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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder für eine elektrische Leitung und eine Steckverbindung, die den Steckverbinder umfasst.
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Stand der Technik
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Um elektrische Leitungen miteinander zu verbinden, werden häufig Steckverbindungen verwendet, die zwei Steckverbinder umfassen, die zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes ineinandergesteckt werden können. Häufig müssen Steckverbindungen einer bestimmten Dichtheitsanforderung entsprechen, das heißt beispielsweise dicht gegen das Eindringen von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit sein. Insbesondere im Automobilbereich, wo im Motorraum Steckverbindungen vorhanden sind, sind solche Dichtheitsanforderungen gegenüber Spritzwasser gegeben.
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Bei einer derartigen Steckverbindung kann der eine Teil der Steckverbindung mit einer Dichtmatte abgedeckt sein, in der sich eine kleine Öffnung befindet, durch die der andere Teil der Steckverbindung in den dazu komplementären Teil gesteckt wird. Sind die beiden Teile der Steckverbindung, das heißt die beiden Steckverbinder, ineinandergesteckt, dichtet die Dichtmatte die Steckverbindung beispielsweise gegen das Eindringen von Wasser ab.
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Grundsätzlich kann hier das Problem bestehen, dass Dichtlamellen einer solchen Dichtmatte durch die hindurchzuführenden Kontakte bzw. den hindurchzuführenden Steckverbinder beschädigt werden. Ein besonderes Gefahrenpotential kann hier bei sogenannten Lanzenkontakten vorhanden sein, das heißt Kontakten, die mit einer Rastlanze ausgestattet sind, welche den Kontakt in der Aufnahme bzw. der Kammer für den Kontakt verriegeln. In der Regel sind derartige Metallrastlanzen aus Metall, da sie häufig einstückig mit dem Kontaktkörper gefertigt werden, der elektrisch leitfähig sein sollte, oder auch aus einem federnden Material gefertigt sein sollen. Insbesondere bei einer Demontage des Kontakts kann eine derartige Metallrastlanze eine Beschädigung der Dichtmatte verursachen, da sie scharfe Kanten aufweisen kann, die beim Herausziehen des Kontakts die Dichtmatte verschrammen können.
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Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, dass ein sogenannter „clean body”-Kontakt verwendet wird. Bei einem derartigen Kontakt entfällt die Rastlanze auf der Seite des Kontakts und wird durch ein Kunststoffelement mit analoger Funktion am anderen Steckverbinder ersetzt. Diese Kunststoffrastlanzen können an einem geeigneten Element am Kontaktkörper verrasten.
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Auch ist es möglich, die Gefahr der Beschädigung abzuschwächen, indem bei einer bestehenden Metallrastlanze am Kontakt eine entsprechende Biegung bzw. seitliche Schutzwände angebracht werden, die das Beschädigungspotential an der dichten Matte entschärfen. Dieser Ansatz reduziert in der Regel das Gefährdungspotential, kann es jedoch nicht komplett kompensieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Steckverbinder, beispielsweise ein Kontaktelement mit Metallrastlanze, bereitzustellen, welcher eine Beschädigung einer Dichtmatte zum Abdichten der Steckverbindung vermeidet.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Steckverbinder.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Steckverbinder zum Anschließen an eine elektrische Leitung ausgeführt, beispielsweise eine Leitung eines Kabelbaums. Der Steckverbinder umfasst dabei einen Kontaktkörper zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einem komplementären Kontaktkörper. Der Kontaktkörper kann dabei beispielsweise eine Aufnahme für ein Steckelement, beispielsweise ein Kastenkontakt sein (der komplementäre Kontaktkörper ist dabei das Steckelement, beispielsweise ein Pin). Es ist aber auch möglich, dass der Kontaktkörper selbst das Steckelement ist und der komplementäre Kontaktkörper dann die entsprechende Aufnahme darstellt.
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Das Steckelement kann dabei ein Steckerpol sein, der mit einer Leitung verbunden ist, die mit dem Kabelbaum verbunden werden soll.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Steckverbinder einen Rastkörper zum Verriegeln des Steckverbinders in einer Aufnahme, wobei der Rastkörper in einer zu einer Einsteckrichtung orthogonalen Einrastrichtung relativ zum Kontaktkörper zwischen einer Einraststellung und einer Einsteckstellung beweglich ist. Diese Aufnahme kann eine Aufnahme für ein Steckelement des Steckverbinders sein, kann aber auch eine Aufnahme sein, in der der Kontaktkörper aufgenommen ist, der wiederum das Steckelement aufnehmen kann. Diese Aufnahme weist eine Öffnung auf, die durch die Dichtmatte, die die Steckverbindung abdichten soll, abgedeckt ist und durch die der Kontaktkörper in die Aufnahme gesteckt werden kann.
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Der Rastkörper dient zum Verriegeln des Kontaktkörpers in der Aufnahme, wobei der Rastkörper in der Einsteckstellung in der Regel weniger über den Kontaktkörper hinausragt als in der Einraststellung. Normalerweise wird der Rastkörper durch ein Federelement des Steckverbinders nach außen gedrückt, wobei er beim Einstecken des Steckverbinders in die Aufnahme durch den Rand der Aufnahme nach innen gedrückt wird, um dann in einer Endstellung des Kontaktkörpers sich wieder in die Einraststellung zu bewegen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Rastkörper dabei ein Anschlagende auf, das in der Einraststellung an einer Kante der Aufnahme anliegt, um eine Bewegung des Kontaktkörpers entgegen der Einsteckrichtung zu verhindern. Beispielsweise weist die Aufnahme eine Aussparung auf, in die der Rastkörper hineinfedern kann, wenn der Kontaktkörper seine Endstellung in der Aufnahme erreicht. Diese Aussparung kann dann eine Kante aufweisen, deren Stirnfläche in dieselbe Richtung wie die Einsteckrichtung des Kontaktkörpers weist, und an der das Anschlagende des Rastkörpers in der Einraststellung anliegen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Rastkörper einen Stützabschnitt, der dazu ausgeführt ist, den Rastkörper in der Einsteckstellung zu halten. Der Stützabschnitt ragt dabei in der Einrastrichtung weiter über den Kontaktkörper hinaus als das Anschlagende. Beim Hineinstecken des Steckverbinders in die Aufnahme oder beim Herausziehen des Steckverbinders aus der Aufnahme kann der Stützabschnitt an einer entsprechenden Innenfläche der Aufnahme anliegen, was dazu führt, dass der Rastkörper in der Einsteckstellung verbleibt. Da das Anschlagende weniger weit über den Kontaktkörper hinausragt, befindet es sich in diesem Fall weiter innen in der Aufnahme als der Stützabschnitt, und das Anschlagende muss nicht die Seiten der Aufnahme, die beispielsweise von den Dichtlamellen der Dichtmatte gebildet werden, berühren. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das Anschlagende die Dichtlamellen beschädigt.
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Mit anderen Worten kann der Kern der Erfindung damit beschrieben werden, dass ein Steckverbinder für eine elektrische Leitung einen abgeschrägten Rastkörper umfasst, der ein Beschädigen einer Aufnahme für den Steckverbinder beim Entfernen des Steckverbinders aus der Aufnahme vermindert.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Steckverbinder eine Rastlanze, die sich in Einsteckrichtung erstreckt, und deren Ende den Rastkörper aufweist. Eine derartige Rastlanze kann beispielsweise einstückig mit dem Kontaktkörper gebildet sein, der in der Regel aus Metall ist und die ein automatisches Bewegen des Rastkörpers in die Einsteckstellung ermöglicht, wenn der Kontaktkörper in die Aufnahme geschoben wird. Beispielsweise kann die Rastlanze einen Streifen aus elastischem Material umfassen, der an einem Ende federnd mit dem Kontaktkörper verbunden ist und an einem anderen Ende zum Rastkörper gebogen ist.
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Beispielsweise kann die Rastlanze aus einem Metallstreifen bestehen. Auf diese Weise kann der Rastkörper und das elastische Element, das den Rastkörper in der Einraststellung hält, besonders einfach gefertigt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind der Kontaktkörper und der Rastkörper einstückig gefertigt. Beispielsweise können der Kontaktkörper und der Rastkörper aus einem Metallblech ausgestanzt werden und dann zu einem Kastenkontakt oder einem Steckelement gefaltet werden. Auf diese Weise können mit wenigen Arbeitsschritten ein elektrisch leitender Kontaktkörper mit einer elastisch federnden Rastlanze gefertigt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Rastkörper relativ zur Einsteckachse abgeschrägt. Dies ist eine erste Möglichkeit, wie ein Stützabschnitt geschaffen werden kann, der weiter über den Kontaktkörper hinausragt als das Anschlagende. Beispielsweise können im Fall einer Rastlanze das Ende der Rastlanze, das den Rastkörper darstellt, entsprechend gebogen werden, so dass ein gekröpftes Ende entsteht. Damit kann in einem Arbeitsschritt während des Stanzens oder Faltens des Kontaktkörpers die Form der Metallrastlanze ausgeprägt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Rastkörper eine Erhöhung als Stützabschnitt auf. In diesem Fall kann der Rastkörper beispielsweise in der Einraststellung parallel zur Einsteckachse verlaufen und an einem Ende eine Überhöhung aufweisen, die beispielsweise durch entsprechendes Falten der Metallrastlanze an dieser Stelle oder durch Auflöten der Erhöhung auf die Metallrastlanze geschaffen werden kann. Dies ist eine weitere Möglichkeit, einen Stützabschnitt zu schaffen, der weit über den Kontaktkörper hinausragt als das Anschlagende. Eine Erhöhung als Stützabschnitt kann dabei den Vorteil haben, dass relativ genau bestimmt werden kann, an welcher Stelle der Stützabschnitt bzw. welche Stelle der Rastlanze an der Innenfläche der Aufnahme anliegt. Auch kann in diesem Fall der Rastkörper (beziehungsweise seine Außenfläche) parallel zur Steckrichtung verlaufen, wodurch die federnden Eigenschaften der Rastlanze in Steckrichtung reduziert werden können, was dazu führt, dass der Steckverbinder besser in der Aufnahme fixiert werden kann.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steckverbindung, die einen Steckverbinder umfasst, so wie er obenstehend und untenstehend beschrieben ist, und eine Aufnahme zur Aufnahme des Steckverbinders, wobei die Aufnahme einen sich in Einsteckrichtung erstreckenden Stützbereich umfasst, auf die sich der Stützabschnitt des Rastkörpers in der Einsteckstellung abstützen kann. Der Stützbereich der Aufnahme kann dabei so ausgeführt sein, dass der Rastkörper beim Einstecken in die Aufnahme und beim Herausziehen des Steckverbinders aus der Aufnahme derart abgestützt wird, dass das Anschlagende nicht die Ränder der Aufnahme berühren kann, damit das Anschlagende nicht die Ränder der Aufnahme beschädigt.
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Beispielsweise kann der Stützbereich der Aufnahme weiter in die Aufnahme hineinragen als die Dichtlamellen der Dichtmatte, um eine derartige Konfiguration zu erzeugen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Aufnahme eine Öffnung, in die ein Werkzeug eingesteckt werden kann, mit dem der Rastkörper von der Einraststellung in die Einsteckstellung bewegt werden kann. Beispielsweise kann sich diese Öffnung der Öffnung gegenüberliegend befinden, in die der Kontaktkörper in die Aufnahme hineingesteckt wird. Auf diese Weise kann das Werkzeug von hinten in die Steckverbindung eingeführt werden, der Rastkörper mit dem Werkzeug nach innen gedrückt, das heißt von der Einraststellung in die Einsteckstellung gedrückt werden und gleichzeitig dem Werkzeug gegenüberliegend an der Steckverbindung gezogen werden. Damit rutscht der Rastkörper mit seinem Anschlagende von der Kante der Aufnahme herunter und in einen Bereich, in dem sich der Stützbereich der Aufnahme befindet, auf den sich dann der Stützabschnitt des Rastkörpers abstützen kann. Danach kann der Steckverbinder weiter aus der Aufnahme gezogen werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass vorhandene Dichtelemente beschädigt werden, da das Anschlagende des Rastkörpers durch den auf dem Stützbereich abgestützten Stützabschnitt von den Dichtlamellen bzw. der Dichtmatte ferngehalten werden.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die 1 zeigt einen Steckverbinder gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt.
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Die 2 zeigt eine Steckverbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt.
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Die 3 zeigt einen Steckverbinder gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in Draufsicht.
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Die 3 zeigt einen Steckverbinder gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in seitlicher Sicht.
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Die 4 zeigt einen Steckverbinder gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in seitlicher Sicht.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Die 1 zeigt eine Steckverbindung 10 im Längsschnitt. Die Steckverbindung 10 umfasst einen ersten Steckverbinder 12, der einen Kontaktkörper 14 in der Form eines Kastenkontakts 14 aufweist. Der Kastenkontakt ist über einen Crimp mit einer Leitung 18 verbunden. In den Kastenkontakt 14 kann ein komplementärer Kontaktkörper 16 in der Form eines Steckerpols 16, beispielsweise ein Pin 16, geschoben werden, der dann in der in der 1 dargestellten Endstellung einen elektrischen Kontakt zwischen dem Kastenkontakt 14 und einer nicht dargestellten elektrischen Leitung, die mit dem Steckerpol verbunden ist, herstellt. Zum Herstellen einer definierten konstanten elektrischen Verbindung weist der Kastenkontakt 14 dazu eine einseitige Kontaktfeder 20 auf, die den Steckerpol 16 gegen eine nicht federnde einseitige Kontaktstelle 22 drückt.
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In der 1 ist weiter dargestellt, dass der Steckverbinder 12, das heißt der Kastenkontakt 14 eine Metallrastlanze 24 aufweist, die an ihrem Ende einen Rastkörper 26 umfasst. Der Rastkörper 26 weist an seinem einen Ende bezüglich der Einsteckrichtung der Steckverbindung ein Anschlagende 28 auf und an seinem anderen Ende einen Stützabschnitt 30 in der Form einer Erhöhung 30.
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Der Rastkörper 26, bzw. der Kastenkontakt 14 ist in der 1 in der Einraststellung dargestellt, in der sich der Rastkörper 26 befindet, wenn die Rastlanze 24 und insbesondere der Stützabschnitt 30 nicht eingedrückt werden. Dazu ist die Rastlanze 24 aus einem Metallstreifen gefertigt, dessen elastische Eigenschaften dazu führen, dass der Rastkörper 26 ohne Kraftbeaufschlagung in der in der 1 gezeigten Stellung verbleibt, aber auch durch Kraftbeaufschlagung in Richtung des Inneren des Kastenkontakts 14 (im Wesentlichen orthogonal zur Einsteckrichtung) gedrückt werden kann.
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Die 2 zeigt eine Aufnahme 32, in der sich ein Steckverbinder 10 befindet, dessen Rastkörper 26 sich in der Einsteckstellung befindet.
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Die Aufnahme 32 umfasst eine Kammer 34, die den Kastenkontakt 14 des Steckverbinders 12 aufnehmen kann, der genauso wie der Steckverbinder 12 aus der 1 aufgebaut sein kann. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden in der 2 Elemente wie die Kontaktfeder 20 oder der Steckerpol 16 nicht dargestellt, die aber genauso wie bei dem Steckverbinder 12 aus der 1 vorhanden sein können.
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Auf dem Körper 36, beispielsweise ein Kunststoffkörper, in dem die Kammer 34 gebildet ist, sind in Richtung der Einsteckrichtung in dieser Reihenfolge eine Abdeckung 40 und eine Dichtmatte 38 angeordnet, die beide Öffnungen aufweisen, durch die die Steckverbindung 10 bzw. der Kastenkontakt 14 in die Kammer 34 geschoben werden kann. Die Dichtmatte 38 weist dabei Dichtlamellen 42 auf, die derart ausgeführt sind, dass, wenn der Kastenkontakt 14 vollständig in die Kammer 34 eingeschoben ist, die Dichtlamellen 42 dichtend an der Leitung 18 anliegen und ein Eindringen von Wasser in das Innere der Kammer 34, in der sich dann alle offenliegenden metallischen Elemente der Steckverbindung 10 befinden, verhindern.
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Die Aufnahme 32 weist an der Innenseite der Kammer 34 einen Stützbereich 44 auf, auf dem der Stützabschnitt 30 des Rastkörpers 26 während des Einschiebens der Steckverbindung 10 in die Kammer 34 bzw. während des Herausziehens der Steckverbindung 10 bzw. des Kastenkontakts 14 aus der Kammer 34 aufliegt. Dadurch, dass der Stützabschnitt 30, bzw. die in der 2 dargestellte Erhöhung 30 über die anderen Bereiche des Rastkörpers 26, wie insbesondere dessen Anschlagende 28 hinausragt, kann das Anschlagende 28 die Dichtlamellen 42 nicht berühren und diese auch nicht beschädigen.
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Ist die Steckverbindung 10, bzw. der Kastenkontakt 14 vollständig in die Kammer 34 eingeschoben, rutscht der Rastkörper 26 in eine Aussparung 46 an der Innenseite der Kammer 34. Dies geschieht automatisch dadurch, dass die Rastlanze 24 federnd ausgelegt ist und den Rastkörper 26 in die Aussparung 46 drückt. In dieser Stellung liegt das Anschlagende 28 an einer Kante 48 der Aufnahme 32 an, die die Aussparung 46 an einer Seite abschließt und die entgegen der Einsteckrichtung der Steckverbindung 10 zeigt. Auf diese Weise verhindert die Rastlanze 24, die somit mit der Aufnahme 32 in Eingriff steht, ein Herausfallen bzw. Herausziehen der Steckverbindung 10 aus der Aufnahme 32 entgegen der Einsteckrichtung.
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Der Öffnung der Kammer 34, durch die die Steckverbindung 10 bzw. der Kastenkontakt 14 in die Kammer 34 geschoben werden kann, gegenüberliegend befindet sich eine weitere Öffnung 50, durch die das Steckelement 16 in die Kammer 34 und den Kastenkontakt 14 geschoben werden kann, und eine weitere Öffnung 52, durch die ein Werkzeug in die Aufnahme 32 gesteckt werden kann, mit der die Steckverbindung 10 von der Aufnahme 32 gelöst werden kann. Dazu kann mit dem Werkzeug in der Öffnung 52 der Rastkörper 26 am Ende der Rastlanze 24 nach unten gedrückt werden. Wenn gleichzeitig an der Leitung 18 in Richtung des Pfeils 54 gezogen wird, rutscht der Rastkörper 26 mit der Erhöhung 30 unter den Stützbereich 44, so dass die Steckverbindung 10 bzw. der Kastenkontakt 14 aus der Kammer 34 gezogen werden kann. Auch beim Herausziehen der Steckverbindung 10 aus der Aufnahme 32 sind die Dichtlamellen 42 der Dichtmatte 38 wieder vor Beschädigung geschützt, da das Anschlagende 28 wieder so weit von ihnen entfernt ist, dass es sie nicht berühren kann.
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Insgesamt sind Kammer 34 und Kontaktelement 14 derart ausgelegt, dass die Metallrastlanze 24 und insbesondere ihr Rastkörper 26 mit dem Anschlagende 28, die Dichtlamellen 32 der Dichtmatte 38 nicht beschädigen kann. Dies wird sozusagen durch ein temporäres Zwangseinklappen der Metallrastlanze 24 während des Montagevorgangs bzw. Demontagevorgangs ermöglicht. Das Zwangseinklappen der Metallrastlanze 24 erfolgt dabei durch das Abstützen des Stützabschnitts 30 auf dem Stützabschnitt 44 der Aufnahme 32.
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Mit anderen Worten ist die Rastlanze 24, die eine Metallrastlanze sein kann, einklappbar, so dass die durch das Anschlagende 28 gebildete Störgeometrie für die Dichtlamellen 42 versteckt ist. Die Aussparung 46 bildet zusammen mit der Kante 48 eine Rastgeometrie für die Rastlanze 24, die mit der Steckverbindung 10 verbunden ist.
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Dadurch, dass der Stützabschnitt 30 auf dem Stützbereich 44 aufliegt, ist die Rastlanze 24 nach ihrer Entriegelung an der Kammerinnenwand 44 der Kammer 34 zwangseingeklappt. In dieser Position ist eine Beschädigung der Dichtlamellen 42 der Dichtmatte 38 nicht möglich.
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Die in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen des Steckverbinders 12 sind weibliche Steckverbinder, die dazu ausgeführt sind, einen Steckerpol 16 aufzunehmen.
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Die 3 bis 5 zeigen Steckverbinder 12', 12'', die als männliche Steckelemente 12', 12'' aufgefasst werden können. Diese Steckverbinder 12' sind dazu ausgeführt, direkt in eine Aufnahme gesteckt zu werden, um mit einem Kontaktelement, beispielsweise einem Land einer Leiterplatte, eine elektrische Verbindung einzugehen. Die 3, 4 und 5 zeigen dabei Varianten, bei denen der hinter einer Dichtmatte liegende Kontakt kein Federelement aufweist.
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In der 3 ist ein Steckverbinder 12' von oben dargestellt, dessen Kontaktkörper 56 aus einem Metallblech ausgestanzt ist aus dem der Kontaktkörper 56, die Rastlanze 24 und auch der Rastkörper 56 gebildet sind. Der Kontaktkörper weist dabei zur Stabilisierung zwei parallel zur Einsteckrichtung gefaltete Flügel 58 auf.
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In der 4 ist ein Steckverbinder 12' in seitlicher Sicht dargestellt. Der in der 4 gezeigte Steckverbinder 12' kann in Draufsicht genauso aussehen wie der Steckverbinder 12' aus der 3.
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Wie in der 4 zu erkennen ist, ist die Metallrastlanze 24 in einem Mittenbereich zum Kontaktkörper 56 hin derart abgeknickt, dass der Knickbereich 60 den Stützabschnitt 30 bildet. Das Anschlagende 28 befindet sich dabei wegen des Knicks 60 in der Rastlanze 24 näher am Kontaktkörper 56 als der Knick 60.
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Zur Herstellung eines breiteren Anschlagendes ist der Endbereich der Rastlanze 24 derart umgebogen, dass sich ein im Wesentlichen orthogonal zur Einsteckachse erstreckendes Anschlagende 28 ergibt.
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In der 5 ist ein weiterer Steckverbinder 12'' dargestellt, der auch in Draufsicht genauso aussehen kann wie der in der 3 dargestellte Steckverbinder 12'. Bei dem Steckverbinder 12' verläuft ein erster Abschnitt der Rastlanze 24 zuerst parallel in Einsteckrichtung, beschreibt dann in einem Mittenbereich 62 eine Kurve, die sich vom Kontaktkörper 56 entfernt, um in den Rastkörper 26 auszulaufen, dessen Anschlagende 28 wieder etwas zum Kontaktkörper 56 hin gekrümmt ist. Auch auf diese Weise wird ein Stützabschnitt 30 am Rastkörper 26 geschaffen, der weit über den Kontaktkörper hinausragt als das Anschlagende 28.
