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Die Erfindung betrifft einen Halterahmen gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Hauptanspruchs 1.
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Derartige Halterahmen werden benötigt, um mehrere zueinander gleichartige und/oder auch unterschiedliche Module aufzunehmen. Bei diesen Modulen kann es sich beispielsweise um Isolierkörper handeln, die als Kontaktträger für elektronische und elektrische und möglicherweise auch für optische und/oder pneumatische Kontakte vorgesehen sind. Von besonderer Wichtigkeit ist es, dass der Halterahmen eine vorschriftsmäßigen Schutzerdung gemäß der Steckverbinder-Norm EN61984 beispielsweise zum Einfügen des mit Modulen bestückten Halterahmens in metallische Steckverbindergehäuse ermöglicht.
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Stand der Technik
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Die Druckschrift
DE 27 36 079 A1 bezieht sich auf die Befestigung von Reihenklemmen oder Anschlußmoduln aus starrem Isoliermaterial durch Einrasten und Befestigen an ihrem Platz auf einer metallischen Trägerschiene, die unsymmetrisch sein kann und die durch ein U-förmiges Profil mit zwei nach innen vorspringenden Vorsprüngen gebildet sein kann, die in ihrer Höhe gegeneinander und gegenüber dem mittleren Teil des U-förmigen Profils versetzt sein können.
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Insbesondere offenbart die
DE 27 36 079 A1 eine einrastbare Reihenklemme oder ein Verbindungsmodul für elektrische Leitungen, wobei die Reihenklemme an ihren beiden Endkanten, die parallel zur Längsrichtung einer Trägerschiene verlaufen, zum Zusammenbau derartiger Reihenklemmen mit Nuten versehen ist, die jeweils mit innen liegenden horizontalen Vorsprüngen zusammenwirken, die in der Nähe der freien Enden der beiden Schenkel eines metallischen U-förmigen Trägerprofils vorgesehen sind, wobei die Nuten in jeweils unterschiedlichen Abständen von dem Boden des Profils gegen die Wirkung von zumindest einer quer verlaufenden Blattfeder eingesetzt werden können, die zwei Teile aufweist, die in Richtung auf den Boden bzw. gegen den hinteren Schenkel des Profils zusammendrückbar sind und von der ein freies Ende sich in Querrichtung im Inneren einer Nut verschieben kann, die in der Stärke des Metalls des Profils parallel zu dem Boden am Verbindungspunkt dieses Bodens mit einem inneren Teil mit vergrößerter Stärke des vorderen Schenkels dieses Profils ausgebildet ist, daß die Tiefe dieser Nut bezüglich des Abstandes zwischen den inneren Vorsprüngen ausreicht, um die Zusammendrückung des gekrümmten mittleren Teils der querverlaufenden Blattfedern zu ermöglichen, die erforderlich ist, damit die nach innen vorspringenden Vorsprünge in das Innere der Nuten der Endflächen der Reihenklemmen eintreten können, und daß der untere Teil der vorderen Endkante der Reihenklemmen eine Abschrägung aufweist, die das Einrasten dieser Reihenklemmen erleichtert und das Einrasten durch einfache Druckausübung auf die Reihenklemmen in Richtung auf den Boden des Profils der Trägerschiene ermöglicht.
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Die Druckschrift
DE 295 080 95 U1 betrifft einen Moduleinsetzrahmen zur Aufnahme von Kontaktmodulen zum Einsetzen in teckerverbindergehäuse mit einem Rahmenkörper aus zwei Wangenteilen und zwei Kopfstücken, die sich jeweils parallel gegenüberliegen und eine Aufnahmeöffnung für die Kontaktmodule bilden, mit Haltemitteln an den Wangenteilen, von denen die Kontaktmodule fixiert und gehalten werden, mit Führungsmitteln an den Kopfstücken, die einerseits ein positiv/männliches Führungselement und andererseits ein negativ/weibliches Führungselment umfassen, und mit Schutzkontaktmitteln, die an den Kopfstücken ausgebildet sind, wobei die Schutzkontaktmittel durch eines der Führungselemente selber, das einstückig mit dem Rahmenkörper verbunden ist, und eine einzelne Schutzkontaktfeder, die am anderen der Führungselemente befestigt ist, gebildet werden.
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Aus der Druckschrift
EP 0 860 906 B1 ist ein Halterahmen zur Halterung von Steckverbindermodulen und zum Einbau in Steckverbindergehäuse bzw. zum Anschrauben an Wandflächen bekannt, wobei die teckverbindermodule in den Halterahmen eingesetzt sind und Halterungsmittel an den Steckverbindermodulen mit an gegenüberliegenden Wandteilen (Seitenteilen) des Halterahmens vorgesehenen Ausnehmungen zusammenwirken, wobei die Ausnehmungen als allseitig geschlossene Öffnungen in den Seitenteilen des Halterahmens ausgebildet sind, wobei der Halterahmen aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Hälften besteht, wobei die Trennung des Halterahmens quer zu den Seitenteilen des Rahmens vorgesehen ist, und wobei Gelenke in den Befestigungsenden des Halterahmens derart angeordnet sind, dass beim Aufschrauben des Halterahmens auf eine Befestigungsfläche sich die Rahmenteile derart ausrichten, dass die Seitenteile des Halterahmens rechtwinklig zur Befestigungsfläche ausgerichtet sind und die Steckverbindermodule über die Halterungsmittel eine formschlüssige Verbindung mit dem Halterahmen aufweisen. In der Praxis sind solche Halterahmen üblicherweise in einem Druckgussverfahren, insbesondere in einem Zinkdruckgussverfahren gefertigt.
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Die Druckschrift
EP 2 581 991 A1 offenbart einen Halterahmen für Steckverbindermodule, der zwei Rahmenhälften aufweist, die durch Linearverschieben der einen Rahmenhälfte relativ zur anderen Rahmenhälfte in eine Schieberichtung miteinander verrastbar sind, wobei an den Rahmenhälften jeweils zueinander korrespondierende Rastmittel vorgesehen sind, die beim Linearverschieben ein Verrasten der beiden Rahmenhälften miteinander in zwei verschiedene Raststellungen bewirken, in denen die Rahmenhälften in verschiedenem Abstand zueinander beabstandet sind.
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Es hat sich in der Praxis jedoch gezeigt, dass solche Halterahmen bei der Montage eine aufwändige Bedienung erfordern. Beispielsweise müssen solche Halterahmen aus dem Steckverbinder herausgeschraubt und/oder entrastet werden, sobald auch nur ein einziges Modul ausgetauscht werden soll. Dabei fallen möglicherweise auch die anderen Module, deren Entnahme gar nicht erwünscht war, aus dem Halterahmen heraus und müssen dann vor dem Zusammenschrauben und/oder vor dem Verrasten der Rahmenhälften wieder eingefügt werden. Schließlich müssen sich bereits vor dem Zusammenfügen der Rahmenhälften alle Module gleichzeitig in der für sie vorgesehenen Position befinden, um beim Zusammenfügen der Rahmenhälften endgültig im Halterahmen fixiert zu werden, was die Montage erschwert.
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Die Druckschrift
EP 1 801 927 B1 offenbart einen Halterahmen, der aus einem einteiligen Kunststoffspritzteil besteht. Der Halterahmen ist als umlaufender Kragen ausgebildet und weist an seiner Steckseite mehrere durch Schlitze getrennte Wandsegmente auf. Jeweils zwei gegenüber liegende Wandsegmente bilden einen Einfügebereich für ein Steckermodul, wobei die Wandsegmente fensterartige Öffnungen aufweisen, die zur Aufnahme von an den Schmalseiten der Module angeformten Vorsprüngen dienen. Weiterhin ist in den Wandsegmenten jeweils eine Führungsnut vorgesehen. Die Führungsnut ist oberhalb der Öffnungen mittels eines nach außen versetzten Fenstersteges gebildet, der auf der Innenseite eine Einführungsschräge aufweist. Zusätzlich weisen die Steckmodule Rastarme auf, die an den Schmalseiten in Richtung der Kabelanschlüsse wirkend, angeformt sind, und unterhalb der seitlichen Kragenwand verrasten, so dass zwei unabhängige Rastmittel die Steckverbindermodule im Halterahmen fixieren.
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Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist zum einen, dass es sich um einen aus Kunststoff gebildeten Halterahmen handelt, der gattungsgemäß nicht zur Schutzerdung und damit nicht für den Einbau in metallische Steckverbindergehäuse geeignet ist. Die Verwendung metallischer Steckverbindergehäuse setzt eine solche Schutzerdung jedoch voraus und ist sowohl wegen ihrer mechanischen Robustheit, ihrer Temperaturbeständigkeit und wegen ihrer elektrisch schirmenden Eigenschaften in vielen Fällen notwendig und daher vom Kunden erwünscht. Weiterhin hat sich gezeigt, dass die Herstellung der vorgenannten Kunststoffhalterahmen im Spritzgussverfahren zumindest schwierig und nur mit hohem Aufwand zu realisieren ist. Letztlich ist auch die Hitzebeständigkeit eines solchen Kunststoffhalterahmens für spezielle Anwendungen, beispielsweise in der Nähe eines Hochofens, nicht immer ausreichend.
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Schließlich werden das Kunststoffmaterial und die Form, insbesondere die Stärke des Halterahmens an den relevanten Stellen primär von den Anforderungen an die Biegsamkeit bestimmt und nicht von denen der Temperaturbeständigkeit.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bauform für einen Halterahmen anzugeben, die einerseits eine gute Hitzebeständigkeit und eine hohe mechanische Robustheit aufweist und die insbesondere auch beim Einbau in ein metallisches Steckverbindergehäuse eine entsprechende Schutzerdung, insbesondere eine PE („Protection Earth”), ermöglicht und die andererseits auch eine komfortable Bedienbarkeit, insbesondere beim Auswechseln einzelner Module, gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt mit einem Halterahmen der eingangs erwähnten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Hauptanspruchs 1 gelöst.
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Ein solcher Halterahmen ist im Bereich der schweren Industriesteckverbinder einsetzbar und kann zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen. Dadurch wird gegebenenfalls eine Schutzerdung ermöglicht, die beispielsweise dadurch realisiert sein kann, dass der Halterahmen einen PE-Kontakt aufweist oder zumindest mit einem solchen PE-Kontakt ausgestattet ist.
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Der Halterahmen weist einen Grundabschnitt und einen Verformungsabschnitt auf, die wenigstens teilweise aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind. Der Grundabschnitt dient zur Fixierung eines aufgenommenen Moduls in einer Ebene. Der Verformungsabschnitt kann einen Einführzustand und einen Haltezustand annehmen, wobei der Einführzustand ein Einführen wenigstens eines Moduls in einer Richtung quer zur Ebene in den Halterahmen erlaubt, wobei ein aufgenommenes Modul im Haltezustand fixiert ist.
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Der Halterahmen kann beispielsweise einen Grundrahmen als Grundabschnitt und mindestens ein, bevorzugt zwei Wangenteile als Verformungsabschnitt aufweisen. Der Grundrahmen kann dann aus einem anderen Werkstoff gebildet sein als die Wangenteile und somit vorteilhafterweise eine geringere Elastizität und damit eine größere Steifigkeit besitzen als die Wangenteile.
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Der Verformungsabschnitt, insbesondere das oder die Wangenteile, können aus einem Material gebildet sein, das entsprechend seinem Spannungs/Dehnungs-Diagramm elastischer ist, also ein kleineres Elastizitätsmodul aufweist, als dasjenige Material, aus dem der Grundabschnitt, insbesondere der Grundrahmen, gebildet ist. Umgekehrt formuliert kann das Material des Grundabschnitts steifer sein als das Material, aus dem der Verformungsabschnitt gebildet ist. Beispielsweise kann das Material des Grundrahmens entsprechend seinem Spannungs/Dehnungs-Diagramm ein Elastizitätsmodul besitzen, welches größer ist als das Elastizitätsmodul desjenigen Materials, aus dem die Wangenteile gebildet sind.
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Der Betrag des Elastizitätsmoduls ist dabei umso größer, je mehr Widerstand ein Material seiner elastischen Verformung entgegensetzt.
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Weiterhin kann das Material, aus dem der Verformungsabschnitt gebildet ist, entsprechend seinem Spannungs/Dehnungs-Diagramm, einen größeren elastischen Bereich besitzen, als dasjenige Material, aus dem der Grundabschnitt gebildet ist.
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Insbesondere kann der Grundabschnitt, insbesondere der Grundrahmen, steif, insbesondere idealisiert betrachtet starr, ausgeführt sein.
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Weiterhin kann der Verformungsabschnitt, insbesondere das Wangenteil oder die Wangenteile, federelastisch ausgeführt sein und können vorteilhafterweise aus einem federelastischen Blech gefertigt sein.
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Unter einem federelastischen Blech ist dabei ein Blech zu verstehen, das federelastische Eigenschaften, wie beispielsweise eine reversible Verformbarkeit, insbesondere unter Aufbringung einer entsprechenden Rückstellkraft, aufweist, also beispielsweise ein Blech, das aus Federstahl oder einem vergleichbaren Material gefertigt ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein Vorteil der Erfindung besteht somit darin, dass die Module einzeln und mit nur sehr geringem Aufwand in den Halterahmen eingefügt und wieder daraus entfernt werden können, was insbesondere die händische Bestückung erleichtert. Die federelastischen Eigenschaften des Verformungsabschnitts, insbesondere des Wangenteils oder der Wangenteile, gestatten es nämlich, Module einzeln mit nur sehr geringem Aufwand einzufügen oder zu entnehmen. Gleichzeitig kann der Grundrahmen durch seine Steifigkeit für die notwendige mechanische Stabilität beim Halten der eingefügten Module sorgen.
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Vorteilhafterweise ist sowohl für den Grundabschnitt, insbesondere den Grundrahmen, als auch für den Verformungsabschnitt, insbesondere die Wangenteile, durch eine Verwendung eines oder mehrerer metallischer Werkstoffe eine, verglichen beispielsweise mit Kunststoff, hohe Temperaturbeständigkeit und weiterhin auch eine besonders große mechanische Robustheit des Halterahmens gewährleistet.
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Ein weiterer Vorteil des Einsatzes eines oder mehrerer metallischer Werkstoffe besteht darin, dass der Halterahmen zur elektrischen Sicherheit eine Schutzerdung, insbesondere eine PE-Schutzerdung eines metallischen Steckverbindergehäuses, in welches der Halterahmen eingefügt wird, ermöglicht. Dies gewährleistet weiterhin als zusätzlichen Vorteil auch eine Schirmung der durch den Steckverbinder übertragenen Signale. Bei dieser Schirmung kann es sich um einen Schutz gegen Störfelder von außen handeln. Es kann sich aber auch um eine Schirmung zur Vermeidung oder Verminderung einer Störaussendung, also zum Schutz der Umwelt gegen Störfelder des Steckverbinders handeln. Mit anderen Worten werden nicht nur die durch die Module übertragenen Signale vor äußeren Störfeldern geschützt, sondern es findet auch ein Schutz der Umgebung vor Störungen statt, welche durch einen Stromfluss, der durch die Module verläuft, entstehen.
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Ein besonders großer zusätzlicher Vorteil der Verwendung eines oder mehrerer metallischer Werkstoffe besteht weiterhin darin, dass der Halterahmen einerseits besonders hitzebeständig ist und andererseits trotzdem, beispielsweise durch die Verwendung von federelastischem Blech, an den dafür erforderlichen Stellen eine ausreichend hohe Elastizität aufweist, um die Module einzeln und mit geringem Aufwand in den Modulrahmen einzufügen und wieder zu entnehmen. Daher ist es von besonders großem Vorteil, wenn der Halterahmen an geeigneten Stellen federelastisches Blech aufweist, denn dadurch ist er bei mindestens ebenso großer Elastizität wesentlich hitzebeständiger als ein aus mechanischer Sicht sonst funktional vergleichbarer Kunststoffrahmen. Dazugehörige Module können in ihrer Bauform dementsprechend kompakt ausgeführt sein, so dass sie weiterhin aus Kunststoff gefertigt sein können und trotzdem verhältnismäßig hitzebeständig sind.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Halterahmen mehrere verschiedene Bereiche, beispielsweise einen ersten und einen zweiten Bereich, aufweist, welche zueinander eine unterschiedliche Elastizität besitzen, weil er dann im Bereich der höchsten Biegebeanspruchung gezielt ein höheres Widerstandsmoment aufbringen kann. Der erste Bereich kann dem Grundabschnitt entsprechen. Der zweite Bereich kann dem Verformungsabschnitt entsprechen.
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Diese verschiedenen Bereiche, insbesondere der Grundabschnitt und der Verformungsabschnitt, können beispielsweise aus verschiedenen Materialien gebildet sein und so bevorzugt verschiedene Materialeigenschaften, insbesondere verschiedene Elastizitätsmodule, aufweisen.
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Der zweite Bereich, insbesondere der Verformungsabschnitt, kann dadurch eine höhere Elastizität aufweisen, als der erste Bereich, der insbesondere dem Grundabschnitt entspricht. Der erste Bereich kann somit, umgekehrt formuliert, eine größere Steifigkeit besitzen als der zweite Bereich. Insbesondere kann der erste Bereich steif ausgebildet sein und der zweite Bereich kann federelastisch ausgebildet sein. Eine solche Elastizität bzw. Steifigkeit kann einerseits, wie bereits erwähnt, durch das jeweils verwendete Material erreicht werden und/oder es kann andererseits auch durch die geometrische Formgebung dieser Bereiche, insbesondere des Grundabschnitts und des Verformungsabschnitts, erreicht werden.
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Der erste Bereich, insbesondere der Grundabschnitt, kann dazu aus einem steifen Material gebildet sein, beispielswiese aus einer Zinklegierung oder aus einer Aluminiumlegierung oder aus einer Kupferlegierung. Der zweite Bereich, insbesondere der Verformungsabschnitt, kann aus einem federelastischen Material gebildet sein und somit beispielsweise aus einem federelastischen Stahlblech bestehen.
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Der erste Bereich, insbesondere der Grundabschnitt, kann in einem Gießverfahren, beispielsweise in einem Zinkdruckguss- oder Aluminiumdruckgussverfahren hergestellt werden oder auch durch Fräsen aus beispielsweise einer Kupferlegierung hergestellt werden. Beispielsweise kann es sich bei dem ersten Bereich, insbesondere dem Grundabschnitt, bevorzugt um den umlaufenden Grundrahmen handelt. Bei dem Grundrahmen kann somit insbesondere um ein Zinkdruckgussteil handeln. Der Grundrahmen kann im Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sein, besitzt also zwei einander parallel gegenüber liegende Stirnflächen und rechtwinklig dazu zwei einander parallel gegenüber liegende Seitenteile, wobei die beiden Stirnflächen kürzer sind als die beiden Seitenteile. Sowohl die Stirnflächen als auch die Seitenteile können dabei eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweisen.
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Weiterhin kann der zweite Bereich, insbesondere der Verformungsabschnitt, beispielsweise aus dem mindestens einen, bevorzugt den beiden, separaten Wangenteilen gebildet sein, von denen jedes Wangenteil bevorzugt aus jeweils einem federelastischen Blechteil besteht. Die beiden Wangenteile können gegebenenfalls aus demselben Material, insbesondere aus federelastischem Blech, bestehen und zudem die gleiche Stärke aufweisen. Beispielsweise können die bevorzugt beiden Wangenteile aus demselben Stanzblech ausgestanzt sein.
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Jedes Wangenteil kann im Wesentlichen flächig ausgebildet sein und bevorzugt eine rechteckige Grundform aufweisen. Somit besitzt es zwei einander gegenüber liegende, lange Kanten, nämlich eine erste und eine zweite Kante, und rechtwinklig dazu zwei einander gegenüberliegende kurze Kanten, nämlich eine dritte und eine vierte Kante. Das Wangenteil besitzt insbesondere in regelmäßigen Abständen an seiner ersten Kante beginnende und sich bevorzugt rechtwinklig dazu in Richtung der zweiten Kante in das Wangenteil hinein verlaufende, bevorzugt geradlinige, Schlitze, wodurch im Wangenteil frei stehende Laschen gebildet sind. Weiterhin kann in jeder dieser Laschen ein Rastfenster als Rastelement angeordnet sein. Diese Rastfenster sind dafür vorgesehen, Rastnasen eingefügter Module aufzunehmen, um die Module im Halterahmen zu verrasten. Weiterhin kann jedes Wangenteil mehrere Befestigungselemente, insbesondere Befestigungsausnehmungen in bevorzugt runder Form, zur Befestigung am Grundrahmen aufweisen.
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Jedes der beiden Wangenteile kann vorteilhafterweise an jeweils einer Außenseite eines der beiden Seitenteile am Grundrahmen befestigt sein, so dass sich jeweils zwei federelastische Laschen der beiden Wangenteile symmetrisch gegenüber stehen. Weiterhin können diese Laschen zu ihrem Ende hin leicht nach außen, d. h. vom Grundrahmen und somit voneinander weg, gebogen sein, um das Einfügen eines Moduls zu erleichtern.
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An dem entsprechenden Seitenteil, bevorzugt an beiden Seitenteilen, kann der Grundrahmen Befestigungsmittel, beispielsweise runde Befestigungszapfen, aufweisen. Diese Befestigungsmittel können in die Befestigungsausnehmungen des dazugehörigen Wangenteils eingreifen und die Wangenteile so, beispielsweise durch Verrasten und/oder durch eine form- und kraftschlüssige Verbindung am Grundrahmen halten. Zusätzlich oder alternativ dazu können die Wangenteile am Grundrahmen durch Verkleben, Schweißen, Löten, Nieten und/oder Verschrauben oder durch irgendeine andere Befestigungsart am Grundrahmen befestigt sein.
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Die dazu gehörenden Module können im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sein und können an zwei einander gegenüberliegenden Stirnflächen jeweils eine Breite aufweisen, die der Breite einer Lasche entspricht. Jedes Modul weist vorteilhafterweise an seinen beiden Stirnflächen jeweils eine Rastnase auf, die ebenfalls im Wesentlichen quaderförmig ausgeführt sein kann. Jede der federelastischen Laschen des Halterahmens besitzt vorteilhafterweise ein Rastfenster, welches im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sein kann, und das zur bevorzugt formschlüssigen Aufnahme einer solchen Rastnase vorgesehen ist.
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Die beiden Rastnasen eines Moduls können sich, beispielsweise in ihrer Form und/oder ihrer Größe, insbesondere durch ihre Länge, voneinander unterscheiden und die Laschen an beiden Seiten des Halterahmens können dazu entsprechende Fenster aufweisen, die sich also ebenfalls voneinander unterscheiden und die in ihrer Größe und/oder ihrer Form zu jeweils einer der Rastnasen passen. Dies hat den Vorteil, dass dadurch die Orientierung jedes Moduls im Halterahmen festgelegt ist. Mit anderen Worten können die Rastfenster und die Rastnasen durch ihre Form und/oder Größe als Kodiermittel, insbesondere als Polarisationsmittel, zur Orientierung der Module im Halterahmen verwendet werden.
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Vorteilhafterweise sind die Laschen des Halterahmens in einem frei stehenden Endbereich leicht vom Halterahmen weggebogen, was das Einführen der Module vereinfacht. Das Einführen eines Moduls in den Halterahmen gestaltet sich dann besonders bedienungsfreundlich. Dazu wird ein Modul nämlich zunächst zwischen zwei Laschen eines Halterahmens eingeführt und gleitet dann mit seinen beiden Stirnflächen und insbesondere mit den daran angeformten Rastnasen an den voneinander weggebogenen Endbereichen der Laschen entlang. Dadurch biegen sich die beiden Laschen kurzzeitig auseinander, bis die jeweiligen Rastnasen von dem dazugehörigen Rastfenster der jeweiligen Lasche aufgenommen werden und somit darin verrasten. Bei der Aufnahme der Rastnasen in das jeweilige Rastfenster federn die Laschen bevorzugt in ihre Ausgangsposition zurück. Auf diese Weise können die Module einzeln im Halterahmen verrasten.
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Gleichzeitig ist das Modul fest im bevorzugt steifen Grundrahmen gehalten. Um die Module wieder zu entrasten, müssen lediglich die beiden dazugehörigen Laschen wieder voneinander weggebogen werden. Daraufhin kann das jeweilige Modul einzeln aus dem Halterahmen entnommen werden, während die anderen Module weiterhin verrastet sind. Somit ist auf diese Weise ein fester Halt des Moduls im Halterahmen bei einer vergleichsweise geringen Betätigungskraft gewährleistet, was für die Bedienbarkeit besonders vorteilhaft ist.
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Von besonderem Vorteil ist es weiterhin, dass die Module bereits durch die vorgenannte Konstruktion mit ausreichender Haltekraft im Halterahmen gehalten sind und dementsprechend außer ihren Rastnasen keine weiteren Rastmittel, beispielswiese Rastarme, benötigen, denn dies vereinfacht ihre Bauform und damit ihren Herstellungsaufwand erheblich und sorgt gleichzeitig für eine kompakte Bauform und damit auch für eine hohe Hitzebeständigkeit der Module und damit des gesamten Steckverbinders.
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In einer Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn diese beiden Wangenteile gleichartig sind, d. h. es müssen trotz der zweiteiligen Ausführung des Halterahmens nur Wangenteile einer Art hergestellt werden, was den Herstellungsaufwand weiterhin verringert.
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In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung unterscheiden sich die beiden Wangenteile durch die Größe und/oder die Form ihrer Rastfenster. Dies hat den Vorteil, dass dadurch die Orientierung jedes Moduls, das dementsprechend auch zwei verschiedene Rastnasen aufweist, festgelegt ist. Mit anderen Worten können die Rastfenster und die Rastnasen somit durch ihre Form als Kodiermittel zur Orientierung der Module dienen.
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Zur Schutzerdung (PE) kann der Halterahmen mit einem entsprechenden PE-Modul bestückt sein, welches beispielsweise über eine elektrisch leitfähige Erdungsklammer einen elektrischen Kontakt zwischen einem daran angeschlossenen Erdungskabel und dem zumindest teilweise elektrisch leitfähigen, insbesondere metallischen, Halterahmen herstellt. Dadurch kann der Halterahmen mit einem PE-Kontakt bestückt werden.
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Alternativ dazu kann der Halterahmen selbst einen PE-Kontakt, beispielsweise einen Schraubkontakt, für das Erdungskabel besitzen. Beispielsweise kann ein solcher PE-Kontakt an den Grundrahmen angeformt sein.
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Ausführungsbeispiel
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
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1 Einen Grundrahmen;
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2a, b ein erstes Wangenteil aus zwei verschiedenen Perspektiven;
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2c, d ein zweites Wangenteil aus zwei verschiedenen Perspektiven;
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3a, b ein Modul aus zwei verschiedenen Perspektiven;
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4a, b ein Halterahmen mit einem eingefügten PE-Modul aus zwei verschiedenen Perspektiven.
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Die 1 zeigt einen Grundrahmen 1. Dieser Grundrahmen 1 ist im Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ausgebildet, besitzt also zwei einander parallel gegenüber liegende Stirnflächen 11, 11' und rechtwinklig dazu zwei einander parallel gegenüber liegende Seitenteile 12, 12', wobei die beiden Stirnflächen 11, 11' kürzer sind als die beiden Seitenteile 12, 12'. Sowohl die Stirnflächen 11, 11' als auch die Seitenteile 12, 12' weisen ihrerseits eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, wobei an die Stirnflächen 11, 11' jeweils ein rechtwinklig dazu abstehender Flansch 13, 13' angeformt ist, wobei jeder dieser beiden Flansche 13, 13' jeweils zwei Schraubbohrungen 131, 131' aufweist, so dass der Grundrahmen 1 insgesamt vier Schraubbohrungen 131, 131' besitzt.
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Die beiden Seitenteile 12, 12' besitzen jeweils an einer ersten Kante mehrere, in der vorliegenden Ausführung relativ kurz ausgeführte einander symmetrisch gegenüberstehend angeordnete Stege 122, 122', wobei mit dem Begriff „kurz” in diesem Zusammenhang gemeint ist, dass die in der Zeichnung nach oben verlaufende Länge der Stege 122, 122' deren Breite unterschreitet. Die Stege 122, 122' könnten in einer etwas anderen Ausführung aber auch deutlich länger sein. Beispielsweise könnte ihre Länge ihrer Breite entsprechen oder diese gar noch überschreiten. Zwischen diesen Stegen 122, 122' sind somit offene Ausnehmungen 123, 123' gebildet.
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Im vorliegenden Beispiel sind an jedem Wangenteil 2, 2' vier solche offenen Ausnehmungen 123, 123' vorgesehen, aber es wäre selbstverständlich auch eine andere Zahl von Ausnehmungen denkbar, beispielsweise drei, fünf, sechs, sieben oder acht. Die Zahl der offenen Ausnehmungen 132, 132' in jedem Seitenteil 12, 12' entspricht der Anzahl von Modulen 3, die der entsprechende Halterahmen aufzunehmen in der Lage ist.
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Weiterhin weist jedes Seitenteil 12, 12' mehrere Befestigungszapfen 124, 124' zur Befestigung des dazugehörigen Wangenteils 2, 2' auf. Im vorliegenden Fall besitzen die Befestigungszapfen 124, 124' eine im Querschnitt kreisrunde Form; es wäre aber auch irgendeine andere Form denkbar; die Befestigungszapfen 124, 124' könnten also beispielsweise auch oval, rechteckig, quadratisch, dreieckig, fünfeckig, n-eckig oder in jeder anderen flächigen Form ausgebildet sein.
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Für den Halterahmen sind somit zwei Wangenteile 2, 2' vorgesehen, nämlich ein erstes Wangenteil 2 und ein zweites Wangenteil 2'.
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Die 2a und 2c zeigen jeweils eines dieser Wangenteile 2, 2' in einer ersten Perspektive, bei der die Blickrichtung rechtwinklig dazu verläuft. Die 2b und 2d zeigen das jeweilige Wangenteil 2, 2' aus einer schrägen Ansicht. Jedes Wangenteil 2, 2', bei dem es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel bevorzugt um ein Stanzbiegeteil handelt, besitzt drei Schlitze 21, 21', durch welche vier gleichgroße Laschen 22, 22' gebildet sind. Die Zahl der Laschen 22, 22' des jeweiligen Wangenteils 2, 2' entspricht der Anzahl der offenen Ausnehmungen 123, 123' an jeweils einem der beiden Seitenteile 12, 12' des Grundrahmens 1.
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In jeder Lasche 22, 22' jedes Wangenteils 2, 2' ist jeweils ein Rastfenster 23, 23' vorgesehen. Die Rastfenster 23 des ersten Wangenteils 2 sind größer als die Rastfenster 23' des zweiten Wangenteils 2'. Die beiden Wangenteile 2, 2' unterscheiden sich somit voneinander durch die Größe ihrer Rastfenster 23, 23'. Weiterhin sind in den Wangenteilen 2, 2' zusätzliche Befestigungsausnehmungen 24, 24' vorgesehen, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine kreisrunde Form besitzen, aber selbstverständlich auch irgendeine andere Form besitzen könnten, also beispielsweise oval, rechteckig, quadratisch, dreieckig, fünfeckig, n-eckig oder in jeder anderen flächigen Form ausgebildet sein könnten.
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Die Befestigungszapfen 124, 124' des Grundrahmens 1 passen formschlüssig in die jeweiligen Befestigungsausnehmungen 24, 24' der dazugehörigen Wangenteile 2, 2', so dass das jeweilige Wangenteil 2, 2' auf das dazugehörige Seitenteil 12, 12' aufsteckbar ist. Zusätzlich kann das jeweilige Wangenteil 2, 2' noch anderweitig am entsprechenden Seitenteil 12, 12' befestigt werden, beispielsweise durch Verkleben, Schweißen, Löten, Nieten und/oder Verschrauben.
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In den 2b und 2d ist zu erkennen, dass das jeweilige Wangenteil 2, 2' im unteren Endbereich an einer Biegelinie B, B' um 180° gefaltet und damit in diesem Bereich verstärkt ist. Eine untere Kante K, K' des dazugehörigen Bleches kommt dabei zwischen den Befestigungsausnehmungen 24 und einer dazugehörigen Biegelinie B, B' zu liegen, so dass die Befestigungsausnehmungen 24, 24' unverdeckt sind und die Befestigungszapfen 124, 124' ungehindert darin eingeführt werden können.
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Die 3a und die 3b zeigen ein in den Halterahmen einfügbares Modul 3 in einer möglichen Bauform aus zwei verschiedenen Ansichten. Selbstverständlich können auch andere Module in ähnlicher Bauform Verwendung finden.
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Das Modul 3 besitzt an einer ersten Längsseite 32 eine erste Rastnase 31, die zum Verrasten in einem Rastfenster 23 des ersten Wangenteils 2 vorgesehen ist. An einer dieser ersten Längsseite 32 gegenüber liegenden zweiten Längsseite 32' besitzt das Modul 3 eine zweite Rastnase 31', die schmaler ist als die erste Rastnase, und die zum Verrasten in einem Rastfenster 23' des zweiten Wangenteils 2' vorgesehen ist. Weiterhin ist das Modul sehr kompakt ausgeführt, was seine Hitzebeständigkeit verbessert.
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Durch die Form der Rastnasen 31, 31' und die Form der Fenster 23, 23' ist die Orientierung des Moduls 3 im Halterahmen festgelegt.
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Die 4 zeigt einen fertig montierten Halterahmen, bei dem also die beiden Wangenteile 2, 2' am Grundrahmen befestigt sind. Dabei greifen die Befestigungszapfen 124, 124' des Grundrahmens in die Befestigungsausnehmungen 24, 24' der entsprechenden Wangenteile 2, 2'. Zusätzlich dazu ist eine besondere Stabilität dieser Befestigung gegeben, indem die besagte untere Kante K, K' des jeweiligen Bleches des Wangenteils 2, 2' direkt mit dem entsprechenden Seitenteil 12, 12' des Grundrahmens 1 abschließt. Zusätzlich oder alternativ zur Befestigung durch die Befestigungszapfen 124, 124' und die Befestigungsausnehmungen 24, 24' können die Wangenteile 2, 2' auch mit dem Grundrahmen 1 verlötet, verschweißt, verschraubt, vernietet oder anderweitig daran befestigt sein.
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Die Wangenteile 2, 2' besitzen insbesondere im Bereich ihrer Laschen 22, 22' eine höhere Elastizität als der Grundrahmen 1. Umgekehrt formuliert, besitzt der Grundrahmen 1, der in einem Druckgussverfahren, insbesondere einem Zinkdruckgussverfahren, hergestellt sein kann, eine größere Steifigkeit als die beiden federelastischen Wangenteile 2, 2', die beispielsweise aus federelastischem Stahlblech bestehen können.
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Dies bedeutet, dass eine bestimmte Kraft, von beispielsweise 10 N, die an einer beliebigen Lasche 22 eines Wangenteils 2 in Höhe dessen Rastfensters 23 rechtwinklig zur Fläche des Wangenteils 2, bezüglich des Halterahmens von innen nach außen gerichtet, angreift, eine, in Höhe ihres Rastfensters 23 zu messende Auslenkung der Lasche 22 bewirkt, welche größer ist, als diejenige Auslenkung, die der Grundrahmen 1 an einem beliebigen Punkt erfährt, wenn an diesem beliebigen Punkt eine ebenso große Kraft, von also beispielswiese ebenfalls 10 N, senkrecht zu seiner Stirnfläche 11, 11' oder zu seinem Seitenteil 12, 12', bezüglich des Grundrahmens von innen nach außen gerichtet, wirkt.
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Der Grundrahmen 1 besitzt also eine größere Steifigkeit als die Wangenteile 2, 2'. Umgekehrt formuliert besitzen die Wangenteile 2, 2' eine höhere Elastizität als der Grundrahmen.
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Bei den folgenden Angaben wird zugrunde gelegt, dass der Halterahmen an vier Eckpunkten fixiert ist. Beispielsweise kann er an den vier Schraubbohrungen 131, 131' seiner Flansche 13, 13' in oder an einem metallischen Steckverbindergehäuse, durch Verschrauben fixiert sein.
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Greift dann beispielsweise eine Kraft von 10 N an der Lasche 22 eines Wangenteils 2 in Höhe dessen Rastfensters 23 rechtwinklig zur Fläche des Wangenteils 2 an, so wird diese Lasche 22 beispielsweise um eine Weglänge von mindestens 0,2 mm, bevorzugt von mindestens 0,4 mm, insbesondere von mindestens 0,8 mm, also beispielsweise von mehr als 1,6 mm reversibel ausgelenkt. Greift eine ebenso große Kraft von 10 N beispielsweise in der Mitte seines Seitenteils 12 senkrecht zur Fläche des Seitenteils 12, bezüglich des Grundrahmens 1 von innen nach außen wirkend, an, so wird der Grundrahmen 1 sogar in diesem Bereich, in dem seine Steifigkeit noch am geringsten ist, nur um eine Weglänge von weniger als 0,2 mm, bevorzugt weniger als 0,1 mm, insbesondere weniger als 0,05 mm, also beispielswiese weniger als 0,025 mm ausgelenkt. Somit ist der Grundrahmen 1 steifer als die Wangenteile 2, 2'. Insbesondere ist der Grundrahmen 1 als steif anzusehen und die Wangenteile 2, 2' sind jeweils als federelastisch zu bezeichnen.
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Dadurch ist ein Halten und insbesondere ein Verrasten der Module mit hoher Haltekraft bei gleichzeitig geringen Betätigungskräften gegeben, was die Bedienung, insbesondere das Einfügen und Entnehmen von einzelnen Modulen 3 erheblich erleichtert. Schließlich ist das Wangenteil 2 federelastisch und die Elastizität des Wangenteils 2 ist insbesondere gemäß der vorstehend angegebenen Werte so gewählt, dass die Module 3 händisch einfügbar und händisch entnehmbar sind. Gleichzeitig ist der Grundrahmen 1 steif und insbesondere ist die Steifigkeit des Grundrahmens 1 insbesondere gemäß der vorstehend angegebenen Werte so hoch, dass die eingefügten Module 3 mit ausreichender Festigkeit darin gehalten sind, um die bestimmungsgemäße Funktion eines dazugehörigen Steckverbinders zu gewährleisten. Dadurch sind die Module 3 und damit auch in den Modulen 3 vorhandene Kontakte nämlich geometrisch exakt und mechanisch stabil genug positioniert, um mit entsprechenden Gegenkontakten eines vergleichbaren Gegensteckers zuverlässig elektrisch zu kontaktieren.
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Ein solcher Steckverbinder und ein entsprechender Gegenstecker, die nicht in der Zeichnung dargestellt sind, können zusätzlich ein bevorzugt metallisches Gehäuse besitzen, in welches jeweils ein ganz oder teilweise mit Modulen 3 bestückter Halterahmen eingefügt ist.
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In dem in der 4a und 4b dargestellten Halterahmen ein speziell ausgeführtes PE-Modul 3' gehalten, das in seiner Grundform dem in 3a, b dargestellten Modul 3 entspricht. Zusätzlich besitzt das PE-Modul 3' einen elektrisch leitfähigen PE-Kontakt 33', der über das PE-Modul 3' elektrisch leitend mit einer ebenfalls zum PE-Modul 3' gehörenden elektrisch leitfähigen Erdungsklammer 34' verbunden ist. Bei dem PE-Kontakt 33' kann es sich beispielswiese um einen Schraubkontakt handeln, d. h. der PE-Kontakt 33' besitzt eine Erdungsschraube 35', die dazu geeignet ist, ein Erdungskabel leitend mit dem PE-Kontakt 33' zu verbinden und mechanisch daran zu fixieren. Dieses Erdungskabel wird durch das PE-Modul 3' über dessen Erdungsklammer 34', die an eine der Stirnflächen 11' des Halterahmens geklemmt ist, elektrisch leitend mit dem Grundrahmen 1 verbunden.
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Alternativ dazu kann der Halterahmen beispielsweise an seinem Grundrahmen 1 selbst einen solchen PE-Kontakt, beispielsweise einen PE-Schraubkontakt, aufweisen. Der PE-Kontakt kann beispielsweise an den Grundrahmen 1 angeformt werden. Dies kann bereits bei der Herstellung des Grundrahmens 1 beispielsweise im Spritzgussverfahren geschehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grundrahmen
- 11, 11'
- Stirnflächen
- 12, 12'
- Seitenteile
- 122, 122'
- Stege
- 123, 123'
- Ausnehmungen
- 124, 124'
- Befestigungszapfen
- 13, 13'
- Flansche
- 131, 131'
- Schraubbohrungen
- 2, 2'
- Wangenteile
- 21, 21'
- Schlitze
- 22, 22'
- Laschen
- 23, 23'
- Rastfenster
- 24, 24'
- Befestigungsausnehmungen
- B, B'
- Biegelinie
- K, K'
- untere Kante
- 3
- Modul
- 3'
- PE-Modul
- 31, 31'
- Rastnasen
- 32, 32'
- Frontflächen
- 33'
- PE-Kontakt
- 34'
- Erdungsklammer
- 35'
- Erdungsschraube
