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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbindung mit steckerseitigem
Steckverbinder (kurz: Stecker) und buchsenseitigem Steckverbinder
(kurz: Buchse) mit fingersicherem Buchsen- und Stiftkontakt. Die
Steckverbindung ist insbesondere geeignet zum Einsatz in Solarsystemen.
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Der
Stecker weist eine Kontaktkammer mit einem Kontaktstift darin auf.
Die Kontaktkammer ist üblicherweise
relativ lang, damit ein VDE-Prüffinger nicht
in Kontakt mit dem Kontaktstift kommt.
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Die
relativ lange Kontaktkammer ist aufgrund der besonderen Konstellation
der beteiligten Abmessungen nötig.
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Wenn
die Kontaktstifte mit der Länge
Ls bis zum vorderen Ende des Steckers reichen, können diese sehr leicht berührt werden,
wenn bedingt durch die Abmessung der Buchse mit einer Länge Lb und dem
Durchmesser Db der Öffnungsdurchmesser
Ds dann groß genug
ist, so dass der VDE Prüffinger
in Kontakt mit der Spitze des Kontaktstiftes treten kann. Wenn der
Kontaktstift auch die Länge
Ls der Buchsenlänge
Lb haben soll, kann dieser Kontakt mit dem VDE Prüffinger
nur verhindert werden, wenn der umschließende Steckerkörper bzw.
Kontaktkörper
länger
konstruiert wird, nämlich
größer als
Ls + Eindringtiefe des Prüffingers.
Alternativ könnte
zwar der Kontaktstift auch kürzer
gewählt
werden, so dass er mit seinem berührbaren Ende tief genug im
Kontaktkörper
liegt; dann wäre
aber die effektive Kontaktanlagefläche (gebildet abhängig von
der Länge
Ls mit der sich der Kontaktfinger in der Buchse befindet) wiederum
geringer, was zu vermeiden ist. Durch die Verlängerung des Kontaktkörpers auf
wenigstens Ls + Eindringtiefe des Prüffingers wird der Stecker aber recht
lang und damit auch die Steckverbindung.
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Die
US 5 425 650 A beschreibt
eine Struktur mit der ein geneigtes bzw. verkantetes Einstecken
eines Steckers in eine Buchse verhindert wird. Dabei ist ein Buchsengehäuse mit
mindestens einer Führprojektion,
die sich ins Innere erstreckt, gebildet und mit einer Vielzahl von
Steckanschlüssen
versehen. Des weiteren ist ein Steckergehäuse mit mindestens einer Führnut auf
der Außenoberfläche gebildet
um mit der Führprojektion
in Eingriff zu kommen und mit einer Vielzahl von Buchsenanschlüssen versehen. Speziell
ist die Führprojektion
an einem inneren Ende mit einem Neigungsverhinderungsfortsatz ausgebildet
und die Führnut
ist mit einer Gleitführnut
an einem inneren Ende gebildet, derart dass der Neigungsverhinderungsfortsatz
mit der Gleitführnut
in Eingriff kommt und verschiebbar in der Gleitführnut ist.
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Die
Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, vorzugsweise bei Verwendung
von RADSOK-Hochstromkontakten eine Steckverbindung und einen Stecker
mit minimierter Baulänge
vorzusehen, derart dass ein Finger beispielsweise ein VDE-Prüffinger nicht
in Kontakt mit dem Kontaktstift kommt.
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Erfindungsgemäß geschieht
dies durch die in den Ansprüchen
1, 13 und 19 insbesondere angegebenen Maßnahmen. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
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Weitere
Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung seien im Folgenden
anhand der Zeichnung beschrieben.
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In
der Zeichnung zeigt:
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1 einen
schematischen Schnitt durch einen Stecker sowohl mit einer bekannten
Kontaktkammer als auch einer erfindungsgemäßen Kontaktkammer;
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2 eine
schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Steckers;
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3 eine
schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Buchse;
und
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4 einen
schematischen Schnitt durch einen Steckverbinder mit Buchse und
Stecker.
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In 1 ist
ein schematischer Schnitt eines steckerseitigen Steckverbinders 10 dargestellt.
Der steckerseitige Steckverbinder 10 wird im Folgenden kurz
als Stecker 10 bezeichnet. Der Stecker 10 besitzt
einen Steckerkörper 11.
In dem Steckerkörper 11 ist
in der unteren Schnitthälfte
eine erfindungsgemäße Buchsenaufnahmekammer 3 bzw.
Kontaktkammer 3 für
den in 2 linken Teil des Steckers 10 und in
der oberen Schnitthälfte
eine erfindungsgemäße Buchsenaufnahmekammer 12 bzw.
Kontaktkammer 12 des rechten Steckverbinderteils in 2 dargestellt.
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In
den 2 und 4 sind im linken Teil die erfindungsgemäßen Kontaktkammern 12 und
im rechten Teil die Kontaktkammern 3 dargestellt. Wie insbesonders
aus 4 ersichtlich sind die Kontaktkammern bezüglich einander
hinsichtlich der noch zu beschreibenden Stege 60 „verdreht".
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Die
langgestreckte Kontaktkammer 12 weist in Längsrichtung
eine die Kontaktkammer 12 umgebende Innenwandfläche 90,
quer dazu eine im Inneren des Steckerkörpers 11 angeordnete
Bodenfläche 91 und
der Bodenfläche 91 entgegengesetzt
eine Steckseite 92 mit einer Öffnung 99 auf. Die
Kontaktkammer 12 ist durch die Öffnung 99 von außerhalb des
Steckerkörpers 10 zugänglich.
Die Kontaktkammer 12 besitzt eine kreiszylinderförmige Grundform.
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An
die Kontaktkammer 12 schließt sich im Inneren des Steckerkörpers 10 eine
Kontaktstiftdurchführung 13 an.
Benachbart zu der Kontaktstiftdurchführung 13 ist ein Befestigungsabschnitt 14 angeordnet.
An den Befestigungsabschnitt 14 schließt sich eine Anschlussaufnahmekammer 15 an.
Dabei weist die Kontaktstiftdurchführung 13 einen kleineren Durchmesser
als die Kontaktkammer 12 und einen kleineren Durchmesser
als der Befestigungsabschnitt 14 auf. Die Anschlussaufnahmekammer 15 weist
einen größeren Durchmesser
als der Befestigungsabschnitt 14 auf. Die Buchsenaufnahmekammer 12,
die Kontaktstiftdurchführung 13,
der Befestigungsabschnitt 14 und die Anschlusskammer 15 nehmen
ein Steckelement 22 auf. Das Steckelement 22 weist
ein Anschlussteil 41, vorzugsweise mit einem Leiteraufnahmeraum,
Befesti gungsmittel 42 und einen Kontaktstift 40 auf.
Der Leiteraufnahmeraum dient zu Anschluss eines elektrischen Leiters.
Der Kontaktstift 40 weist den Befestigungsmitteln 42 gegenüber gelegen
eine Stirnfläche 48 auf.
Das Steckelement 22 ist mit dem Befestigungsmittel 42 in
dem Befestigungsabschnitt 14 des Steckerkörpers 11 befestigt.
Der Anschlussteil 41 befindet sich in der Anschlussaufnahmekammer 15.
Der Kontaktstift 40 reicht durch die Kontaktstiftdurchführung 13 in
die Kontaktkammer 12.
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Die
Kontaktkammer 3 weist eine Öffnung 98 auf und
ist analog zu der oben beschriebenen Kontaktkammer 12 aufgebaut.
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Der
Kontaktstift 40 hat in der Kontaktkammer 12 die
Länge Ls
entsprechend dem Abstand von der Bodenfläche 91 der Kontaktkammer 12 bis
zur Stirnfläche 48 des
Kontaktstifts 40.
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Die
Kontaktkammer 12 hat die Länge Lk entsprechend dem Abstand
der Bodenfläche 91 der Kontaktkammer 12 bis
zur Öffnung 99.
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Die
vordere Stirnfläche 48 des
Kontaktstifts 40 weist in Richtung der Öffnung 99 der Kontaktkammer 12.
Die Kontaktkammern in der der Kontaktstift 40 festgelegt
ist, sind üblicherweise
relativ lang, damit ein VDE-Prüffinger 5 nicht
in Kontakt mit der Stirnfläche 48 des
Kontaktstifts 40 kommt. Wenn die Kontaktkammer nicht lang
genug ausgeführt
ist, so kommt der VDE-Prüffinger 5 in
Kontakt mit der Stirnfläche
des Kontaktstifts 40. Dabei tritt dann der VDE-Prüffinger 5 relativ
weit durch die Öffnung
in die Kontaktkammer ein.
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Die
im wesentlichen kreisförmige Öffnung 98 weist
einen Durchmesser Ds auf, wobei der Durchmesser Ds, dem Durchmesser
einer kreisförmigen Scheibe
entspricht, die durch die Öffnung 98 passen würde, wenn
die im folgenden beschriebenen Stege 60 nicht vorhanden
wären.
Analog dazu besitzt die Öffnung 99 einen
Durchmesser Dr, der jedoch durch den die Öffnung einengenden Stege 60 bestimmt
ist.
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Um
das Eindringen des VDE-Prüffingers 5 zu verhindern
ist der Querschnitt, d.h. der Durchmesser Dr der Öffnung 99 durch
Fingereintrittsblockiermittel 60 derart reduziert, dass
der Prüffinger
nicht mehr oder nur sehr gering in die Öffnung 99 eintauchen kann.
Dadurch kann der Stecker insgesamt kürzer gebaut werden bzw. bei
gleicher Baulänge
ein Eindringen des VDE-Prüffingers 5 verhindert
werden.
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Die
Kontaktkammer 12 weist als Fingereintrittsblockiermittel 60 vorzugsweise
vier parallel zum Kontaktstift 40 verlaufende rippenartige
Stege 60 auf. Die Stege 60 verlaufen von der Öffnung 99 her
am Inneren der Wandfläche 90 der
Kontaktkammer 12 ins Innere des Steckerkörpers 2.
Bei der Kontaktkammer 3 sind die Stege 60 gegenüber der
Kontaktkammer 12 „verdreht" angeordnet.
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In 2 ist
die steckerseitige Steckverbindung 10 bzw. der Stecker 10 mit
dem Steckerkörper 11 dargestellt,
der zwei erfindungsgemäße Kontaktkammern 12 aufweist.
Dabei ragen die Stege 60 von der Wand der Kontaktkammer 12 ins
Zentrum in Richtung des Kontaktstifts 40. Die Stege 60 sind
vorzugsweise gleichmäßig über den
Umfang der Öffnung 99 der
Kontaktkammer 12 verteilt. Dadurch ist die Öffnung 99,
d.h. der effektive Durchmesser Dr der Öffnung 99 am wirkungsvollsten
reduziert.
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Wie
im oberen Teil der 1 zu sehen, lässt sich
der Prüffinger 5 durch
die reduzierte wirksame Öffnung 99 nicht
bis zur Stirnfläche 48 des
Kontaktstifts 40 in der Kontaktkammer 12 einführen. Reduzierte
wirksame Öffnung 99 bedeutet
hier, dass der Durchmesser Dr einer in etwa kreisförmigen Scheibe, die
durch die durch Stege 60 eingeengte Öffnung 99 passt kleiner
ist als der Durchmesser Ds einer in etwa kreisförmigen Scheibe, die durch die
nicht eingeengte Öffnung
passen würde.
Der ursprüngliche,
nicht eingeengte Durchmesser Ds ist bei der Öffnung 98 zu erkennen,
da dort die Stege 60 in der Dastellung der 1 nicht
geschnitten werden. In etwa kreisförmig entspricht den Schnittenflächen durch
den VDE-Prüffinger
parallel zur und auf Höhe
der Öffnung,
wenn dieser sich der Finger in der Öffnung befindet.
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Dadurch
lässt sich
bei einer kurzen Bauform des Steckers 10 bzw. des steckerseitigen
Steckverbinders 10 ein Berührschutz ermöglichen.
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Eine
Reduktion des wirksamen Durchmessers Dr der Öffnung 99 ist möglich, wenn
wenigstens ein Steg 60 verwendet wird. Mehr als ein Steg 60, insbesondere
vier Stege 60 ermöglichen
eine weitere Reduktion der wirksamen Öffnung der Kontaktkammer.
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Die
Fingereintrittsblockiermittel 60 sind als wenigstens ein
Vorsprung 60 der sich vorzugsweise nur im Bereich der Öffnung 99 befindet
ausführbar. Es
ist nicht notwendig, dass sich der Vorsprung 60 über die
gesamte Länge
der Kontaktkammer 12 erstreckt. Mehrere Vorsprünge können über den
Umfang der Öffnung 99 angeordnet
werden und zwar vorzugsweise mit gleichem Umfangsabstand voneinander.
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Der
Stecker 10 ist vorzugsweise als Rundstecker ausgebildet.
Der Steckerkörper 11 weist
einen ovalen Querschnitt auf.
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In 3 ist
die Buchse 50 bzw. der buchsenseitige Steckverbinder 50 dargestellt.
Die Buchse 50 weist einen Buchsenkörper 51 auf. Der Buchsenkörper 51 weist
in 3 zwei Buchsenaufnahmen 53 auf, die jeweils
eine RAD-SOK-Buchse 52 aufnehmen
und vorzugsweise gegen Berührung
isolieren. Die Buchsenaufnahme 53 weist am Außenumfang Stegaufnahmen 61 auf.
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Der
Buchsenkörper 51 weist
einen ovalen Querschnitt auf. Der Buchsenkörper 51 bildet einen Steckeraufnahmeraum 55,
in dem die zwei Buchsenaufnahmen 53 angeordnet sind und
der im eingesteckten Zustand einen Teil des Steckerkörpers 11 aufnimmt.
Der Buchsenkörper 51 weist
an dem steckerseitigen Ende eine nach innen gerichtete Abschrägung auf,
die das Einführen
des Steckers in die Buchse erleichtert. Vorzugsweise sind noch Dichtlippen
vorgesehen, um das Eindringen von Staub bzw. Wasser in die später beschriebene
Steckverbindung 100 zu verhindern.
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Die
Buchsenaufnahme 53 zur Aufnahme der zylinderförmigen RADSOCK-Buchse 52 weist
eine kreiszylinderförmige
Grundform auf. Der Durchmesser Db an der Buchsenaufnahme 53 ist
bestimmt durch den Durchmesser der RADSOCK-Buchse und zweimal der
Materialstärke
der Buchsenaufnahme 53. Die Materialstärke der Buchsenaufnahme 53 ist festgelegt
durch die notwendige mechanische Stabilität. Berücksichtigt man diese Anforderungen
an die mechanische Stabilität
ist klar, dass der Durchmesser Db der Buchsenaufnahme 53 nicht
beliebig klein werden kann und somit den Durchmesser Ds der Kontaktkammer
festlegt. Am äußeren Umfang
der Buchsenaufnahme 53 sind Fingereintrittsblockiermittelaufnahmemittel 61 angeordnet.
Vorzugsweise sind die Fingereintrittsblockiermittelaufnahmemittel 61 als Stegaufnahmenuten 61 ausgebildet,
die sich über
die Länge
der Buchsenaufnahme 53 erstrecken und zur Aufnahme der
Stege 60 dienen. Durch die Stegaufnahmenuten 61 ist
die Materialstärke
der Buchsenaufnahme 53 im Bereich der Stegaufnahmenuten 61 reduziert.
Die maximal zulässige
Reduzierung der Materialstärke
der Buchsenaufnahme 53 legt die maximale Höhe der Stege 60 fest.
Die Fingereintrittsblockiermittelaufnahmemittel 61 zur
Aufnahme der Fingereintrittsblockiermittel 60 können im
Fall von Vorsprüngen 60 auch
als Vorsprungsaufnahmen 61 ausgebildet sein, die eine Aufnahme
nur im vorderen bzw. steckerseitigen Bereich der Buchsenaufnahme 53 bilden.
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In 4 ist
ein schematischer Schnitt durch eine Steckverbindung 100 mit
einem Stecker gemäß 2 und
einer Buchse gemäß 3 im
zusammengesteckten Zustand dargestellt. Die Buchsenaufnahme 53 befindet
sich dabei in der Kontaktkammer 12 des Steckers 10 und
der Kontaktstift 40 des Steckers 10 befindet sich
dabei in der RADSOK-Buchse 52 bzw. Kontaktbuchse 52 der
Buchse 50. Die Linie I-I kennzeichnet die Lage des Schnitts
des in 1 dargestellten Steckers 10.
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In
den 2 bis 4 sind zusätzlich noch Kodiernasen 66 bzw.
Kodieraufnahmen 67 dargestellt. Die Kodiernasen 66 bzw.
die Kodieraufnahmen 67 werden in ähnlicher Weise wie die Stege 60 bzw. die
Stegaufnahmen 61 ausgebildet. Ein Kodieren des Steckverbinders 100 ist
auch möglich über eine ungleichmäßige Anordnung
der Stege 60 bzw. Stegaufnahmen 61 über den
Umfang der Kontaktkammer 12 möglich.
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Die
Codiernasen 65 sind an der Buchsenaufnahme 53 angebracht.
Dadurch gibt es keine Reduzierung der Materialstärke der Buchsenaufnahme 53. Die
Codieraufnahme 67 bzw. Codiernasenaufnahmen 67 sind
im Steckerkörper 11 ausgebildet.
Die Kontaktkammer 12 wird im Bereich der Codiernasenaufnahmen 67 nach
außen
erweitert.
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Eine
Ausführung
mit mehr als einem Kontaktstift 40 pro Kontaktkammer 12 ist
auch möglich. Der
Kontaktstift 40 kann auch beispielsweise einen quadratischen
Querschnitt aufweisen oder als Blattkontakt ausgebildet sein. Entsprechend
der Ausformung des Kontaktstifts 40 wird eine daran angepasste
Kontaktbuchse 52 verwendet.
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Die
Fingereintrittsblockiermittel 60 sind an der Innenwandfläche 90 an
der Steckseite 92 vorgesehen.
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Es
ist vorteilhaft als Fingereintrittsblockiermittel 60 mehrere
Vorsprünge 60 vorzusehen.
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In
den 2 bis 4 ist die Steckverbindung 100 als
zweipolige Steckverbindung dargestellt. Einpolige bzw. mehrpolige
Steckverbindungen lassen sich jedoch ebenso mit einer bzw. mehreren
erfindungsgemäßen Kontaktkammern 12 herstellen.
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Die
spezielle Auswölbung
durch die Stege 60 in der Kontaktkammer 12 für den Kontaktstift 40 verhindert
das tiefe Eindringen des Prüffingers 5.
Eine angepasste Kontur in dem Buchsenkörper 51 bzw. der Buchsenaufnahme 53 für die Kontaktbuchse 52 ermöglicht auch
unter Berücksichtigung
der erforderlichen Materialstärken
ein sicheres Stecken des Steckverbinders. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Kontaktkammer 12 ist insbesondere geeignet für die Realisierung
eines berührungssicheren Kontaktstiftes 40 mit
einem Durchmesser des Kontaktstifts 40 von insbesondere
3 bis 4 mm. Dabei wird gleichzeitig eine minimale Baulänge des
steckerseitigen Stackverbinders und somit der gesamte Steckverbindung
erreicht.
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Der
Steckerkörper 11 und
der Buchsenkörper 51 sind
aus elektrisch isolierendem Material ausgebildet. Vorzugsweise ist
der Steckerkörper 11 mit dem
Fingereintrittsblockiermittel 60 einteilig ausgebildet.
Ein Einsetzen, Festkleben, Verschweißen oder andere geeignete Befestigungsart
der Fingereintrittsblockiermittel 60 an dem Steckerkörper 11 ist
auch möglich.
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Der
erfindungsgemäß reduzierte
Durchmesser Dr der Öffnung 99 wird
auch durch wenigstens einen Vorsprung 60 an der Öffnung 99 erreicht.
Vorzugsweise sind die Fingereintrittsblockiermittel 60 als länglicher
Steg ausgebildet.
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Insbesondere
ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung
zur Kombination mit einer RADSOK-Buchse 52 geeignet.
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- 3
- Buchsenaufnahmekammer
bzw. Kontaktkammer
- 5
- VDE-Prüffinger
- 10
- Stecker
bzw. steckerseitiger Steckverbinder
- 11
- Steckerkörper
- 12
- Buchsenaufnahmekammer
bzw. Kontaktkammer
- 13
- Kontaktstiftdurchführung
- 14
- Befestigungsabschnitt
- 15
- Anschlussaufnahmekammer
- 22
- Steckelement
- 40
- Kontaktstift
- 41
- Anschlussteil
vorzugsweise mit Leiteraufnahmeraum
- 42
- Befestigungsmittel
- 48
- Stirnfläche
- 50
- Buchse
bzw. buchsenseitiger Steckverbinder
- 51
- Buchsenkörper
- 52
- RADSOK-Buchse
- 53
- Buchsenaufnahme
- 55
- Steckeraufnahmeraum
- 60
- Fingereintrittsblockiermittel;
Vorsprung; Steg
- 61
- Fingereintrittsblockiermittelaufnahmemittel; Aussparung
für Steg
bzw.
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- Stegaufnahme
- 66
- Kodiernase
- 67
- Kodiernasenaufnahme
- 90
- Wandfläche bzw.
Wand
- 91
- Bodenfläche
- 92
- Steckseite
- 98
- Öffnung
- 99
- Öffnung
- 100
- Steckverbindung