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Die Erfindung geht aus von einem Steckverbinder nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
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Derartige Steckverbinder und Gegensteckverbinder werden verwendet, um eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen zwei elektrischen Leitungen oder einer elektrischen Leitung und einem Gerät herzustellen. Insbesondere für die Übertragung großer Ströme sind sogenannte schwere Steckverbinder erforderlich, die durch das Gehäuse gegen Umwelteinflüsse geschützt sind.
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Der prinzipielle Aufbau von Steckverbinder und Gegensteckverbinder kann im Wesentlichen identisch sein und sich lediglich in der Ausgestaltung ihrer elektrischen Kontakte zum Herstellen der elektrischen Verbindung unterscheiden. Die Ausführungen für den Steckverbinder gelten somit entsprechend für den Gegensteckverbinder.
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Stand der Technik
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Die Druckschrift
WO 2011/069522 A1 offenbart einen Systemsteckverbinder, der Steck-Module mit darin gehaltenen elektrischen Kontakten aufnimmt. Die Steck-Module werden senkrecht in einen Bereich eines Halterahmens eingesetzt und anschließend seitlich um 90° in den Halterahmen verschoben und gehalten.
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Aus der Druckschrift
DE 2 033 011 A ist ein Schutzkontaktstecker mit einem in einem Steckermantel angeordneten Steckereinsatz bekannt, bei dem der Schutzkontakt unmittelbar an dem Kontaktträger des Steckereinsatzes befestigt ist.
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Die Druckschrift
DE 10 2014 109 351 B3 bietet einen Steckverbinder, der eine sichere mechanische und elektrische Verbindung von Steckverbinder und Gegensteckverbinder ermöglicht.
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Nachteilig an dem zuvor beschriebenen Steckverbinder ist, dass die Montage der Schutzleiterbrücke und des Steckereinsatzes aufwändig ist und in dem Gehäuse Montageraum freigehalten werden muss, um sowohl den Steckereinsatz wie auch die Schutzleiterbrücke zu montieren. Dadurch ist es erforderlich, den Steckverbinder entsprechend groß auszuführen. Außerdem besitzen derartige Steckverbinder oft ein hohes Gewicht, was ihre Handhabung erschwert.
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Bei der
EP 3 577 725 A1 wurden zwei Schutzleiterbrücken in ein Kunststoffgehäuse integriert. Die Schutzleiterbrücken befinden sich dabei jeweils an den Langseiten des Kunststoffgehäuses. Dabei weisen die Schutzleiterbrücken an ihren Endabschnitten jeweils Öffnungen auf, durch welche die jeweiligen Schrauben zur Befestigung des Kontakteinsatzes hindurchführbar sind. Die zu den Schrauben passenden Gewinde, zur Befestigung des Kontakteinsatzes, befinden sich im Kunststoffgehäuse. Hierfür sind spezielle Gewindehülsen im Kunststoffgehäuse verankert bzw. vorgesehen. Es hat sich herausgestellt, dass ein Durchführen der Schrauben des Kontakteinsatzes durch die Öffnungen der Schutzleiterbrücke hakelig sein kann, was die Konfektionierung (den Zusammenbau) des Steckverbinders insgesamt erschwert.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Steckverbinder vorzustellen, der einfach zu handhaben ist.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung bezieht sich auf schwere Steckverbder/ Schwerlaststeckverbinder für das industrielle Umfeld. Diese schweren Steckverbinder sind insbesondere (aber nicht ausschließlich) zur elektrischen Energieübertragung geeignet. Sie besaßen zumindest in der ferneren Vergangenheit grundsätzlich ein metallisches Steckverbindergehäuse in welches üblicherweise ein Isolierkörper als Kontaktträger eingeschraubt wird.
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Dieser Art von Isolierkörpern besteht im Wesentlichen aus Kunststoff, aber besitzt als wesentliches Merkmal an seinen beiden Schmalseiten je ein metallisches Erdungsblech als Schutzerdungselement mit einer PE-Schraube zum Anschraben eines Schutzleiters sowie Anschraubflansche zur Verschraubung am Steckverbindergehäuse. Dies dient sowohl der Befestigung als auch der Masseanbindung an das metallische Steckverb indergehäuse.
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An zumindest eines dieser beiden Erdungsbleche ist also ein Schutzleiter anzuschließen. Zum einen dient dies der Schutzerdung des metallischen Steckverbindergehäuses, zum anderen aber auch zur PE-Übergabe an einen damit zu steckenden Gegenstecker.
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In der allgemeinen Entwicklung gewannen in der jüngeren Vergangenheit jedoch auch in diesem Zusammenhang Kunststoffgehäuse zunehmend an Bedeutung. Da sie selbst keine Schutzerdung benötigen, erschien das Erdungsproblem dafür zunächst nicht besonders relevant. Doch aufgrund des „modularen Produktportfolios“ - die bereits auf dem Markt existierenden Isolierkörper sollen selbstverständlich auch mit den Kunststoffgehäusen kompatibel sein - ergab sich eine gewisse Unsicherheit bezüglich der Frage, an welchem der beiden Erdungsbleche der Schutzleiter denn nun anzuschließen sei. Durch ein metallisches Steckverbindergehäuse war eine elektrisch leitende Verbindung der beiden Erdungsbleche durch das metallische Gehäuse automatisch bereitgestellt worden, so dass es für die PE-Übergabe unerheblich war, an welches der beiden Erdungsbleche der Schutzleiter angeschlossen wurde. Doch bei Verwendung eines Kunststoffgehäuses muss nun festgelegt werden, an welches der beiden Erdungsbleche der PE-Leiter grundsätzlich angeschraubt wird, um die Schirmübergabe an den Gegenstecker nicht zu gefährden.
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Da die bereits bestehenden Kontaktträger auch für die Kunststoffgehäuse verwendet werden sollen, ergab sich also die Notwendigkeit, eine solche elektrisch leitende Verbindung in das Kunststoffgehäuse wie folgt zu integrieren.
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Der erfindungsgemäße Steckverbinder ist zur mechanischen und elektrischen Verbindung mit einem korrespondierenden Gegensteckverbinder vorgesehen. Er weist ein Gehäuse und zwei unterschiedliche Schutzleiterbrücken, eine erste Schutzleiterbrücke und eine zweite Schutzleiterbrücke, auf, wobei jeweils eine Schutzleiterbrücke innerhalb des Gehäuses und an dessen Langseiten angeordnet ist. Die Funktion der Schutzleiterbrücken ist oben hinreichend beschrieben. Hierauf wird im Folgenden Bezug genommen.
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Die erste Schutzleiterbrücke weist an ihren Endabschnitten jeweils eine kreisrunde Öffnung auf. Die zweite Schutzleiterbrücke weist an ihren Endabschnitten jeweils eine längliche Öffnung auf. Beim Einführen des Kontakteinsatzes in das Gehäuse des Steckverbinders werden zunächst die an einer Langseite des Kontakteinsatzes befindlichen Schrauben in die kreisrunden Öffnungen der ersten Schutzleiterbrücke eingeführt. Die Schrauben werden durch die Öffnungen zum Befestigungsgewinde (Schraubhülse) des Gehäuses geführt. Anschließend wird der Kontakteinsatz gekippt, so dass die auf der anderen Seite des Kontakteinsatzes befestigten Schrauben in die länglichen Öffnungen der zweiten Schutzleiterbrücke gelangen. Entlang dieser länglichen Öffnungen kann der Kontakteinsatz bzw. können die in den länglichen Öffnungen befindlichen Schrauben nunmehr hin und her bewegt werden, so dass sie die dort befindlichen Befestigungsgewinde (Schraubhülse) des Gehäuses treffen. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch das Befestigen eines Kontakteinsatzes im Gehäuse deutlich vereinfacht wird.
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Vorteilhafterweise haben die erste und die zweite Schutzleiterbrücke unterschiedliche ohmsche Widerstände. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die zweite Schutzleiterbücke (mit der länglichen Öffnung) einen höheren ohmschen Widerstand aufweist als die erste Schutzleiterbrücke. Hierdurch wird sichergestellt, dass eventuelle Ströme (beispielsweise PE-Ströme) - aufgrund des geringeren Widerstandswertes - über die erste Schutzleiterbrücke übertragen werden. Die erste Schutzleiterbrücke kann dann aus einem besonders geeignetem Material gefertigt sein, welches beispielsweise sehr hohe Ströme zumindest temporär aushält.
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Die zweite Schutzleiterbrücke kann aus einem anderen, kostengünstigeren Material gefertigt sein und dient im Wesentlichen als Höhenausgleich im Gehäuse, damit der Kontaktträger parallel zu den Auflagekanten ausgerichtet ist.
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Das Gehäuse weist wenigstens einen Verbindungsbereich zur Verbindung mit dem Steckereinsatz auf, wobei der Steckereinsatz an dem wenigstens einen Verbindungsbereich gehalten ist. Der Verbindungsbereich und das Gehäuse sind einstückig miteinander ausgeführt. Die Schutzleiterbrücke ist bei der Fertigung von oben in das Gehäuse eingesetzt und im Gehäuse fixiert. Dadurch ist eine Montage eines Steckereinsatzes von der Steckseite und von der Anschlussseite möglich.
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Der Steckverbinder und der Gegensteckverbinder können identisch ausgebildet sein. Der Steckverbinder kann sowohl Kabelsteckverbinder, zur Verbindung mit einem Kabel, oder als Anbausteckverbinder zur Montage an einer Gerätewand vorgesehen sein.
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Der Steckverbinder besteht aus einem Gehäuse, welches zur Aufnahme eines Steckereinsatzes dient. Der Steckereinsatz ist zur elektrischen Kontaktierung mit einem korrespondierenden Steckereinsatz des Gegensteckverbinders vorgesehen.
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Zudem ist im Steckverbinder eine Schutzleiterbrücke vorgesehen, welche zur elektrischen Verbindung der Schutzleiter (PE-Kontakte) des Steckereinsatzes dient. Dazu ist die Schutzleiterbrücke erfindungsgemäß von oben in das Gehäuse einsetzbar. Dies bietet den Vorteil, dass die mechanische Stabilität zwischen Gehäuse und Schutzleiterbrücke messbar größer ist als wenn die Schutzleiterbrücke seitlich in das Gehäuse eingesetzt ist.
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In einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Verbindungsbereich zur Herstellung einer Schraubverbindung mit dem Steckereinsatz ausgeführt. Dies bedeutet, dass der Verbindungsbereich so ausgebildet ist, dass er eine Verbindung mit dem Steckereinsatz mittels einer Verschraubung eingehen kann. So kann der Steckereinsatz sicher an dem Gehäuse befestigt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der wenigstens eine Verbindungsbereich ein Öffnung auf. In die Öffnung des Verbindungsbereichs kann eine Schraube durchgeführt werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Öffnung des Verbindungsbereichs ein Innengewinde auf. Dieses befindet sich an der Innenseite der Öffnung.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist im Verbindungsbereich eine Schraubhülse in das Gehäuse eingesetzt. Diese Schraubhülse ist verdrehsicher im Verbindungsbereich eingebracht. Eine Schraube, mit welcher der Steckereinsatz am Gehäuse befestigt wird, kann so in die Schraubhülse im Verbindungsbereich eingeschraubt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Schraubhülse aus Metall gefertigt. Dies gewährleistet eine sichere, stabile Befestigung und Verschraubung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schutzleiterbrücke wenigstens eine Lasche mit mindestens einer Abwinkelung auf. Idealerweise weist die Lasche zwei Abwinklungen auf. Die Abwinkelung weist etwa einen rechten Winkel zur Lasche auf. Bei mehr als einer Abwinkelung weisen die Abwinklungen immer in dieselbe Richtung.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Abwinkelung eine Öffnung auf, wobei die Öffnung kreissymmetrisch zur Öffnung des Verbindungsbereiches liegt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die wenigstens eine Lasche der Schutzleiterbrücke in einem Schlitz im Gehäuse angeordnet. In dem Schlitz liegt die Lasche senkrecht zur Öffnung des Verbindungsbereichs. Die Abwinkelung liegt parallel zur Öffnung des Verbindungsbereichs. So können die Öffnungen fluchtend, kreissymmetrisch ausgerichtet werden.
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Zweckmäßig ist die Schutzleiterbrücke aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt. In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Schutzleiterbrücke einteilig aus Metall, bevorzugt aus einem Metallblech, hergestellt. Dies ist besonders flexibel, leicht zu bearbeiten und kostengünstig herzustellen. Das Metallblech kann in Stanz-Biege-Technik bearbeitet werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Gehäuse mindestens eine Rastnase zur Fixierung der Schutzleiterbrücke auf. Die Rastnase dient als zusätzliche Stabilisierungs- und provisorische Fixierungsmöglichkeit für die Schutzleiterbrücke, insbesondere zur Vereinfachung der Montage.
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Die Vorteile der Erfindung kommen besonders gut zur Geltung, wenn es sich bei dem Gehäuse um ein aus Kunststoff hergestelltes Gehäuse handelt.
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In einer alternativen Ausführungsform ist ein Halterahmen zur Aufnahme eines Steckereinsatzes in dem Gehäuse einsetzbar. Der Halterahmen ist am Gehäuse fixiert. Demnach ist der Halterahmen Bestandteil des Gehäuses. Der Einsatz eines Halterahmens ist vorteilhaft, wenn es sich bei dem Gehäuse um ein sogenanntes Anbaugehäuse handelt. Die anderen (Steckverbinder)Gehäuse kommen ohne Halterahmen aus bzw. dessen Funktionalität ist Bestandteil dieser Gehäuse.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Halterahmen zur Aufnahme der Schutzleiterbrücke geeignet. Er weist dafür mindestens einen einstückigen Verbindungsbereich auf. Dieser entspricht in seiner Form und Ausgestaltung dem Verbindungsbereich des Gehäuses. Der Verbindungsbereich des Halterahmens ist eine Verlängerung des Verbindungsbereiches des Gehäuses.
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In einer Ausführungsform ist der Halterahmen aus Kunststoff hergestellt. Wird ein Halterahmen mit dem Gehäuse verwendet, so verfügt dieser ebenfalls über entsprechende Durchgangslöcher für die Verbindungsbereiche und über entsprechende Schlitze. Dadurch kann die erfindungsgemäße Schutzleiterbrücke entsprechend auch mit einem Halterahmen verwendet werden, wenn dies erforderlich ist.
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Die vorliegende Erfindung löst die erfindungsgemäße Aufgabe durch eine Schutzleiterbrücke, welche einfach von oben in das Gehäuse eines Steckverbinders zu montieren ist. Dadurch gewährleistet die Schutzleiterbrücke eine hohe mechanische Stabilität, besonders hinsichtlich der Steck- und Ziehkräfte. Ferner ermöglicht sie eine einfache, schnelle und preisgünstige Montage.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- 1a eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen ersten Schutzleiterbrücke,
- 1b eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen zweiten Schutzleiterbrücke,
- 2 eine perspektivische Darstellung eines Gehäuses mit eingesetzter Schutzleiterbrücke und
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Haltrahmens mit eingesetzter Schutzleiterbrücke
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Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
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Die 1a zeigt eine erfindungsgemäße erste Schutzleiterbrücke 3. Die Schutzleiterbrücke 3 ist einteilig ausgeführt. Diese weist eine flachquaderförmige Lasche 12 auf. Die Lasche 12 liegt in einer Ebene.
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Die 1b zeigt eine erfindungsgemäße zweite Schutzleiterbrücke 3'. Die Schutzleiterbrücke 3 ist einteilig ausgeführt. Diese weist eine flachquaderförmige Lasche 12 auf. Die Lasche 12 liegt in einer Ebene.
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Da die Schutzleiterbrücke 3, 3' viele Merkmale miteinander teilen wird im Folgenden nur zwischen den Schutzleiterbrücken 3, 3' differenziert, wenn es sich um unterschiedliche Merkmale handelt.
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An die Lasche 12 sind zwei Abwinkelungen 14 angeformt. Die Abwinkelungen 14 sind annährend quadratisch geformt. Sie sind senkrecht zu den flachen Seiten der Lasche 12 ausgebildet. Idealerweise sind die Abwinkelungen 14 mit der Lasche 12 einteilig ausgeführt. Dabei sind die Abwinkelungen 14 um etwa 90° Grad gebogen. Beide Abwinkelungen 14 sind in die gleiche Richtung gebogen. Die Ebene der Abwinkelungen 14 ist senkrecht zu der Ebene der Lasche 12 angeordnet.
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Die Abwinkelungen 14 weisen jeweils eine Öffnung 13, 13' auf. Der Mittelpunkt der Öffnung 13 entspricht dem Mittelpunkt der Abwinkelung 14. Die Öffnung 13 ist zentriert in der Abwinkelung 14 angeordnet. Die erste Schutzleiterbrücke 3 hat eine kreisrunde Öffnung 13. Die zweite Schutzleiterbrücke 3' hat eine längliche Öffnung 13', die auch als ovale Öffnung bezeichnet werden kann.
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Das Stanz-Biege-Verfahren dient zur Herstellung für die erfindungsgemäße Schutzleiterbrücke 3, 3' aus Metallblech. Für die Schutzleiterbrücken 3, 3' können unterschiedliche Metallbleche verwendet werden. Die Schutzleiterbrücke 3, 3' ist in ein Gehäuse 2 einsetzbar. Alternativ ist die Schutzleiterbrücke 3, 3' in einen Halterahmen 4 einsetzbar.
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Die 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Gehäuses 2 eines Steckverbinders 1. Bei dem Gehäuse 2 handelt es sich um ein Kunststoffgehäuse. Das Gehäuse 2 verfügt über vier Verbindungsbereiche 9. In der 2 sind von den vier Verbindungsbereichen auf Grund der perspektivischen Darstellung nur zwei Verbindungsbereiche 9 zu sehen. Der Verbindungsbereich 9 weist eine Öffnung auf, welche über ein Innengewinde verfügt. Die Öffnung des Verbindungsbereichs 9 wird in dieser Figur von der Abwinkelung 14 und der dazugehörigen Öffnung 13 verdeckt.
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In dem Gehäuse 2 ist die Schutzleiterbrücke 3 aus der 1 eingesetzt. Die Schutzleiterbrücke 3, genauer die Lasche 12 der Schutzleiterbrücke 3, ist dabei in einem Schlitz angeordnet. Die Lasche 2 weist die Länge des Innenmaßes des Gehäuses 2 auf. Die Öffnung des Verbindungsbereiches 9 und die Öffnung 13 sind kreissymmetrisch und fluchtend zueinander ausgerichtet. Dadurch sind die Abwinkelung 14 und der Verbindungsbereich 9 ebenfalls parallel zueinander ausgerichtet, während sich die Lasche 12 senkrecht dazu befindet.
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In ein erfindungsgemäßes Steckverbindergehäuse werden zwei unterschiedliche Schutzleiterbrücken 3, 3' eingebaut.
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Im Folgenden wird ein Halterahmen 4 beschrieben, der für ein Anbaugehäuse, welches in der Regel an eine Gerätewand als so genannte Buchse montiert wird, beschrieben. Ein solches Anbaugehäuse kann funktional auch als Steckverbinder bezeichnet werden. Der Halterahmen 4 wird hier lediglich eingesetzt, um eine Geräteverdrahtung zu vereinfachen. Das Anbaugehäuse kann zuerst an dem Gerät montiert sein. Erst hinterher kann ein Elektriker die Verdrahtung installieren und braucht nur den Halterahmen 4 samt Kontakteinsatz im Anbaugehäuse verrasten.
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Die 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Halterahmens 4. Dieser ist in ein Gehäuse eines Steckverbinders 1 einsetzbar. Der Halterahmen 4 wird vorrangig in Kombination mit einem Anbaugehäuse eingesetzt. Der Halterahmen 4 besteht aus Kunststoff.
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Der Halterahmen 4 verfügt über vier Verbindungsbereiche 9. Jeder dieser Verbindungsbereiche 9 weist eine Öffnung mit je einem Innengewinde auf.
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In dem Halterahmen 4 ist die Schutzleiterbrücke 3 aus der 1 eingesetzt. Die Schutzleiterbrücke 3, genauer die Lasche 12 der Schutzleiterbrücke 3, ist dabei in einem Schlitz angeordnet. Die Lasche 12 weist die Länge des Innenmaßes des Gehäuses 2 auf. Die Öffnung des Verbindungsbereiches 9 und die Öffnung 13 sind kreissymmetrisch und fluchtend zueinander ausgerichtet. Dadurch sind die Abwinkelung 14 und der Verbindungsbereich 9 ebenfalls parallel zueinander ausgerichtet, während sich die Lasche 12 senkrecht dazu befindet. In 3 sind auf dem ersten Blick zwei gleiche Schutzleiterbrücken 3 zu sehen. Erfindungsgemäß werden jedoch zwei unterschiedliche Schutzleiterbrücken 3, 3' verwendet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinder
- 2
- Gehäuse
- 3, 3'
- Schutzleiterbrücke
- 4
- Halterahmen
- 9
- Verbindungsbereich
- 12
- Lasche
- 13, 13'
- Öffnung
- 14
- Abwinkelung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2011/069522 A1 [0004]
- DE 2033011 A [0005]
- DE 102014109351 B3 [0006]
- EP 3577725 A1 [0008]
