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Die Erfindung betrifft ein Steckverbindersystem gemäß Anspruch 1. Die Erfindung betrifft insbesondere ein hochstrombelastbarer Steckverbinder bzw. ein hochstrombelastbares Steckverbindersystem mit einer Außen angeordneten stromleitfähigen. Buchse und mit einer in der Buchse angeordneten Steckhülse und einen in der Steckhülse eingebrachten, stromleitfähigen Kontaktkäfig, wobei die Steckhülse eine Vielzahl von langgestreckten Federelementen zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktbuchse und zwar in deren Kontaktaufnahmeraum aufweist.
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Stand der Technik
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Eine im Stand der Technik bekannte hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung ist beispielsweise aus der
US 5,474,479 A bekannt. Eine solche Buchse weist einen äußeren kreiszylinderförmigen Buchsenkörper und einen dazu komplementären, innen liegenden Steckerkörper somit eine kreiszylinderförmige Kontakthülse auf, rings um deren Außenumfang sich axial erstreckende, d. h. im wesentlichen in Steckrichtung axial verlaufende Lamellen vorgesehen sind. Jede der Kontaktlamellen hat axial verlaufende Längsseiten, die radial nach Innen von der Innenwand der Buchse weg zur Kontaktierung mit dem Komplementären Stecker abstehen und zwischen sich ein Planarteil einschließen. Dabei wird lediglich mit Hilfe des axialen Planarteils der jeweiligen Lamelle eine Kontaktnormalkraft in radialer Richtung ausgeübt, während. die radial abstehenden Längsseiten jeder Lamelle steif bzw. starr auf dem Außenumfang des Steckers aufstehen.
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In der
DE 10 2004 002 402 B3 ist eine alternative Ausführungsform eines hochstrombelastbaren Verbindungsstecker sowie ein dazugehöriges Kontaktierungselement gezeigt. In dieser Ausführungsform wird eine hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung angegeben mit einer Kontakthülse mit einer Vielzahl von Federelementen zur Vielpunktkontaktierung zwischen einem inneren Stiftelement und einer äußeren Buchse.
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Die Kontakthülse hat an einem stirnseitigen Ende einen ringförmigen Bundabschnitt, rings um dessen Außenumfang durch Längsschlitze voneinander getrennte, lang gestreckte Federelemente angeordnet sind, die in einem Soll-Kontaktierungsbereich auf das Stiftelement zu nach innen vorgebogen sind.
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Die im Stand der Technik genannten Kontaktprinzipien weisen mehrere Nachteile auf. Zum einen lassen sich solche Kontaktelemente nicht über einen längeren Kontaktierungsbereich kraftlos stecken und zum anderen führt ein häufiges Stecken und Trennen zu Oberflächenabnutzungen. Werden z. B. die Kontaktoberflächen vergoldet, schleifen bei den im Stand der Technik genannten Kontaktsystemen mit herkömmlichen Kontaktkäfigen die beschichteten Kontaktierungspunkte an ihrer korrespondierenden Kontaktfläche und werden mit der Zeit abgeschliffen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung mit einer Kontaktbuchse bereitzustellen, die vorbesagte Nachteile überwindet und einer Vielzahl praktischer Gegebenheiten eine zuverlässige und dauerhafte elektrische Vielpunktkontaktierung zwischen einer Kontaktbuchse und einer in der Kontaktbuchse angeordneten Steckhülse bereitstellt.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Steckverbindersystem gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
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Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Steckverbindersystem umfassend eine Kontaktbuchse und eine Steckhülse bereitzustellen, bei dem in der Steckhülse ein beweglicher Kontaktkäfig angeordnet ist, der einseitig an der Steckhülse angebunden ist und mit seinem anderen, vorzugsweise steckseitigen Ende hin- und her betätigbar ist.
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Ferner ist der Kontaktkäfig mit seinen Kontaktlamellen so innerhalb der Steckhülse angeordnet, dass beim Betätigen des Kontaktkäfigs entgegen der Steckrichtung die Kontaktlamellen durch in der Steckhülse angebrachte Schlitze hindurch ausfedern können und sich mit ihren Kontaktpunkten bzw. Kontaktbereichen an der Innenseite der Kontaktbuchse im Kontaktaufnahmeraum abstützen.
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Anders ausgedrückt befindet sich der Kontaktkäfig, welcher auch allgemein als Grit bezeichnet wird, in einer Steckhülse, welche Aussparungen, d. h. Schlitze für die Kontaktlamellen besitzt.
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Wird die Steckhülse in die Kontaktbuchse eingeführt, insbesondere gegen ein Betätigungsmittel, werden die Lamellen durch die Aussparungen hindurch ausgelenkt und kontaktieren mit der inneren Fläche der Hülse. Um die Kraft für die Auslenkung der Lamellen aufzubringen, wird vorzugsweise ein Hebel bzw. ein Verriegelungsmittel und Betätigungsmittel verwendet.
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Erfindungsgemäß wird daher ein Steckverbindersystem bereitgestellt, umfassend eine Kontaktbuchse mit einem Kontaktaufnahmeraum und einer Steckhülse zum Einstecken in den Kontaktaufnahmeraum, wobei die Steckhülse mit einer Außenhülse versehen ist, die mehrere sich in Steckrichtung S erstreckende Schlitze aufweist und wobei ferner ein Kontaktkäfig aus mehreren Kontaktlamellen innerhalb der Außenhülse angeordnet ist und wobei der Kontaktkäfig entgegen der Steckrichtung S an der Steckhülse angeordnet ist, dass die Kontaktlamellen beim Einschieben des Kontaktkäfigs in die Kontaktbuchse entgegen der Steckrichtung S durch die Schlitze hindurch ausfedern.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Kontaktlamellen des Kontaktkäfigs an einem Ende mit der Steckhülse verbunden, während das andere Ende mit einem Bundsteg bzw. mit einem Verbindungsabschnitt die Kontaktlamellen miteinander verbindet.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist das gegenüber der Steckhülse unverbundene Ende der Kontaktlamellen so ausgebildet, dass ein Betätigungsabschnitt vorgesehen ist. Der Betätigungsabschnitt kann beispielsweise mit einem in der Kontaktbuchse angeordneten Betätigungsmittel zusammenwirken.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform werden die Kontaktlamellen beim Einschieben des Kontaktkäfigs entgegen der Steckrichtung S zumindest teilweise durch die Schlitze hindurch ausgefedert.
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Hierdurch kann gewährleistet werden, dass nur die insbesondere in der Mitte durchgebogenen Abschnitte jeder der Kontaktlamellen durch die Schlitze hindurch so ausfedern, dass sich diese gegen die Innenseite der Steckhülse federnd abstützen. Auf diese Weise kann auch eine partielle Beschichtung der Kontaktlamellen vorgenommen werden, während der nicht kontaktierende Bereich der Kontaktlamellen unbeschichtet bleiben kann.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Breite der Schlitze größer und besonders bevorzugt nur unwesentlich größer als die Breite der Kontaktlamellen.
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Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kontaktlamellen in ihrer Längserstreckung jeweils benachbart zu einem Schlitz in Steckrichtung fluchtend so angeordnet sind, dass die jeweilige Kontaktlamelle, die zu dem Schlitz benachbart angeordnet ist, beim Einschieben des Kontaktkäfigs entgegen der Steckrichtung S durch den jeweils benachbarten Schlitz hindurch ausgefedert werden kann.
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Anders ausgedrückt wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform für jeden Schlitz bzw. für jede längliche Ausnehmung ein Schlitz in der Außenhülse der Steckhülse vorgesehen, so dass die Anzahl der Schlitze der Anzahl der Kontaktlamellen entspricht.
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Durch passende Orientierung des Kontaktkäfigs mit seinen Kontaktlamellen innerhalb der Steckhülse und zwar fluchtend mit den Ausnehmungen der Außenhülse, können bei einseitiger Befestigung, vorzugsweise an dem dem steckseitigen Ende gegenüberliegenden Ende der Kontaktlamellen an der Steckhülse bzw. an der Außenhülse der Steckhülse eine Steckhülse bereitgestellt werden, bei der sich der Kontaktkäfig durch Druck auf den Betätigungsabschnitt, der im steckseitigen Bereich die freien Arme der Kontaktlamellen miteinander verbindet, so ausgelenkt wird, dass die Kontaktlamellen bzw. jede Kontaktlamelle durch einen korrespondierenden Schlitz hindurch ausgefedert werden.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass jede Kontaktlamelle einen Kontaktbereich aufweist, der beim Einschieben des Kontaktkäfigs durch den benachbarten Schlitz hindurchragt und sich lediglich der Kontaktbereich an der Innenseite der Kontaktbuchse federnd abstützt.
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In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform ist die Kontaktbuchse mit einem Betätigungsmittel ausgestattet, welches im Kontaktkäfig so angeordnet ist, dass beim Einstecken der Steckhülse in die Kontaktbuchse das steckseitige Ende des Kontaktkäfigs (bzw. der Betätigungsabschnitt) entgegen der Steckrichtung S zumindest um ein Betätigungsweg L in die Steckhülse hineinschiebt, wodurch die an der gegenüberliegenden Seite an der Steckhülse bzw. Außenhülse befestigten Kontaktlamellen so gebogen werden, dass sie sich mit ihrem Kontaktierungsabschnitt durch die Schlitze hindurch bewegen und an der Innenseite der Kontaktbuchse federnd abstützen.
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Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, dass das Betätigungsmittel als ein in axialer Richtung S ausgebildeter Vorsprung an dem der Einstecköffnung gegenüberliegenden Ende der Kontaktbuchse angeordnet ist.
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Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, dass das der Einstecköffnung gegenüberliegende Ende der Kontaktbuchse verschlossen ist. Auf diese Weise ist es möglich, dass das Betätigungsmittel auf der verschlossenen Bodenfläche der Kontaktbuchse angeordnet ist und stirnseitig gegen einen Betätigungsabschnitt am Kontaktkäfig aufläuft. Da während des gesamten Steckvorgangs bis zum Erreichen des Betätigungsabschnittes des Kontaktkäfigs mit dem Betätigungsmittel sich die Steckhülse im wesentlichen kraftlos in die Kontaktbuchse einstecken lässt, wird erst bei Auflaufen auf das Betätigungsmittel der Kontaktkäfig betätigt und die Kontaktlamellen durch die Schlitze hindurch ausgelenkt. Je nach Abmessen des Betätigungsmittels lassen sich somit der Betätigungsweg und die Normalkraft der ausgelenkten Federn einstellen. Es ist insbesondere mit Vorteil vorgesehen, dass die Kontaktlamellen an dem der Steckseite gegenüberliegenden Ende einseitig an der Außenhülse der Steckhülse befestigt sind.
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In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform ist ein Verriegelungs- und Betätigungsbügel vorgesehen, der zwischen der Kontaktbuchse und einem entsprechend korrespondierenden Nocken an der Steckbuchse angeordnet ist. Durch Betätigen des Bügels und Verriegeln mit dem korrespondierenden Nocken lässt sich entlang einer Steuerkurve die Steckhülse in die Kontaktbuchse hinein betätigen.
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Auf diese Weise wird am Ende der Betätigungsbewegung eine vorzugsweise verriegelte Verbindungsanordnung erhalten, bei der sich durch Auslenken des Kontaktkäfigs eine sichere Steckverbindung ergibt, dadurch, dass in diesem Zustand eine nach geometrischer Abmessung gewünschte Normalkraft zwischen den Kontaktlamellen und der Buchse einstellbar ist, während über den Verrieglungsbügel und die korrespondierenden Nocken ein verriegelter Steckverbinderzustand erzielt werden kann. Auf diese Weise wird ferner gewährleistet, dass ein nahezu kräftefreies Stecken bis zum Erzielen der Eingriffbereiche zwischen Verriegelungs- und Betätigungsbügel und den korrespondierenden Nocken möglich ist und erst bei Betätigen des Kontaktkäfigs und der entsprechenden Kontaktlamellen durch die Schlitze hindurch, eine Kontaktierung und damit kurze Schleifbewegung zwischen den Kontaktpunkten der Kontaktlamellen und der Kontaktbuchse erfolgen.
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In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Betätigen des Verriegelungs- und Betätigungsbügels das bewegliche Ende des Kontaktkäfigs um einen Betätigungsweg L betätigt, der zu einer gewünschten Kontaktnormalkraft korrespondiert.
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Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Steckverbindersystems in einem teilweise gesteckten Zustand;
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2 eine Ansicht ähnlich 1, bei dem die Steckhülse in die Kontaktbuchse eingeschoben wurde;
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3 eine alternative Ausführungsform, bei der der männliche Teil des Kontaktes so gebogen wird, dass er einen auslenkbaren Kontaktkäfig beinhaltet;
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4 die alternative Ausführungsform als Flachkontakt, bei der im geschlossenen Ende ein Betätigungsvorsprung ausgebildet ist;
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5 das Ausführungsbeispiel aus 4 in dem eingestecktem Zustand.
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Die 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbindersystems 1. Das Steckverbindersystem 1 umfasst eine Kontaktbuchse 10 mit einem Kontaktaufnahmeraum 11 und eine Steckhülse 20 zum Einstecken in den Kontaktaufnahmeraum 11 der Kontaktbuchse 10. Die Steckhülse 20 ist mit einer Außenhülse 21 ausgebildet, wobei in der Außenhülse 21 mehrere in Steckrichtung S erstreckende Schlitze 22 vorgesehen sind. In der Steckhülse 20 ist ein Kontaktkäfig 30 angeordnet. Der Kontaktkäfig 30 weist mehrere sich in Steckrichtung S erstreckende Kontaktlamellen 31 auf. Die Steckhülse 20 weist ein steckseitiges Ende 23 auf, sowie ein steckfernes Ende 24. Das steckseitige Ende 23 ist mit einer Öffnung 25 versehen, in die das Betätigungsmittel 14 der Kontaktbuchse 10 hindurchtauchen kann, um einen Betätigungsabschnitt 33 des Kontaktkäfigs 30 zusammenzuwirken.
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Wie in der Schnittansicht der 1 und 2 ersichtlich, sind die Kontaktlamellen 31 im Bereich der Schlitze 22 angeordnet, so dass beim Zusammendrücken des Kontaktkäfigs 30 die Kontaktlamellen 31 nach Außen gebogen werden und durch die Schlitze 22 hindurchragen und sich mit ihren Kontaktierungsabschnitten an der Innenseite der Kontaktbuchse 10 federnd abstützen. Je nach geometrischer Ausbildung der Kontaktlamellen können diese so geformt sein, dass jeweils nur ein Kontaktpunkt im Kontaktierungsabschnitt 34 oder mehrere Kontaktpunkte, insbesondere in Steckrichtung parallel beabstandete Kontaktpunkte im Kontaktierungsabschnitt 34 mit der Innenseite der Kontaktbuchse 10 in Kontakt treten.
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Wie ferner in 1 und 2 ersichtlich, ist das steckferne Ende der Kontaktlamellen 31 an der Außenhülse 21 der Steckhülse 20 befestigt, während das steckseitige Ende unverbunden zur Steckhülse 20 ist. Allerdings ist das steckseitige Ende der Kontaktlamellen 31 mit einem Betätigungselement 33 versehen. In einer, wie hier vorliegenden, Ausführungsform ist das Betätigungselement 33 als ringförmige Scheibe ausgebildet, die stirnseitig beim Einschieben der Steckhülse 20 in die Kontaktbuchse 10, wie in 2 gezeigt, gegen das Betätigungsmittel 14 aufläuft und auf diese Weise betätigt wird.
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In der 1 gezeigten Einstecktiefe kann die Steckhülse 20 immer noch kraftlos in der Kontaktbuchse 10 hin- und her bewegt werden, so lange, bis das Betätigungsmittel 14 durch die Öffnung 25 hindurchreicht und das Betätigungselement 33 berührt.
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Bei weiterem Einstecken beispielsweise über einen Verriegelungs- und Betätigungsbügel 40, der in korrespondierende Nocken 41 eingreift, kann die Steckhülse 20 um einen Betätigungsweg L, der vorzugsweise der Länge des Betätigungsmittels 14 entspricht, in Steckrichtung betätigt werden, während das Betätigungselement 33 gegen die Stirnseite des Betätigungsmittel 14 der Kontaktbuchse 10 anliegt und dadurch der Kontaktkäfig in die Steckhülse 20 so eingeschoben wird, dass die Kontaktlamellen 31 durch die Schlitze 22 hindurchragen.
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In 3 und 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Steckverbindersystem 1 als Flachsteckverbinder bzw. Rechtecksteckverbindersystem ausgebildet.
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Die Kontaktbuchse 10 ist als eine im wesentlichen rechteckige Kontaktbuchse ausgebildet, die an ihrem hinteren Ende ein in den Kontaktaufnahmeraum 11 hervorstehendes Betätigungsmittel 14 aufweist. Die Kontaktbuchse 10 ist vorzugsweise als eine Stanz-/Biegekontaktbuchse aus einem Stück hergestellt, bei dem ein Überlappungsabschnitt eine Seitenwand ausbildet, bei dem zwei Schwalbenschwanzverbinder 15 mechanisch ineinander eingreifen.
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Die Steckhülse 20 ist als eine im wesentlichen rechteckige, zur Kontaktbuchse 10 korrespondierende Steckbuchse 20 ausgebildet. Die Steckbuchse 20 kann in einer vorteilhaften Ausführungsform aus einem Stanz-/Biegeteil hergestellt sein. Oben und unten besitzt dieses Stanz-/Biegeteil Schlitze 22, zwischen welchen sich im Kontakt integrierte Kontaktlamellen 31 befinden. Die Steckhülse 20 hat auf der der Innenseite der Buchsen zugewandten Seite eine ebene Fläche. Die Steckhülse 20 kann wie bei dem zuvor genannten Ausführungsbeispiel bis zur vorstehenden Betätigungsmittel 14 in die Kontaktbuchse 10 im wesentlichen ohne Einsteckkraft eingeführt werden, während die Kontaktlamellen 31 dann in Zusammenwirkung mit den ausfederbaren Kontaktlamellen 31 mit dem Betätigungsmittel 14 an die Innenseite der Kontaktbuchse 10 ausgefedert werden. Auch bei dieser Ausführungsform kann bevorzugt ein Verriegelungs- und Betätigungsbügel 40 vorgesehen sein, der an korrespondierenden Nocken 41 verriegeln kann.
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5 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß 4, bei dem die Steckhülse 20 vollständig in die rechteckige Kontaktbuchse 10 eingeführt wurde, während das Betätigungsmittel 14 die Kontaktlamellen durch die Schlitze 22 herausdrückt, so dass deren Kontaktpunkte im Kontaktierungsabschnitten 34 gegen die Innenwand der Kontaktbuchse 10 federnd anliegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbindersystem
- 10
- Kontaktbuchse
- 11
- Kontaktaufnahmeraum
- 12
- Innenseite
- 14
- Betätigungsmittel
- 15
- Schwalbenschwanzverbinder
- 20
- Steckhülse
- 21
- Außenhülse
- 22
- Schlitze
- 23
- steckseitiges Ende
- 24
- steckfernes Ende
- 25
- Öffnung
- 30
- Kontaktkäfig
- 31
- Kontaktlamellen
- 32
- Kontaktbereich/steckseitige Ende
- 33
- Betätigungsabschnitt Betätigungselement
- 34
- Kontaktierungsabschnitt
- 40
- Verriegelungs- und Betätigungsbügel
- 41
- Nocken
- L
- Betätigungsweg
- S
- Steckrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5474479 A [0002]
- DE 102004002402 B3 [0003]
