eine Ebene E auf, zu der der Steckerpin 3a in der Betriebsposition des Erdleiterstiftes 3a, b, c den Abstand A1 aufweist.
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Wenn der Gerätestecker 2 in eine Steckdose eingesteckt ist, kann der Sicherungshalter 9 nicht erreicht werden, ohne den Gerätestecker aus der Steckdose zu entfernen.
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In der Betriebsposition kann der Erdleiterstift nicht um die Drehachse d verschwenkt werden, er ist verriegelt. Zum Entriegeln muss die Betätigungseinrichtung 8 gedrückt werden.
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In 1b ist der Erdleiterstift 3a, b, c entriegelt und aus der Betriebsposition herausgezogen.
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In 1c ist der Erdleiterstift 3a, b, c um die Drehachse in die Ruheposition verschwenkt. Der Steckerpin 3a hat zur Ebene E nunmehr nur noch den kleineren Abstand A2. Der Führungszapfen 3c ist in der Ruheposition teilweise sichtbar.
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2a zeigt eine räumliche schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke 1 mit dem Erdleiterstift 3a, b, c in Betriebsposition. Der Phasen- 4 und Nulleiterstift 5 sind jeweils fest in den Isolierkörper 10 eingespritzt. Eine Abdeckkappe 11 deckt das Innere der Steckerbrücke 1 ab und schützt die darin liegenden Teile vor Spritzgussmasse beim Umspritzprozess.
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An einer Seite der Steckerbrücke 1 sind die Anschlussstellen 12 zum Anschluss des 3-adrigen Anschusskabes 7 angordnet.
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Der Phasen- 4 und Nulleiterstift 5 spannen eine Ebene E auf, zu der der Steckerpin 3a in der Betriebsposition des Erdleiterstiftes 3a, b, c den Abstand A1 aufweist.
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in 2b ist der Erdleiterstift 3a, b, c entriegelt und aus der Betriebsposition herausgezogen.
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In 2c ist der Erdleiterstift 3a, b, c um die Drehachse d in die Ruheposition verschwenkt. Der Steckerpin 3a hat zur Ebene E nunmehr nur noch den kleineren Abstand A2. Der Führungszapfen 3c ist in der Ruheposition teilweise sichtbar.
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3a zeigt das gleiche wie 2a, jedoch aus einem anderen Blickwinkel. Hier ist die Vernietung 13 des Phaseneiterstifts 4 mit der Stromschiene 14, die zu den Anschlussstellen 12 führt, gut zu sehen.
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In 3b ist der Erdleiterstift 3a, b, c entriegelt und vorgezogen. Dadurch ist das Verriegelungselement 15 teilweise sichtbar.
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In 3c ist der Erdleiterstift 3a, b, c in die Ruheposition verschwenkt. Die parallele Anordnung von Verriegelungselement 15 und Führungszapfen 3c bei der gezeigten Ausführungsform ist gut erkennbar.
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4 zeigt eine teilweise aufgeschnittene eine räumliche schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke 1 mit dem Erdleiterstift 3a, b, c in Betriebsposition.
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Der Führungszapfen 3c befindet sich in Kontakt mit einem Schleifkontakt 16. Dies ermöglicht das Verschwenken des Erdleiterstifts 3a, b, c, ohne dass ein Abreißen eines Anschlussdrahtes riskiert wird.
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Die Sicherung 17 siegt in der Halterung 9 und wird durch die Abdeckkappe 11 gegen Spritzgussmasse während des Umspritzens geschützt.
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Das Verriegelungselement 15 weist eine Verriegelungsschulter 18 auf, mit dem es in ein erstes Gegenlager 19 eingreift. Zum Entriegeln des Erdleiterstifts 3a, b, c muss die Betätigungseinrichtung 8 gedrückt werden, welche ihrerseits die Verriegelungsschulter so weit vom Gegenlager wegdrückt, dass der Eingriff beendet wird und der Erdleiterstift 3a, b, c so weit aus der Steckerbrücke 1 gezogen werden kann, dass die Verschwenkung in die Ruheposition erfolgen kann. Ein zweites Gegenlager 20 für die Verriegelungsschulter 18 verhindert ein vollständiges entfernen des Erdleiterstifts 3a, b, c.
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5 zeigt eine räumliche schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Erdleiterstifts 3a, b, c mit Steckerpin 3a, Verbindungsteil 3b und Führungszapfen 3c. Das Verriegelungselement 15, welches sich parallel zum Führungszapfen 3c erstreckt und die Verriegelungsschulter 18 aufweist, ist ebenfalls zu sehen.
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Die 6a und 6b zeigen aus verschiedenen Blickwinkeln jeweils eine räumliche schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckerbrücke 1 ohne Erdleiterstift 3a, b, c und mit abgenommener Abdeckkappe 11.
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Besonders gut sind in diesen Darstellungen der Schleifkontakt 16 und die Stromschienen 14 zu sehen. Eine der Stromschienen 14 ist unterbrochen und weist an den Unterbrechungen jeweils Rundkontakte 21 auf, die so voneinander beabstandet sind, dass die Sicherungskontakte 22 der Sicherung 17 die elektrische Verbindung zwischen den Rundkontakten 21 herstellt.
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7 zeigt eine räumliche schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Sicherungshalterung 9 mit eingerasteter Sicherung 17 und den beiden Sicherungskontakten 22.
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8 zeigt eine vergrößerte räumliche schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verriegelungselements 15. Das Verriegelungselement 15 greift in der Betriebsposition mit der Verriegelungsschulter 18 in das Gegenlager 19 ein. Wenn die Verriegelung gelöst wird und der Steckerstift 3a, b, c herausgezogen wird, greift die Verriegelungsschulter 18 nach einigen Millimetern in das zweite Gegenlager 20 ein und verhindert so ein vollständiges Herausziehen des Erdleiterstiftes.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckerbrücke
- 2
- Gerätestecker
- 3a
- Steckerpin
- 3b
- Verbindungsteil
- 3c
- Führungszapfen
- 4
- Phasenleiterstift
- 5
- Nulleiterstift
- 6
- Isolierung
- 7
- Anschlusskabel (3-adrig)
- 8
- Betätigungseinrichtung
- 9
- Sicherungshalter
- 10
- Isolierkörper
- 11
- Abdeckkappe
- 12
- Anschlussstellen
- 13
- Vernietung
- 14
- Stromschienen
- 15
- Verriegelungselement
- 16
- Schleifkontakt
- 17
- Sicherung
- 18
- Verriegelungsschulter
- 19
- Erstes Gegenlager
- 20
- Zweites Gegenlager
- 21
- Rundkontakte
- 22
- Sicherungskontakte
- E
- Ebene
- d
- Drehachse