DE10051693A1 - Smartcard-Connector sowie Schaltkontaktelement, insbesondere für einen Smartcard-Connector - Google Patents
Smartcard-Connector sowie Schaltkontaktelement, insbesondere für einen Smartcard-ConnectorInfo
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Abstract
Ein Smartcard-Connector hat einen Kontaktträger, in dem Lesekontakte und mindestens zwei einen Schalter bildende Schaltkontaktelemente angeordnet sind, die das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein einer Smartcard im Smartcard-Connector abfühlen. Die zumindest zwei Schaltkontaktelemente sind identisch ausgebildet und symmetrisch im Kontaktträger derart angeordnet, daß die Smartcard mindestens eines der Schaltkontaktelemente in Kontakt mit dem anderen Schaltkontaktelement bringen bzw. einen vorhandenen Kontakt lösen kann, um zur Anzeige des Vorhandenseins bzw. Nichtvorhandenseins der Karte den Schalter zu öffnen bzw. zu schließen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Smartcard-Connector sowie auf ein
Schaltkontaktelement insbesondere für einen Smartcard-Connector. Smart
card-Connectoren besitzen häufig einen Schaltkontakte bzw. -
kontaktelemente aufweisenden Schalter, der dazu dient, beispielsweise das
Vorhandensein einer Karte im Smartcard-Connector oder aber auch die End
position der Karte anzuzeigen. Die bereits bekannten einen solchen Schalter
bildenden Schaltkontakte besitzen unterschiedliche Kontaktarme, um einen
definierten Kontaktpunkt zu erzeugen, der aus senkrecht zueinander stehen
den Längskuppen (gekreuzte Längskuppen) entsteht. Das hat die Folge, daß
bei der Herstellung dieser unterschiedliche Kontaktarme aufweisenden
Schaltkontakte für deren Stanzwerkzeuge ein erhöhter Aufwand erforderlich
ist. Ferner sind beim Galvanisieren die verschiedenen geometrischen Gege
benheiten in Betracht zu ziehen, und bei der Montage der bekannten Kontakt
arme sind unterschiedliche Vorgänge und Abläufe erforderlich.
Die vorliegenden Erfindung beabsichtigt, einen Smartcard-Connector und ins
besondere für einen Schalter in einem solchen Smartcard-Connector ver
wendbare Schaltkontaktelemente derart vorzusehen, daß der beim Stanzen,
Galvanisieren und Montieren der Schaltkontaktelemente auftretende Aufwand
minimiert bzw. vermieden wird, wobei aber gleichzeitig eine definierte Kon
taktgabe (gekreuzte Längskuppe) beibehalten wird.
Kurz gesagt sieht die Erfindung einen Smartcard-Connector gemäß Anspruch
1 und 9 sowie einen Kartenanwesenheitsschalter gemäß Anspruch 16 und ein
Schaltkontaktelement gemäß Anspruch 17 vor. Bevorzugte Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der erfindungsgemäße Schalter besitzt im allgemeinen zwei identisch und
symmetrisch ausgebildete Schaltkontaktelemente, die insbesondere zwei
identische und symmetrische Kontaktarme aufweisen. Hierdurch muß beim
Stanzen nur eine Geometrie erzeugt werden, das Galvanisieren kann auf nur
ein Bauteil für einen "kompletten" Schalter optimiert werden, und die Montage
kann gleiche Abläufe für beide Schaltkontaktelemente bzw. Schaltarme ein
setzen. Um auch bei dieser Anordnung eine "gekreuzte Längskuppe" für si
chere Kontaktgabe zu erhalten, wurde eine Sicke im Winkel von etwa 45 Grad
im Kontaktierbereich angeprägt und bildet somit auf der anderen Seite eine
Längskuppe. Da die beiden Kontaktelemente mit ihren Schalt- oder Schalter
armen spiegelbildlich (symmetrisch) eingebaut werden, ergibt sich ein Winkel
von etwa 90 Grad unter dem sich die beiden Längskuppen berühren und so
mit einen definierten Kontaktpunkt entstehen lassen.
Wie weiter unten im Einzelnen erläutert werden wird, sind die erfindungsge
mäßen Schaltkontaktelemente vorzugsweise für das Einrasten in den Kon
taktträger ausgelegt und eignen sich wie die üblicherweise vorhandenen Le
sekontakte für das Reflow-Löten.
Vorzugsweise sind die Schaltkontaktelemente als NC (normally closed, d. h.
normalerweise geschlossen) ausgelegt und erlauben eine direkte Abfrage der
Kartenanwesenheit. Da ein NC-Schalter mit Vorspannung in den Kontaktele
menten versehen sein muß, besteht eine gewisse Schwierigkeit, die Funktion
des Schalters auch nach dem Reflow-Löten zu gewährleisten. Hierin liegt eine
Besonderheit der erfindungsgemäßen Kontaktelemente: Die Rast- bzw. Befe
stigungsebene der erfindungsgemäßen Kontaktelemente steht senkrecht zur
Betätigungsebene. Um hier nun die Lötfähigkeit im Reflow-Ofen zu gewährlei
sten, ist es notwendig, den Flächendruck, der sich durch die Vorspannung
ergibt, so gering zu halten, daß ein Relaxieren des den Kontaktträger bilden
den Formstoffs und damit der Verlust der Vorspannung der Schaltkontaktele
mente verhindert wird. Dies wird durch eine spezielle Maßnahme erreicht: Die
Rastebene wurde erfindungsgemäß bewußt verlängert. Damit ist die Seiten
fläche, welche die Widerlagekräfte an den Formstoff überträgt, genügend
groß. Dadurch hält sich der Flächendruck, verursacht durch Vorspannung und
Schalterbetätigung, in einem Bereich auf, der nur sehr geringe Relaxations
verluste verursacht. Über eine "Tasche" im Formstoff wird diese "künstliche
Verlängerung" gehalten, und bietet damit dem gesamten Kontaktelement
weiteren Halt im Kontaktträger.
Fig. 1 ist eine perspektivische Draufsicht auf einen Smartcard-Connector der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine seitliche, vergrößerte Detailansicht des Smartcard-Connectors
der Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 der Fig. 1;
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf ein hinteres Teil des Smartcard-Connectors der
Fig. 1 und zeigt insbesondere Schaltkontaktelemente, die zum Bestim
men des Karteneinschubzustandes eingesetzt werden;
Fig. 5 ist eine skizzenhafte Darstellung des Bereiches der sich überlappenden
Schaltkontaktelemente der Fig. 1 bis 4;
Fig. 6 ist eine perspektivische Detailansicht des Kontaktarmendabschnittes
eines einzelnen Schaltkontaktelements des Smartcard-Connectors der
Fig. 1.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Smartcard-Connector bzw.
SIM-Kartenleser 10, dargestellt in der Fig. 1, der dazu dient, insbesondere
eine Smartcard oder eine andere geeignet ausgebildete Karte aufzunehmen
und zu kontaktieren. Hierzu weist der Smartcard-Connector 10 einen Kontakt
träger 12 auf, der für die Aufnahme der nicht gezeigten Smartcard entspre
chend ausgestaltet ist und zudem Lesekontakte 14 aufweist. Die Smartcard
wird von vorne in den Kontaktträger 12 eingeschoben, wobei Kontaktzonen
der Smartcard auf den jeweiligen Lesekontakten 14 zum Ruhen kommen.
Erfindungsgemäß befindet sich im hinteren Teil des Smartcard-Connectors 10
ein Kartenanwesenheitsschalter 11, der dazu dient, anzuzeigen, ob eine
Smartcard in dem Kontaktträger 12 eingeschoben bzw. eingelegt ist. Hierzu
weist der Smartcard-Connector 10 zwei Schaltkontaktelemente 13a, 13b auf.
Anhand der Fig. 2 bis 6 wird eines der Schaltkontaktelemente 13a, 13b
beschrieben. Es wird jedoch betont, daß beide Schaltkontaktelemente iden
tisch sind. Das Schaltkontaktelement 13a weist einen Befestigungsabschnitt
16, einen Kontaktarm 15 und einen Kontaktarmendabschnitt 17 auf. Der Befe
stigungsabschnitt 16, der am besten in der Fig. 2 zu sehen ist, dient zur Befe
stigung des Schaltkontaktelements 13a an dem Kontaktträger 12. Der Befe
stigungsabschnitt 16 weist einen flächigen Auflageteil 19 auf, der mit dem
Kontaktarm 15 verbunden ist. Der Auflageteil 19 befindet sich in einer Ebene
senkrecht zu der Ebene, in der der Kontaktarm 15 liegt. In derselben Ebene,
die im folgenden als Befestigungsebene bezeichnet wird, wie der Auflageteil
19 befindet sich ein Kontakteinschubteil 25, der am besten in der Fig. 3 zu
sehen ist. Der Kontakteinschubteil 25 ist mit dem Auflageteil 19 und dem
Kontaktarm 15 verbunden und bildet eine Anlagefläche 250 senkrecht zum
flächigen Auflageteil 19. Weiterhin bildet der Auflageteil 19 eine Öffnung mit
einem nach unten weisenden Rasthaken 18. Am äußeren Ende des Auflage
teils 19 wird ein Bügelelement 20 gebildet, dessen Unterseite 200 die Lötflä
che bildet.
Wie bereits erwähnt, befindet sich rechtwinklig zur Ebene des Befestigungs
abschnitts 16 der lattenförmige Kontaktarm 15, der den Befestigungsabschnitt
16 mit dem Kontaktarmendabschnitt 17 verbindet. Der Kontaktarmendab
schnitt 17, siehe Fig. 5 und 6, weist einen Vorsprung 26 (sowie einen Kon
taktteil 30) auf. Während der Vorsprung 26 im montierten Zustand des Schalt
kontaktelements entweder bezüglich des Kontaktträgers 12 nach vorne oder
nach hinten ragt, befindet sich der Kontaktteil 30 in der Ebene des Kontakt
arms 15. Der Kontaktteil 30 besitzt eine Kontaktfläche 27, auf der sich eine
vorzugsweise durch eine Sicke gebildete Längskuppe 28 befindet. Diese
Längskuppe 28 verläuft diagonal über die Kontaktfläche 27, wobei im bevorzugten
Ausführungsbeispiel die Längskuppe 28 in einem 45-Grad-Winkel re
lativ zu einer Achse, die durch den Kontaktarm und Kontaktfläche verläuft,
liegt. Im montierten Zustand kreuzt sich diese Längskuppe 28 mit der Längs
kuppe 28 eines anderen, identischen Schaltkontaktelements, und definiert so
eine Kontaktgabe ("gekreuzte Längskuppe"), wenn die zwei Schaltkontakte
lemente 13a, 13b in Eingriff stehen.
Um den Schalter 11 zum Abfühlen der Anwesenheit bzw. Nicht-Anwesenheit
einer Smartcard in dem Smartcard-Connector 10 zu bilden, werden zwei der
zuvor beschriebenen Schaltkontaktelemente 13a, 13b im hinteren Bereich des
Kontaktträgers 12 jeweils aufmontiert, und zwar derart, daß sich die Kontakt
arme 15 der mindestens zwei Kontaktelemente 13a und 13b aufeinander zu
und im wesentlichen parallel zu der Querausrichtung des Kontaktträgers 12
erstrecken. Erfindungsgemäß sind die mindestens zwei Schaltkontaktele
mente 13a, 13b identisch und werden symmetrisch auf dem Kontaktträger 12
montiert.
Die Symmetrieeigenschaften werden nun im folgenden mit Bezug auf Fig. 4
genauer beschrieben. Da die beiden Schaltkontaktelemente 13a, 13b iden
tisch sind, wird jeweils ein Schaltkontaktelement von jeder Seite des Kontakt
trägers 12 her aufgeschoben, so daß sich die Kontaktflächen 27 überlagern,
wobei die jeweiligen Längskuppen 28 aufeinander zu weisen, und gegebe
nenfalls miteinander in Eingriff stehen, wobei die aufeinanderliegenden
Längskuppen 28 einen Kontaktpunkt 29 definieren. Bevorzugterweise schnei
den sich die Längskuppen 28 unter einem Winkel von 90 Grad. Durch die er
findungsgemäße Anordnung der beiden Schaltkontaktelemente ergibt sich
eine Punktsymmetrie, um den Symmetriepunkt P (siehe Fig. 4). Befinden sich
die beiden Schaltkontaktelemente 13a, 13b in Eingriff miteinander, d. h. der
Schalter ist geschlossen, fällt der Symmetriepunkt P mit dem Kontaktpunkt 29
zusammen.
Zur Befestigung der Schaltkontaktelemente weist der Kontaktträger 12 jeweils
im linken hinteren Bereich und rechten hinteren Bereich eine Aussparung 21
mit einer zusätzlichen Ausnehmung 22 in der Aussparung 21 auf. Des weite
ren befindet sich im hinteren mittleren Bereich des Kontaktträgers 12 eine
Überdeckung 24, die mit dem Boden des Kontaktträgers 12 einen Hohlraum
oder eine Tasche bildet. Am hinteren Rand des Kontaktträgers 12 befindet
sich zudem eine Längsführung 23 und ein Anschlag 31. Beim seitlichen Ein
schieben eines Schaltkontaktelements 13a, 13b wird dieses von der Längs
führung 23 zunächst geführt, bis schließlich der Kontakteinschubteil 25 in der
durch die Überdeckung gebildete Tasche, sowie der Auflageteil 19 in der Aus
sparung 21 zum Liegen kommt. In der Endposition liegt die Anlagefläche 250
des Kontakteinschubteils 25 an einer Anlagefläche 120 des Kontaktträgers 12
an. Ferner rastet zudem in der Endposition der Rasthaken 18 durch eine nach
unten vorgesehene Vorspannung in der Ausnehmung 22 der Aussparung 21
ein und verhindert ein rückwärtiges Bewegen des Schaftkontaktelements 13a,
13b aus seiner Endposition heraus. Der Bügel 20 steht zudem in der Endposi
tion des Schaltkontaktelements 13a, 13b in Eingriff mit dem Boden des Kon
taktträgers 12 und fixiert das Schaltkontaktelement 13a, 13b zusätzlich in sei
ner Endposition.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel befinden sich im Falle der montier
ten Schaltkontaktelemente 13a, 13b die Längskuppen 28 bei nicht eingescho
bener Smartcard in Kontakt miteinander. Durch Einschieben der Smartcard
kommt der Vorsprung 26 des Schaltkontaktelements 13a in Eingriff mit der
Smartcard, und wird nach hinten ausgelenkt, was den vorher bestehenden
Kontakt zwischen den beiden Schaltkontaktelementen 13a, 13b öffnet und
eine Anzeige dafür ermöglicht, daß die Smartcard eingelegt bzw. eingescho
ben wurde.
Die Funktion, wie oben beschrieben, wurde im Zusammenhang mit einem ge
schlossenen Schalter bei Anwesenheit der Smartcard beschrieben, die vorliegenden
Erfindung kann jedoch genauso mit einem offenen Kontaktzustand bei
Nicht-Anwesenheit einer Smartcard ausgebildet werden, und zwar durch eine
ausreichende Vorverlegung des Schaltkontaktelements 13a, so daß der Kon
taktteil 30 des Schaltkontaktelements 13a vor dem Kontaktteil 30 des Schalt
kontaktelements 13b und von diesem beabstandet liegt. Zusätzlich müßten
die Längskuppen auf die gegenüberliegende Seite der Kontaktfläche 27 um
gesetzt werden.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Schaltkontaktelemente 13a,
13b in den Kontaktträger eingesetzt. Sie könnten aber auch eingearbeitet sein.
Zur Funktionalität des Smartcard-Connectors mit den Schaltkontaktelementen
ist anzumerken, daß die Rast- bzw. Befestigungsebene mit den Befestigungs
abschnitten der Schaltkontaktelemente 13a und 13b senkrecht zu der Betäti
gungsebene, in der sich der Kontaktarm und der Kontaktteil 30 befindet, steht.
Um in dieser Konfiguration nun die Lötfähigkeit im Reflow-Ofen zu gewährlei
sten, ist es notwendig, den Flächendruck, der sich durch die Vorspannung
ergibt, möglichst gering zu halten, um ein Relaxieren des Formstoffes und
damit den Verlust der Vorspannung zu verhindern. Dies wird erreicht durch
ein Verlängern der Rastebene in Form der Kontakteinschubfläche 25, wo
durch die Seitenfläche, welche die Widerlagekräfte an den Formstoff übertra
gen, genügend groß ist, wodurch sich wiederum der Flächendruck, verursacht
durch Vorspannung und Schalterbetätigung, in einem Bereich aufhält, der nur
sehr geringe Relaxationsverluste verursacht. Wie bereits vorher erwähnt, wird
über eine Tasche im Formstoff, gebildet durch die Überdeckung 24, diese
künstliche Verlängerung gehalten und bietet damit dem gesamten Schaltkon
taktelement weiteren Halt im Kontaktträger 12.
Claims (17)
1. Smartcard-Connector mit einem Kontaktträger in dem Lesekontakte und mindestens zwei einen
Schalter bildende Schaltkontaktelemente angeordnet sind, die das Vorhandensein bzw.
Nichtvorhandensein einer Smart-Card im Smartcard-Connector abfühlen, wobei die zumindest
zwei Schaltkontaktelemente identisch ausgebildet und symmetrisch im Kontaktträger derart
angeordnet sind, daß die Smart-Card mindestens eines der Schaltkontaktelemente in Kontakt mit
dem anderen Schaltkontaktelement bringen, bzw. einen vorhandenen Kontakt lösen kann, um zur
Anzeige des Vorhandenseins bzw. Nichtvorhandenseins der Karte den Schalter zu öffnen bzw. zu
schließen.
2. Smartcard-Connector nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontaktelemente
einen Kontaktarm in einer Betätigungsebene und einen Befestigungsabschnitt in einer
Befestigungsebene aufweisen.
3. Smartcard-Connector nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktarme der
Schaltkontaktelemente ein Kontaktarmendstück mit einem Vorsprung und einer Kontaktfläche
aufweisen.
4. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich
auf der Kontaktfläche eine diagonal verlaufende Längskontaktkuppe (28), die vorzugsweise durch
eine Sicke gebildet ist, befindet, wobei sich die Längskuppen (28) der Schaltkontaktelemente
kreuzen und aufeinander liegen um einen Kontaktpunkt (29) zu definieren, wenn der Schalter
geschlossen ist.
5. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die
Längskuppen unter einem Winkel von vorzugsweise 45° zu der Längsachse des Kontaktarms
erstrecken.
6. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schalter geschlossen ist, wenn sich keine Smart-Card in dem Kontaktträger befindet und er nach
Aufnahme der Smart-Card geöffnet ist.
7. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Befestigungsebene und die Betätigungsebene senkrecht zueinander sind.
8. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Vorsprung bei einem der Schaltkontaktelemente mit der Smart-Card bei deren Aufnahme in
Eingriff gerät um den Kontaktarm auszulenken, während der Vorsprung an dem zumindest einem
anderen Schaltkontaktelement dazu dient, den Kontaktarm gegenüber einer rückwärtigen Wand
bzw. eines Anschlages des Kontaktträgers abzustützen.
9. Smartcard-Connector mit einem Kontaktträger in dem Lesekontakte und mindestens zwei einen
Schalter bildende Schaltkontaktelemente angeordnet sind, die das Vorhandensein bzw.
Nichtvorhandensein einer Smart-Card im Smartcard-Connector abfühlen, wobei die
Schaltkontaktelemente jeweils einen Befestigungsabschnitt aufweisen um die
Schaltkontaktelemente an dem Kontaktträger zu befestigen und derart angeordnet sind, daß die
Smart-Card mindestens eines der Schaltkontaktelemente in Kontakt mit dem anderen
Schaltkontaktelement bringt, bzw. einen vorhandenen Kontakt lösen kann, um zur Anzeige des
Vorhandenseins bzw. Nichtvorhandenseins der Karte den Schalter zu öffnen bzw. zu schließen,
wobei der Befestigungsabschnitt einen breiten Auflageabschnitt zur Übertragung von
Widerlagerkräften auf den Formstoff des Kontaktträgers aufweist, und der Kontaktträger eine
Aussparung vorsieht, die im montierten Zustand der Schaltkontaktelemente den Auflageteil
aufnimmt.
10. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Befestigungsabschnitt weiterhin einen Rasthacken in dem Auflageteil und die Aussparung im
Kontaktträger eine weitere Ausnehmung vorsieht, wobei der Rasthacken im eingeschobenen
Zustand durch eine Vorspannung in die Ausnehmung gedrückt wird und damit das Abrutschen der
Schaltkontaktelemente von dem Kontaktträger verhindert.
11. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Befestigungsabschnitt einen Bügel besitzt, der eine Aufschieb-Bewegung des
Schaltkontaktelementes auf den Kontaktträger führt.
12. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kontaktträger eine Überdeckung, die eine Tasche bildet, und der Befestigungsabschnitt einen
Kontakteinschubteil vorsieht, der nach der Montage der Schaltkontaktelemente in der gebildeten
Tasche zum Liegen kommt.
13. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kontaktträger Längsführungen zum Führen des Auflageteils und des Kontakteinschubteils des
Befestigungsabschnittes aufweist.
14. Smartcard-Connector nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontaktelemente
der Schaltervorrichtung einen Kontaktarm in einer Betätigungsebene und den
Befestigungsabschnitt in einer Befestigungsebene aufweisen.
15. Smartcard-Connector nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Befestigungsebene und die Betätigungsebene senkrecht zueinander sind.
16. Kartenanwesenheitsschalter, insbesondere für einen einen Smartcard-Connector mit einem
Kontaktträger in dem Lesekontakte und mindestens zwei einen Schalter bildende
Schaltkontaktelemente angeordnet sind, die das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein einer
Smart-Card im Smartcard-Connector abfühlen, wobei die zumindest zwei Schaltkontaktelemente
identisch ausgebildet und symmetrisch im Kontaktträger derart angeordnet sind, daß die Smart-
Card mindestens einen der Schaltkontakte in Kontakt mit dem anderen Schaltkontakt bringen,
bzw. einen vorhandenen Kontakt lösen kann, um zur Anzeige des Vorhandenseins bzw.
Nichtvorhandenseins der Karte den Schalter zu öffnen bzw. zu schließen.
17. Schaltkontaktelement, insbesondere für einen Smard-Card-Connector, insbesondere für eine
Smart-Card, das folgendes aufweist:
einen Kontaktarm mit einem Kontaktarmendstück, der einen Vorsprung und eine Kontaktfläche mit einer diagonalen Längskuppe umfaßt,
einen Befestigungsabschnitt, der einen breiten Auflageteil zur Übertragung von Widerlagerkräften auf den Formstoff des Kontaktträgers, einen Rasthacken, einen Bügel und
einen Kontakteinschubteil aufweist.
einen Kontaktarm mit einem Kontaktarmendstück, der einen Vorsprung und eine Kontaktfläche mit einer diagonalen Längskuppe umfaßt,
einen Befestigungsabschnitt, der einen breiten Auflageteil zur Übertragung von Widerlagerkräften auf den Formstoff des Kontaktträgers, einen Rasthacken, einen Bügel und
einen Kontakteinschubteil aufweist.
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