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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktieranordnung sowie eine
vormontierte Kontaktiereinheit einer solchen Kontaktieranordnung,
die eine Mutter und eine Halteeinheit aufweist.
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Ferner
betrifft die vorliegende Erfindung eine Mutter für eine
solche Kontaktieranordnung sowie ein Verfahren zum Bilden eines
elektrischen Kontaktes zwischen wenigstens einem Anschlussteil wie
einem Kabelschuh und einem Kontaktsubstrat wie einem Werkstück.
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Generell
befasst sich die vorliegende Erfindung mit dem Gebiet der so genannten
Massekontakte, wie sie insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik
vielfach verwendet werden. Zur Einrichtung eines stabilen Massekontaktes
wird ein Bolzen oder eine Mutter auf ein Blech einer Fahrzeugkarosserie
aufgeschweißt, so dass der Bolzen bzw. die Mutter elektrisch
leitfähig mit dem Blech verbunden ist. Anschließend
wird ein Anschlussteil wie ein Kabelschuh elektrisch mit dem Bolzen
bzw. mit der Mutter verbunden, indem eine Mutter auf den Bolzen
aufgedreht bzw. eine Schraube in die Mutter eingedreht wird.
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Problematisch
hierbei ist generell, dass zwischen dem Aufschweißen des
Bolzens (Mutter) und dem Festlegen des Anschlussteils (Kabelschuh)
ein Lackiervorgang erfolgt. Um die Kontaktflächen zum Einrichten
einer elektrischen Verbindung lackfrei zu halten, ist es bekannt,
diese Kontaktabschnitte abzudecken. Die hierzu verwendeten Abdeckteile
werden dabei vor dem Festlegen des Anschlussteils verworfen. Aus
dem Dokument
EP 0 641
944 A1 ist es bekannt, als Abdeckteil eine Mutter zu verwenden,
die anschließend auch wieder zum Befestigen des Anschlussteils
verwendet wird. Daher ist es nicht notwendig, ein Teil zu verwerfen.
Allerdings ist die Montage insgesamt etwas aufwändiger.
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Die
deutsche Patentanmeldung
10
2006 056065.5 bildet einen Stand der Technik gemäß § 3(2)
deutsches Patentgesetz.
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Aus
dieser Anmeldung ist es bekannt, einen Bolzen mit einem axialen
Sackloch auf ein Blech zu schweißen. Dabei weist der Sacklochbolzen
in dem Sackloch einen ersten Gewindeabschnitt auf, der von einem
Abdeckteil abgedeckt ist (insbesondere einem Stopfen, der relativ
kurz ist und von oben in das Sackloch eingeführt ist).
Auf eine Schraube mit einem zweiten Gewindeabschnitt wird ein Kabelschuh aufgefädelt
und die Schraube wird in das Sackloch geschraubt. Dabei wird der
Stopfen nach unten auf den Boden des Sackloches gedrückt.
Von den zwei Gewindeabschnitten kann wenigstens ein Gewindeabschnitt
als selbstfurchender Gewindeabschnitt ausgebildet sein. Demzufolge
wird hierbei ein elektrischer Kontakt zwischen dem Kabelschuh und
der Unterseite eines Kopfes der Schraube und über den selbstfur chenden
Gewindeeingriff zwischen der Schraube und dem Sacklochbolzen und
folglich mit dem Blech eingerichtet, auf das der Sacklochbolzen geschweißt
ist.
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Dabei
ist es aus der genannten deutschen Patentanmeldung ferner bekannt,
wenigstens einen Kabelschuh in radialer Richtung in eine Halteeinheit einzuführen
und anschließend eine Schraube in die Halteeinheit einzusetzen.
Dabei durchsetzt der Schaft der Schraube das Loch des Kabelschuhs
und der Kopf der Schraube wird von Rastmitteln hintergriffen. Demzufolge
wird eine vormontierte Befestigungsanordnung geschaffen, die das
Halteteil, die Schraube und wenigstens einen auf die Schraube aufgefädelten
Kabelschuh aufweist. Dadurch, dass die Schraube das Loch des Kabelschuhs
durchsetzt, ist ein radiales Herausziehen des Kabelschuhs aus der
Halteeinheit verhindert. Ferner können weitere Rastmittel
vorhanden sein, um ein Herausfallen der Schraube aus dem Halteteil
zu verhindern. In einer besonderen Ausführungsform ist
bei einem Halteteil außer radialen Löchern zum
seitlichen Einführen von Kabelschuhen auch vorgesehen,
auf die vormontierte Befestigungsanordnung, bestehend aus dem Halteteil,
der Schraube und dem wenigstens einen Kabelschuh, noch einen weiteren
Kabelschuh in axialer Richtung von unten in die Halteeinrichtung
zu drücken. Diese besondere Ausführungsform kann
folgendermaßen verwendet werden. Die oben beschriebene
vormontierte Befestigungsanordnung kann an einem Kabelbaum vormontiert
sein. Hierbei können bspw. ein oder mehrere Kabelschuhe
seitlich in die Halteeinheit eingeführt und anschließend
die Schraube hindurchgeführt sein, um sowohl die Schraube
als auch die Kabelschuhe unverlierbar an der Halteeinheit zu halten.
Bei der Montage des Kabelbaums können dann vor Ort nachträglich
noch ein oder mehrere weitere Kabelschuhe von unten, also in Längsrichtung,
in das Halteteil eingeführt werden und auf die Schraube
aufgefädelt werden, bevor die Schraube in einen oben beschriebenen
Sacklochbolzen (Massenbolzen) geschraubt wird.
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Die
deutsche Patentanmeldung
10
2007 057 082.3 bildet ebenfalls einen Stand der Technik
gemäß § 3(2) deutsches Patentgesetz.
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Aus
dieser Anmeldung ist eine vormontierte Kontaktiereinheit mit einer
Schraube bekannt, die einen Kopf und einen Schaft aufweist, und
einer Halteeinheit, wobei die Halteeinheit einen Anschlussteilhalteabschnitt
aufweist, in den wenigstens ein Anschlussteil einführbar
ist, und einen Schraubenhalteabschnitt aufweist, in den die Schraube
in Längsrichtung eingeführt ist, derart, dass
die Schraube darin in Längsrichtung verliersicher, jedoch
drehbar, gehalten ist und dass ein Anschlussteil, das in den Anschlussteilhalteabschnitt
eingeführt wird, die eingeführte Schraube elektrisch
kontaktieren kann, wobei an dem Kopf ein radial vorstehender Anlageabschnitt ausgebildet
ist und der Schraubenhalteabschnitt einen Schulterabschnitt aufweist,
mittels dessen sich der Anlageabschnitt axial an der Halteeinheit
abstützt.
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Vor
dem obigen Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes
System zur Realisierung eines Masseanschlusses und hierfür
verwendbare Anordnungen und Verfahren anzugeben.
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Die
obige Aufgabe wird gelöst durch eine Kontaktieranordnung
zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes, mit einer Mutter,
die einen Innengewindeabschnitt aufweist, und einem Halteteil zum verliersicheren
Halten der Mutter und wenigstens eines Anschlussteils wie eines
Kabelschuhs, wobei die Mutter einen Bundabschnitt aufweist, der
radial gegenüber einem Grundkörper der Mutter
vorsteht, wobei das Halteteil einen Aufnahmeabschnitt für
die Mutter aufweist, in den die Mutter in einer ersten axialen Richtung
einsetzbar ist, und wobei das Halteteil erste Rastmittel aufweist,
die dazu ausgelegt sind, den Bundabschnitt einer in den Mutter-Aufnahmeabschnitt
eingesetzten Mutter zu hintergreifen.
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Ferner
wird die obige Aufgabe gelöst durch eine vormontierte Kontaktiereinheit
mit einer Mutter und einem Halteteil einer solchen Kontaktieranordnung
sowie durch eine Mutter für eine derartige Kontaktieranordnung.
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Ferner
wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Bilden
eines elektrischen Kontaktes zwischen wenigstens einem Anschlussteil
wie einem Kabelschuh und einem Bolzen, der einen Schaft mit einem
Außengewinde aufweist und mit einem Kontaktsubstrat wie
einem Blech verbunden ist, mit den Schritten:
- – Bereitstellen
einer vormontierten Kontaktiereinheit, die ein Halteteil aufweist,
an dem eine Mutter und das wenigstens eine Anschlussteil verliersicher
gehalten sind, insbesondere einer vormontierten Kontaktiereinheit
der oben erwähnten Art, in die das Anschlussteil zusätzlich
eingesetzt ist;
- – Aufsetzen der Kontaktiereinheit auf den Bolzen, derart,
dass der Schaft des Bolzens eine Öffnung des Anschlussteiles
durchdringt; und
- – Aufschrauben der Mutter auf den Bolzen, wobei ein
elektrischer Kontakt zwischen dem Anschlussteil und dem Bolzen hergestellt
wird und wobei das Halteteil an dem so gebildeten Kontakt verbleibt.
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Durch
die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann
eine Kontaktiereinheit vorkonfektioniert werden, in der die Mutter
an dem Halteteil verliersicher gehalten ist. An dem Ort eines Kabelsatzkonfektionärs kann
dann in das Halteteil ein Anschlussteil wie ein Kabelschuh (oder
eine Mehrzahl solcher Anschlussteile) eingesetzt werden. Ein derart
vorkonfektionierter Kabelsatz kann dann auf relativ einfache Weise vorab
geprüft werden, bevor der Kabelsatz an einem Ort einer
Endmontage montiert wird. Während des Transportes von dem
Kabelsatzkonfektionär zu dem Ort der Endmontage werden
die Mutter und das oder die Anschlussteile verliersicher an dem
Halteteil und folglich an dem Kabelsatz gehalten. Bei der Endmontage
ist es dann lediglich notwendig, die vormontierte Kontaktiereinheit
mit dem eingesetzten Anschlussteil auf einen Bolzen aufzusetzen
und aufzuschrauben, wobei das Halteteil an einem so gebildeten elektrischen
Kontakt verbleiben kann.
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Die
Endmontage kann auf diese Weise vereinfacht werden. Ferner kann
vermieden werden, dass an dem Ort der Endmontage das Aufsetzen eines
Anschlussteils auf den Bolzen vergessen wird. Allerdings ist es
bei einigen Ausführungsformen auch mög lich, vor
der Endmontage noch ein oder mehrere weitere Anschlussteile in das
Halteteil einzusetzen, bevor die Mutter auf den Bolzen aufgeschraubt
wird.
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Die
Gewindeabschnitte von Mutter und Bolzen können herkömmliche
Gewinde wie metrische Gewinde sein. In einigen Ausführungsformen
kann ein Gewindeabschnitt auch als selbstfurchender Gewindeabschnitt
ausgebildet sein, wobei in diesem Fall das andere Bauteil (bspw.
der Bolzen) einen furchbaren Gewindeabschnitt aufweist, der vor
dem Aufschrauben der Mutter glatt ausgebildet ist.
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Das
Halteteil kann zudem dazu ausgebildet sein, mit dem Bolzen derart
in Eingriff zu treten, dass ein Verdrehschutz realisiert wird. Alternativ
oder zusätzlich hierzu ist es auch möglich, ein
Schraubwerkzeug so auszubilden, dass dieses radial vorstehende Abschnitte
der Anschlussteile ergreift und auf diese Weise eine Verdrehsicherung
während des Aufschraubens realisiert wird.
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Ferner
kann an dem Bolzen vor dem Aufschrauben der Mutter eine Schutzkappe
aufgesetzt sein, die verhindert, dass ein Gewindeabschnitt des Bolzens
in einem Zeitabschnitt zwischen dem Fügen des Bolzens auf
das Kontaktsubstrat (wie z. B. ein Blech) und der Endmontage des
Kabelsatzes lackiert wird (was die Kontaktierfähigkeit
verringern könnte).
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Alternativ
hierzu ist es auch möglich, auf eine solche Kappe (die
bspw. als Mutter ausgebildet sein kann) zu verzichten, insbesondere,
wenn einer der Gewindeabschnitte von Mutter oder Bolzen als furchbarer
Gewindeabschnitt ausgebildet ist. Denn in diesem Fall kann ein metallischer
und folglich elektrisch leitender Kontakt zwischen der Mutter und
dem Bolzen auch durch den furchenden Gewindeeingriff realisiert
werden, selbst wenn der Bolzen vorher lackiert worden ist.
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Bei
der Verwendung eines furchenden Gewindeabschnittes kann zudem eine
Prozessüberwachung erfolgen, bei der ein während
des Aufschraubens der Mutter aufgebrachtes Drehmoment überwacht
wird, um auf diese Weise festzustellen, ob für einen jeweiligen
elektrischen Kontakt die richtige Anzahl von Anschlussabschnitten
zwischen der Mutter und dem Bolzen eingesetzt ist.
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Details
bezüglich des furchenden Gewindeeingriffs und der hiermit
realisierbaren Prozessüberwachung sowie Details hinsichtlich
eines Werkzeugs zum Realisieren einer Verdrehsicherung während des
Aufschraubens sind offenbart in der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2007 057 082.3 ,
auf deren Inhalt hiermit voll umfänglich Bezug genommen
wird.
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Von
besonderem Vorteil ist es bei der erfindungsgemäßen
Kontaktieranordnung, wenn das Halteteil einen Anschlussteil-Halteabschnitt
mit einem Ringkörper aufweist, von dem sich wenigstens
zwei Längsstege in axialer Richtung erstrecken, die zwischen
sich Radialöffnungen definieren.
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Die
Radialöffnungen können zur Durchführung
von Leitungsabschnitten der Anschlussteile verwendet werden.
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Dabei
ist es von besonderem Vorteil, wenn der Anschlussteil-Halteabschnitt
zweite Rastmittel zum verliersicheren Halten eines in den Anschlussteil-Halteabschnitt
eingesetzten Anschlussteils aufweist. Von besonderem Vorteil ist
es, wenn diese zweiten Rastmittel an wenigstens einem der Längsstege
ausgebildet sind.
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Auf
diese Weise können die zweiten Rastmittel zum verliersicheren
Halten des Anschlussteils konstruktiv einfach realisiert werden.
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Beispielsweise
können die zweiten Rastmittel einen Raststeg aufweisen,
der sich von einem Längssteg radial nach innen erstreckt.
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Bei
der Verwendung derartiger zweiter Rastmittel kann das Anschlussteil
in der Regel auf einfache Weise in das Halteteil eingeclipst werden
und ist anschließend darin verliersicher gehalten.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Ringkörper
wenigstens einen Axialschlitz auf, der sich von einem axialen Ende
in den Ringkörper erstreckt, das entgegengesetzt zu einem
axialen Ende ist, von dem sich die Längsstege erstrecken.
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Auf
diese Weise kann erreicht werden, dass der Ringkörper des
Halteteils in radialer Richtung aufweitbar ist, um das Einsetzen
der Mutter und/oder des Anschlussteils zu vereinfachen.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Halteteil
einen Anschlussteil-Halteabschnitt auf, der getrennt von dem Mutter-Halteabschnitt
ausgebildet ist.
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Bei
dieser Ausführungsform ist es möglich, Anschlussteile
unabhängig davon in das Halteteil einzusetzen, ob in dieses
bereits eine Mutter eingesetzt ist oder nicht.
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Bei
dieser Ausführungsform kann insbesondere eine vormontierte
Kontaktiereinheit bereitgestellt werden, bei der eine Mutter bereits
in das Halteteil eingesetzt ist und bei der sich Anschlussteile nachfolgend
in das Halteteil einsetzen lassen.
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Dabei
ist es von besonderem Vorteil, wenn der Anschlussteil-Halteabschnitt
und der Mutter-Halteabschnitt durch einen Schulterabschnitt voneinander
getrennt sind, der als Anschlag für die Mutter und/oder
das Anschlussteil dient.
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Bei
dieser Ausführungsform sind die unterschiedlichen Halteabschnitte
in axialer Richtung voneinander getrennt, wobei der Schulterabschnitt
als Anschlag zum rastenden Halten der Mutter und/oder des Anschlussteiles
dient.
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Vorteilhaft
ist hierbei ferner, wenn die Mutter einen Anlageabschnitt aufweist,
der umfänglich an einer radialen Innenfläche des
Schulterabschnittes anliegt.
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Bei
dieser Ausführungsform kann durch den radialen Kontakt
zwischen dem Anlageabschnitt und der radialen Innenfläche
des Schulterabschnittes des Halteteils eine konzentrische und stabile
Lage der Mutter in Bezug auf das Halteteil realisiert werden.
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Bei
dieser Ausführungsform kann eine vormontierte Kontaktiereinheit
aus einer Mutter und einem Halteteil besonders stabil ausgebildet
werden, so dass auch bei Einwirkung von äußeren
Kräften gewährleistet ist, dass sich die Mutter
nicht aus dem Halteteil löst.
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Insgesamt
ist es ferner von Vorteil, wenn die Mutter einen Zentrierabschnitt
aufweist, der sich axial in einen Anschlussteil-Halteabschnitt hinein
erstreckt.
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Bei
dieser Ausführungsform kann erreicht werden, dass in das
Halteteil eingesetzte Anschlussteile durch den Zentrierabschnitt
zentriert werden, indem der Zentrierabschnitt eine Kontaktöffnung
des Anschlussteiles durchdringt.
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Bei
dieser Ausführungsform ist insbesondere das Aufschrauben
der Mutter auf den Bolzen erleichtert, da ein vergleichsweise umständliches
Auffädeln der Anschlussteile auf den Bolzen entfallen kann.
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Besonders
bevorzugt ist der Zentrierabschnitt einstückig mit dem
Grundkörper der Mutter ausgebildet.
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Bei
dieser Ausführungsform ist der Zentrierabschnitt bevorzugt
in seiner axialen Länge an die Anzahl der an dem elektrischen
Kontakt anzuschließenden Anschlussteile angepasst.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform ist der Zentrierabschnitt
durch ein von der Mutter separates Zentrierelement gebildet, das
an der Mutter axial verschieblich gelagert ist.
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Dabei
kann das Zentnerelement bspw. in eine Öffnung der Mutter
eingepresst sein, derart, dass das Zentrierelement verliersicher
darin gehalten ist, jedoch beim Aufschrauben auf den Bolzen gegenüber
der Mutter axial verschieblich ist.
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Bei
dieser Ausführungsform kann das Zentrierelement für
unterschiedliche Anzahlen von Anschlussteilen eingerichtet sein.
Sofern weniger als die maximale Anzahl der Anschlussteile vor dem
Aufschrauben der Mutter eingesetzt ist, wird das Zentrierelement
in entsprechender Weise beim Aufschrauben der Mutter zusammengeschoben,
so dass ein elektrischer Kontakt sicher hergestellt werden kann.
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Das
Zentrierelement kann dabei bevorzugt als Hülsenelement
ausgebildet sein, das in eine Bohrung der Mutter axial verschieblich
eingesetzt ist.
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Ein
solches Hülsenelement kann dazu ausgebildet sein, außenumfänglich
als Zentriermittel für die zentrale Öffnung eines
Anschlussteiles zu wirken. Innenumfänglich kann das Anschlussteil
dazu ausgelegt sein, den Bolzen zu umgeben.
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Obgleich
oben beschrieben ist, dass der Zentrierabschnitt dazu ausgelegt
ist, in Öffnungen der Anschlussteile eingeführt
zu werden, um die Zentrierwirkung zu erzeugen, ist es auch möglich,
den Zentrierabschnitt so auszubilden, dass er am Außenumfang
der Anschlussteile (oder des Anschlussteils) angreift.
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Insgesamt
ist es ferner vorteilhaft, wenn das Anschlussteil in einer von der
ersten axialen Richtung entgegengesetzten axialen Richtung in das
Halteteil einführbar bzw. einsetzbar ist.
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Bei
dieser Ausführungsform kann erreicht werden, dass Anschlussteile
in das Halteteil einsetzbar sind, nachdem die Mutter bereits verliersicher
an dem Halteteil gelagert ist.
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Ferner
ist es insgesamt vorteilhaft, wenn das Halteteil einen Ringkörper
aufweist, an dessen Innenumfang sich die ersten Rastmittel erstrecken,
die zum rastenden Halten der Mutter an dem Halteteil dienen.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform ist der Mutter-Aufnahmeabschnitt
auch als Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt ausgebildet.
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Hierbei
können die ersten und die zweiten Rastmittel durch ein
und dieselben Rastmittel gebildet sein.
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Bei
dieser Ausführungsform ist es möglich, in das
Halteteil zunächst eines oder mehrere Anschlussteile einzusetzen
und anschließend die Mutter in das Halteteil einzusetzen,
derart, dass eine vormontierte Kontaktiereinheit von Beginn an bereits das
Halteteil, die Mutter und eines oder mehrere Anschlussteile beinhaltet.
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Hierbei
ist es bevorzugt, wenn das Halteteil einen Bodenabschnitt mit einer
axialen Öffnung aufweist, wobei das Anschlussteil und der
Bundabschnitt der Mutter zwischen dem Bodenabschnitt und den Rastmitteln
verliersicher aufgenommen sind.
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Insgesamt
kann mit der Erfindung je nach Ausführungsform wenigstens
einer der nachstehenden Vorteile realisiert werden.
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Bei
Realisierung der vormontierten Kontaktiereinheit aus dem Halteteil
und der Mutter kann sowohl der Arbeitsaufwand bei einem Kabelsatzkonfektionär
als auch bei der Endmontage reduziert werden. Bei Verwendung einer
vormontierten Kontaktiereinheit, in die bereits Anschlussteile eingesetzt
sind, kann zumindest der Arbeitsaufwand bei der Endmontage des Kabelsatzes
reduziert werden.
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Da
bei einigen Ausführungsformen Anschlussteile noch nachträglich
eingesetzt werden können, kann die Endmontage nochmals
vereinfacht werden.
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Generell
kann die Lage und die richtige Stückzahl von Anschlussteilen
an dem Halteteil vorab geprüft werden. Auch eine elektrische
Vorprüfung des Kabelsatzes ist hierbei möglich.
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Da
die Mutter in dem Halteteil verliersicher gehalten ist, können
während des Transportes Beschädigungen verringert
werden. Die Lagerhaltungskosten sind ebenfalls geringer.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kontaktieranordnung;
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2 eine
perspektivische Darstellung des Halteteils der Kontaktieranordnung
der 1;
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3 eine
Längsschnittansicht durch einen elektrischen Kontakt, der
mittels einer erfindungsgemäßen Kontaktieranordnung
gemäß 1 realisiert ist;
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4 eine
Mutter einer erfindungsgemäßen Kontaktieranordnung
im Längsschnitt mit einem abgewandelten Zentrierabschnitt;
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5 einen
elektrischen Kontakt kurz vor der Fertigstellung, und zwar unter
Verwendung einer Mutter der 4;
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6 den
elektrischen Kontakt der 5 nach Fertigstellung;
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7 eine
perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
eines Halteteils für eine erfindungsgemäße
Kontaktieranordnung; und
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8 eine
Längsschnittansicht durch einen elektrischen Kontakt unter
Verwendung einer Kontaktieranordnung mit einem Halteteil der 7.
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In 1 ist
eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Kontaktieranordnung generell mit 10 bezeichnet.
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Die
Kontaktieranordnung 10 weist eine Mutter 12 und
ein Halteteil 14 auf, die eine vormontierte Kontaktiereinheit 56 bilden.
Dabei ist die Mutter 12 verliersicher an dem Halteteil 14 gehalten.
Ferner beinhaltet die Kontaktieranordnung 10 eines oder
mehrere Anschlussteile 16, im dargestellten Fall zwei Anschlussteile 16a, 16b.
Die Anschlussteile 16 sind jeweils als Kabelschuhe ausgebildet.
Die Kontaktieranordnung 10 dient zur Herstellung eines
elektrischen Kontaktes zwischen den Kabelschuhen 16 und
einem nicht dargestellten Kontaktsubstrat bzw. Werkstück
wie einem Blech, auf das ein Bolzen gefügt ist. Die Kontaktiereinheit 56 aus
der Mutter 12 und dem Halteteil 14 ist dazu ausgelegt,
zunächst auch die Anschlussteile 16 in das Halteteil 14 einzusetzen
und anschließend die so fertig gestellte Kontaktieranordnung 10 auf
den Bolzen zu schrauben. Hierdurch wird ein elektrischer Kontakt
zwischen den Anschlussteilen und dem Bolzen bzw. dem Kontaktsubstrat
hergestellt, und zwar über die Mutter 12.
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Das
Halteteil 14 weist einen Mutter-Aufnahmeabschnitt 20 auf,
in den die Mutter 12 verliersicher eingesetzt werden kann,
und zwar in einer ersten axialen Richtung 22. Ferner weist
das Halteteil 14 einen Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt 24 auf,
in den das wenigstens eine Anschlussteil 16 eingesetzt
werden kann, und zwar in einer zweiten axialen Richtung 26, die
entgegengesetzt ist zu der ersten axialen Richtung.
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Bei
der Kontaktieranordnung 10 bilden, wie gesagt, die Mutter 12 und
das Halteteil 14 die vormontierte Kontaktiereinheit 56,
nachdem die Mutter 12 in der ersten axialen Richtung 22 in
den Mutter-Aufnahmeabschnitt 20 eingesetzt ist. Anschließend
können ein oder mehrere Anschlussteile 16 von der
entgegengesetzten Richtung 26 in den Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt 24 eingesetzt
werden. Dies kann bei einem Kabelkonfektionär erfolgen.
Hierdurch wird die Kontaktieranordnung 10 integraler Bestandteil
eines Kabelsatzes. Ferner können nach dem Transport zu
dem Ort einer Endmontage dort noch ein oder weitere Anschlussteile 16 in
den Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt 24 eingesetzt werden,
bevor die Mutter 12 auf den nicht dargestellten Bolzen
geschraubt wird, um den elektrischen Kontakt herzustellen.
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Die
Mutter 12 weist einen generell zylindrischen Grundkörper 30 auf,
der mit einem in 1 nicht dargestellten Innengewindeabschnitt
ausgebildet ist. Ferner weist die Mutter 12 einen Bundabschnitt 32 auf,
der in radialer Richtung ringartig gegenüber dem Grundkörper 30 vorsteht.
Der Bundabschnitt 32 ist rastend in dem Mutter-Aufnahmeabschnitt 20 aufgenommen.
Der Grundkörper 30 erstreckt sich in axialer Richtung
aus dem Halteteil 14 heraus. In einem oberen Bereich des
Grundkörpers 30, der sich außerhalb des
Halteteils 14 heraus erstreckt, ist ein Werkzeugansatzabschnitt 34 in
Form eines Sechskant-Abschnittes ausgebildet. Oberhalb des Werkzeugansatzabschnittes 34 weist
die Mutter eine Verschlusskappe 36 auf, die als separates
Bauelement ausgebildet sein kann und den nicht dargestellten Innengewindeabschnitt
abdeckt. Die Verschlusskappe 36 ist vorliegend jedoch einstückig
mit dem Grundkörper 30 ausgebildet.
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Ferner
beinhaltet die Mutter 12 einen Zentrierabschnitt 38,
der unterhalb des Bundabschnittes 32 angeordnet ist, d.
h. axial gegenüberliegend dem Werkzeugansatzabschnitt 34.
Der Zentrierabschnitt 38 erstreckt sich in den Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt 24 hinein,
derart, dass die Anschlussteile in dem Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt 24 mittels
des Zentrierabschnittes 38 axial zentriert werden können.
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Die
Anschlussteile 16 weisen jeweils einen Kontaktabschnitt 60 auf,
der nach der Art einer Öse mit einer zentralen Kontaktöffnung 62 ausgebildet
ist. Ferner erstreckt sich von dem Kontaktabschnitt 60 jeweils
ein Leitungsabschnitt 64, der mit einer elektrischen Leitung
oder Ähnlichem verbunden sein kann.
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Das
Halteteil 14 ist in größerer Genauigkeit in 2 dargestellt.
Es beinhaltet einen Ringkörper 40 mit einer zentralen
Axialöffnung 42. An dem Innenumfang des Ringkörpers 40 ist
ein Schulterabschnitt 44 ausgebildet, der sich in radialer
Richtung nach innen in die Axialöffnung 42 hineinerstreckt,
d. h. von dem Innenumfang des Ringkörpers 40 vorsteht.
Der Schulterabschnitt 44 ist im vorliegenden Fall durch
eine Mehrzahl von Vorsprüngen gebildet, die gegenüber
dem Innenumfang des Ringkörpers 40 vorstehen.
Der Schulterabschnitt 44 ist so ausgebildet, dass der Bundabschnitt 32 der
Mutter 12 sich in axialer Richtung auf einer Oberseite
des Schulterabschnittes 44 abstützen kann. Dieser
Bereich des Schulterabschnittes 44 bildet folglich einen
Teil des Mutter-Aufnahmeabschnittes 20. Ferner ist an dem Innenumfang
des Ringkörpers 40 eine Mehrzahl von Rastnasen 46 ausgebildet,
die erste Rastmittel bilden. Die Rastnasen sind am Innenumfang des
Ringkörpers 40 in unmittelbarer Nachbarschaft
zu einer Oberseite des Ringkörpers 40, d. h. zu
einer Oberseite des Halteteils 14 ausgebildet. Die Rastnasen 46 sind
von der Oberseite des Schulterabschnittes 44 um eine Entfernung
beabstandet, die der axialen Tiefe des Bundabschnittes 32 entspricht.
Beim Einsetzen der Mutter 12 in den Mutter-Aufnahmeabschnitt 20 wird
der Bundabschnitt 32 an den Rastnasen 46 vorbeigedrückt,
bis der Bundabschnitt 32 auf der Oberseite des Schulterabschnittes 44 aufliegt
und die Rastnasen 46 eine Oberseite des Bundabschnittes 32 hintergreifen,
wie es in 1 dargestellt ist. In diesem
Zustand ist die Mutter 12 mit dem Halteteil 14 verliersicher
verbunden.
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Um
das Einsetzen der Mutter 12 zu erleichtern, sind an dem
Grundkörper 30 eine oder mehrere Axialschlitze 48 vorgesehen,
die ein radiales Aufweiten des Ringkörpers 40 ermöglichen
bzw. erleichtern.
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Der
Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt 24 des Halteteils 14 beinhaltet
zwei oder mehr (im dargestellten Fall vier) Längsstege 50,
die sich von einer Unterseite des Ringkörpers 40 in
axialer Richtung erstrecken. Zwischen den Längsstegen 50 sind
Radialöffnungen 52 ausgebildet. Die Radialöffnungen 52 dienen
jeweils dazu, einen oder mehrere der Leitungsabschnitte 64 in
radialer Richtung aus dem Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt 24 herauszuführen.
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Von
einer Innenseite der Längsstege 50 steht jeweils
ein Raststeg 54 vor. Die Raststege 54 bilden zweite
Rastmittel. Die Raststege 54 erstrecken sich von einem äußeren
Ende der Längsstege 50 schräg nach innen,
derart, dass die Kontaktabschnitte 60 der Anschlussteile 16 in
der zweiten axialen Richtung 26 in den Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt 24 eingeschoben
werden können. Dabei werden die Raststege 54 radial
nach außen deformiert, bis sie zurückschnappen
und den Kontaktabschnitt 60 radial hintergreifen. Auf diese
Weise können eine oder mehrere Anschlussteile 16 verliersicher
in dem Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt 24 gehalten werden.
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In 3 ist
ein mittels der Kontaktieranordnung 10 fertig gestellter
elektrischer Kontakt in Form eines Massekontaktes 70 gezeigt.
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Auf
ein elektrisches Kontaktsubstrat bzw. Massesubstrat 72 in
Form bspw. eines Bleches wie eines Karosseriebleches ist ein Bolzen 74 gefügt, und
zwar derart, dass er starr mit dem Kontaktsubstrat 72 verbunden
ist und senkrecht gegenüber diesem vorsteht. Der Bolzen 74 kann
bspw. im Wege des sog. Bolzenschweißens mit dem Kontaktsubstrat 72 verbunden
sein. Der Bolzen 74 weist einen Befestigungsabschnitt 76 auf,
an dem der Bolzen 74 mit dem Kontaktsubstrat 72 verbunden
ist, bspw. in Form einer erstarrten Schweißschmelze. Der
Bolzen 74 weist ferner einen Flanschabschnitt 78 auf,
der gegenüber einer Oberfläche des Kontaktsubstrates 72 beabstandet
ist und an seinem Außenumfang bspw. als Polygonabschnitt
(z. B. Achtkant- oder Sechskantabschnitt) ausgebildet ist. Ferner
beinhaltet der Bolzen 74 einen Schaftabschnitt 80,
der sich oberhalb des Flanschabschnittes 78 erstreckt und
einen Außengewindeabschnitt 82 aufweist.
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In 3 ist
ferner der Innengewindeabschnitt 84 der Mutter 12 zu
erkennen, in den der Außengewindeabschnitt 82 des
Bolzens 74 geschraubt ist.
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Die
Mutter 12 weist axial unterhalb des Bundabschnittes 32 einen
Anlageabschnitt 86 auf, dessen Außenumfang an
den Innenumfang des Schulterabschnittes 44 angepasst ist.
Sofern der bundabschnitt 32 in die ersten Rastmittel eingerastet
ist, liegt der Anlageabschnitt 86 bündig an dem
Schulterabschnitt 44 an und sorgt dafür, dass
die vormontierte Kontaktiereinheit 56 axial ausgerichtet
ist, d. h. die Mutter 12 in Bezug auf das Halteteil 14 axial
starr festgelegt ist.
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Axial
unterhalb des Anlageabschnittes 86 weist die Mutter 12 einen
radial ausgerichteten Kontaktabschnitt 87 auf, an dem ein
als erstes in den Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt 24 eingesetztes
Anschlussteil 16 anliegt, genauer gesagt, dessen Kontaktabschnitt 60.
Der Kontaktabschnitt 87 geht in den Zentrierabschnitt 38 über,
der sich in axialer Richtung hülsenförmig um den
Bolzen 74 herum erstreckt und die Kontaktöffnungen 62 der
Anschlussteile 16 durchdringt. Bei dem dargestellten Massekontakt 70 sind
in dem Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt 24 vier Anschlussteile 16a–d
aufgenommen, wobei das oberste Anschlussteil 16a an dem
Kontaktabschnitt 87 anliegt. Das unterste Anschlussteil 16d liegt
auf einer Oberseite des Flanschabschnittes 78 auf.
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Der
Zentrierabschnitt 38 ist einstückig mit dem Grundkörper 30 der
Mutter 12 ausgebildet und ist hinsichtlich seiner axialen
Länge an die Anzahl der zu kontaktierenden Anschlussteile 16 angepasst. Genauer
gesagt, ist die axiale Länge des Zentrierabschnittes 38 etwas
kleiner als die Summe der axialen Dicken der Kontaktabschnitte 60 der
Anschlussteile 16a–d, die Teil des Massekontaktes 70 sind.
Hierdurch wird gewährleistet, dass die Anschlussteile 16a–d
zwischen der Oberseite des Flanschabschnittes 78 und dem
Kontaktabschnitt 87 zusammengedrückt werden können,
und zwar aufgrund des Gewindeeingriffes der Gewindeabschnitte 82, 84.
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Alternativ
hierzu kann vorgesehen werden, an der Oberseite des Flanschabschnittes 78 eine Ringvertiefung 89 vorzusehen,
wie es in 3 gestrichelt dargestellt ist.
In diesem Fall kann eine variable Anzahl von Anschlussteilen 16 zur
Bildung des Massekontaktes 70 verwendet werden, da der
Zentrierabschnitt 38 bei einer geringeren Bestückung
als der Maximalbestückung in die Ringvertiefung 89 eintauchen
kann.
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Ein
elektrischer Kontakt zwischen den Anschlussteilen 16 und
dem Kontaktsubstrat 72 kann zum einen direkt hergestellt
werden, indem die Anschlussteile 16 sich berühren
und die Oberseite des Flanschabschnittes 78 berühren.
Der Bolzen 74 ist dabei genauso wie die Kontaktabschnitte 60 aus
einem elektrisch leitenden Material wie Metall ausgebildet, so dass
eine elektrische Verbindung zu dem Kontaktsubstrat 72 (das
in der Regel ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt
ist) gebildet werden kann.
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In
manchen Fällen ist der Flanschabschnitt 78 jedoch
lackiert worden, bevor die Kontaktieranordnung 10 auf den
Bolzen 74 aufgeschraubt wird. In diesem Fall ist es bevorzugt,
wenn auf dem Bolzen 74 eine nicht dargestellte Schutzkappe,
bspw. in Form einer Kunststoffmutter aufgeschraubt war, die entfernt
wird, bevor die Mutter 12 aufgeschraubt wird. In diesem
Fall ist es nicht erforderlich, einen elektrischen Kontakt über
die Oberseite des Flanschabschnittes 78 herzustellen. Vielmehr
kann der elektrische Kontakt mit dem Kontaktsubstrat 72 über
den Kontaktabschnitt 87 sowie den Gewindeeingriff zwischen
den Gewindeabschnitten 82, 84 und über
den Bolzen 74 hergestellt werden.
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In
einer alternativen Ausführungsform kann einer der Gewindeabschnitte 82, 84 als
selbstfurchender Gewindeabschnitt ausgebildet sein. Der andere Gewindeabschnitt
ist in diesem Fall als furchbarer Gewindeabschnitt ausgebildet.
In diesem Fall ist es nicht unbedingt erforderlich, zum Schutz des
Außengewindeabschnittes 82 eine Kunststoffkappe
aufzusetzen, bevor der Bolzen 74 gemeinsam mit dem Kontaktsubstrat 72 lackiert
wird. Denn ein elektrischer Kontakt kann aufgrund des furchenden
Gewindeeingriffes auch dann hergestellt werden, wenn der Außengewindeabschnitt 82 (der
als furchbarer oder als furchender Gewindeabschnitt ausgebildet
sein kann) lackiert ist, bevor die Mutter 12 aufgeschraubt wird.
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Beim
Aufschrauben der Mutter 12 auf den Bolzen 74 besteht
generell eine Tendenz dahingehend, dass sich die Anschlussteile 16 mitdrehen. Dies
ist in der Regel unerwünscht und kann durch einen Verdrehschutz
verhindert werden. Ein solcher Verdrehschutz kann bspw. darin bestehen,
dass an einem Schraubwerkzeug, das an dem Werkzeugansatzabschnitt 84 angreift,
ein feststehendes Mundstück vorgesehen ist, das mit U-förmigen
Ausnehmungen ausgebildet ist. Diese umgreifen die Leitungsabschnitte 64 der
Anschlussteile 16 und verhindern folglich ein Verdrehen
dieser Anschlussteile während des Aufschraubvorganges.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, einen Verdrehschutz
zwischen dem Halteteil 14 und dem Bolzen 74 einzurichten, bspw.
dadurch, dass die Raststege 54 so dimensioniert sind, dass
sie an dem nicht kreisförmigen Außenumfang des
Flanschabschnittes 78 angreifen. In diesem Fall wird ein
Verdrehen der Anschlussteile 16 beim Aufschrauben der Mutter 12 dadurch
verhindert, dass die Anschlussteile 16 an den Innenseiten der
Radialöffnungen 52 anschlagen.
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Bei
Verwendung eines selbstfurchenden Gewindeabschnittes
82 bzw.
84 ist
es zudem möglich, eine Prozessüberwachung durchzuführen,
indem das von einem Schraubwerkzeug aufgebrachte Drehmoment überwacht
wird, und zwar über der Zeit und/oder über der
jeweiligen Drehposition. Da der Zeitpunkt des In-Eingriff-Tretens
des selbstfurchenden Gewindeabschnitts mit dem furchbaren Gewindeabschnitt
aufgrund des relativ hohen erforderlichen Drehmomentes erfasst werden
kann, kann anschließend aufgrund der Zeitdauer und/oder
der Drehposition bzw. der Anzahl der Umdrehungen festgelegt werden,
wie viele Anschlussteile
16 zwischen dem Kontaktabschnitt
87 und
der Oberseite des Flanschabschnittes
78 aufgenommen sind.
Details hierzu sind in der oben in Bezug genommenen deutschen Patentanmeldung
DE 10 2007 057 082.3 enthalten.
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In
den nachfolgenden 4 bis 8 sind alternative
Ausführungsformen erfindungsgemäßen Kontaktieranordnungen 10 bzw.
von Teilen hiervon dargestellt.
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Deren
genereller Aufbau und deren generelle Funktionsweise entsprechen
jener der Kontaktieranordnung 10 der 1 bis 3.
Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede eingegangen.
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In 4 ist
eine alternative Ausführungsform einer Mutter 12 gezeigt,
die einen Zentrierabschnitt 38 in Form eines separaten
Hülsenelementes 90 aufweist, das in eine Bohrung 92 im
Grundkörper 30 der Mutter 12 eingepresst
ist. Das Hülsenelement 90 ist dabei axial in die
Bohrung 92 hineinschiebbar, wenn die Mutter 12 auf
den Bolzen 74 aufgeschraubt wird. Sofern weniger als die
maximale Anzahl der Anschlussteile 16 in den Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt 24 eingesetzt
ist, verschiebt sich das Hülsenelement 90 beim
Aufschrauben der Mutter 12 in die Bohrung 92,
bis das Anschlussteil bzw. die Anschlussteile 16 zwischen
dem Kontaktabschnitt 87 und der Oberseite des Flanschabschnittes 78 angepresst
sind.
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Dies
ist in den 5 und 6 gezeigt.
In 5 ist gezeigt, dass die Kontaktieranordnung 10 lediglich
zwei Anschlussteile 16a, 16b aufnimmt, obgleich
in die Kontaktieranordnung 10 auch drei oder vier Anschlussteile 16 aufgenommen
werden könnten. In 5 ist ein
Zustand gezeigt, bei dem die Mutter 12 soweit aufgeschraubt
ist, bis die Unterseite des Hülsenelementes 90 an
der Oberseite des Flanschabschnittes 78 anstößt.
Anschließend wird die Mutter 12 noch weiter auf
den Bolzen 74 aufgeschraubt, wobei sich das Hülsenelement 90 in
die Bohrung 92 hineindrückt, bis der in 6 gezeigte Zustand
erreicht ist, bei dem der Kontaktabschnitt 87 die Anschlussteile 16 auf
die Oberseite des Flanschabschnittes 78 andrückt.
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In 4 ist
ferner gezeigt, dass die Mutter 12 nicht notwendigerweise
mit einer Verschlusskappe 36 ausgebildet sein muss, sondern
dass der Innengewindeabschnitt 84 axial durchgehend durch
die Mutter 12 hindurch ausgebildet sein kann. Die hierdurch
gebildete axiale Öffnung ist bei 94 gezeigt.
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In
den 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform
einer Kontaktieranordnung 10 gezeigt, wobei 7 das
hierzu verwendete Halteteil 14 zeigt.
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Das
Halteteil 14 weist einen Ringkörper 40 auf,
der einen Bodenabschnitt 98 mit einer Axialöffnung 42 bildet.
Von einer Oberseite des Ringkörpers 40 steht eine
Mehrzahl von Längsstegen 50 vor. An den Innenseiten
der Längsstege 50 sind jeweils Rastzungen 46, 54 ausgebildet.
Die Rastzungen 46, 54 bilden erste und zweite
Rastmittel.
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Eine
Oberseite des Bodenabschnittes 98 bildet eine Auflagefläche 102.
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Bei
dem Halteteil 14 ist ein einzelner Aufnahmeabschnitt zwischen
den Längsstegen 50 gebildet, der den Mutter-Aufnahmeabschnitt 20 und
den Anschlussteil-Aufnahmeabschnitt 24 beinhaltet.
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Bei
dem Halteteil 14 werden in den Aufnahmeabschnitt 20, 24 zunächst
die Kontaktabschnitte 60 der Anschlussteile 16 eingeclipst,
bis die Rastzungen 46, 54 deren Oberseiten hintergreifen.
Schließlich wird die Mutter 12, die in 8 gezeigt
ist, in den gleichen Aufnahmeabschnitt 20, 24 eingeführt,
bis ein Ende der Rastzungen 46, 54 den Bundabschnitt 32 der
Mutter hintergreift, wie es in 8 dargestellt ist.
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Die
Mutter 12 der in 8 gezeigten
Kontaktieranordnung 10 beinhaltet unterhalb des Kontaktabschnittes 87 keinen
Zentrierabschnitt, kann jedoch mit einem solchen ausgebildet sein.
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Der
Grundkörper 30 der Mutter 12 ist mit
einem Anlageabschnitt 86 ausgebildet, der in axialer Richtung
oberhalb des Bundabschnittes 32 vorgesehen ist. Dabei liegen
im eingesetzten Zustand der Mutter 12 die Rastzungen 46, 54 radial
an dem Anlageabschnitt 86 an, wie es in 8 gezeigt
ist.
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Ferner
ist in 7 zu erkennen, dass der Innenumfang des Ringkörpers 40 mit
radialen Vorsprüngen ausgebildet sein kann, deren Innenumfang ein
von der Kreisform abweichendes Profil bildet, das an den Außenumfang
des nicht kreisförmigen Umfanges des Flanschabschnittes 78 angepasst
ist. Folglich kann der Innenumfang des Ringkörpers 40 bzw.
der Innenumfang des Schulterabschnittes 44 einen Verdrehschutz
bilden.
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An
einem unteren Ende am Innenumfang des Ringkörpers 40 ist
eine Mehrzahl von Rastzungen 100 ausgebildet, die dazu
ausgelegt sind, eine Unterseite des Flanschabschnittes 78 des
Bolzens 74 zu hintergreifen.
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Demzufolge
ist es bei der Ausführungsform des Halteteils 14 der 7 auch
möglich, dieses zunächst auf den Bolzen 74 aufzuclipsen
und anschließend die Anschlussteile 16 in den
Aufnahmeabschnitt 20, 24 einzusetzen. Anschließend
kann die Mutter 12 aufgeschraubt werden. Alternativ hierzu
ist es auch möglich, bei einem Kabelkonfektionär
zunächst die Anschlussteile 16 in das Halteteil 14 einzuclipsen
und anschließend die Mutter 12 in das Halteteil 14 einzuclipsen,
um so eine vormontierte Kontaktiereinheit 56 einschließlich
der Anschlussteile 16 zu bilden. Die so gebildete vormontierte
Kontaktiereinheit 56 kann somit Bestandteil eines Kabelsatzes sein
und zu einem Ort einer Endmontage gebracht werden, bei dem die vormontierte
Kontaktiereinheit 56 insgesamt auf den Bolzen 74 aufgeschraubt
wird.
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Auch
bei dieser Ausführungsform kann einer der Gewindeabschnitte 82, 84 als
selbstfurchender (und der andere als furchbarer) Gewindeabschnitt ausgebildet
sein.
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Ein
oder mehrere Merkmale der Kontaktieranordnung der 7 und 8 können
auch bei der Kontaktieranordnung der 1–6 analog
realisiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0641944
A1 [0004]
- - DE 102006056065 [0005]
- - DE 102007057082 [0008, 0021, 0093]