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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einem Kammerblock, der mit wenigstens zwei sich in einer Aufnahmerichtung durch den Kammerblock erstreckenden Aufnahmekammern für jeweils ein elektrisches Kontaktelement und mit jeweils einer Kontaktsicherung zur Sicherung der Position des Kontaktelements in der Aufnahmekammer entlang der Aufnahmerichtung ausgestaltet ist.
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Steckverbinder sollen möglichst kompakt ausgestaltet sein. Da Steckverbinder jedoch auch bestimmten mechanischen Anforderungen genügen müssen, ist bei bisherigen Ausgestaltungen der Miniaturisierung eine Grenze gesetzt. Beispielsweise dürfen sich Kontaktelemente nicht aus den Aufnahmekammern herausziehen lassen, wenn eine bestimmte Zugkraft an dem mit dem Kontaktelement verbundenen Kabel wirkt und die Kontaktsicherung das Kontaktelement sichert. Bei immer kleiner werdenden Dimensionen der bisherigen Steckverbinder nehmen aber auch die aufnehmbaren Kräfte entsprechend ab.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Steckverbinder bereitzustellen, bei dem kleinere Baugrößen als bisher möglich sind, der aber den notwendigen mechanischen Anforderungen genügt.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, dass wenigstens zwei Kontaktsicherungen, die verschiedenen Aufnahmekammern zugeordnet sind, an einer einzigen, monolithischen Rastzunge angeordnet sind.
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Im Gegensatz zu den bisher üblichen Ausgestaltungen, bei denen jede Kontaktsicherung an einer eigenen Rastzunge angeordnet ist, ist eine Rastzunge, die mehrere Kontaktsicherungen aufweist, breiter und dadurch stabiler, insbesondere knickfester. Wird beispielsweise an einem einzigen Kabel, das mit einem Kontaktelement verbunden ist, gezogen, so müssen höhere Zugkräfte aufgebracht werden, bis sich die Rastzunge verformt und das Kontaktelement aus der Ausnahmekammer herausbewegt werden kann.
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Die erfindungsgemäße Lösung kann mit dem folgenden, jeweils für sich vorteilhaften und beliebig miteinander kombinierbaren Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen weiter verbessert werden.
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Die Rastzungen und/oder die Kontaktsicherungen können einteilig mit dem Kammerblock sein. Beispielsweise kann es sich um ein einziges Spritzgussteil handeln. In einer anderen Ausgestaltung können die Rastzungen und/oder die Kontaktsicherungen und/oder der Kammerblock nicht einteilig miteinander sein. Beispielsweise können die Rastzungen am Kammerblock angebracht sein. Die Verbindung kann dabei wiederholt zerstörungsfrei lösbar sein oder sich nur durch Zerstörung lösen lassen. Beispielsweise kann es sich um eine Steck-, Klebe- oder Einpressverbindung handeln. Gleiches gilt für die Kontaktsicherungen. Sie können an den Rastzungen angebracht sein und sich zerstörungsfrei oder nicht zerstörungsfrei von diesen lösen lassen.
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Die Kontaktsicherungen sind über die monolithische Rastzunge miteinander verbunden. Vorzugsweise sind die Kontaktsicherungen dabei starr miteinander verbunden, da dadurch die Stabilität weiter erhöht wird. Eine Bewegung der einen Kontaktsicherung kann zu einer erzwungenen Bewegung der anderen Kontaktsicherung führen. Die zwei Kontaktsicherungen können sich nur gemeinsam auslenken lassen. In einer alternativen Ausgestaltung können die zwei Kontaktsicherungen zumindest teilweise elastisch miteinander verbunden sein. Bei einer geeigneten Wahl eines Materials kann z.B. eine Kontaktsicherung ausgelenkt werden, während die zweite Kontaktsicherung weiterhin das Kontaktelement zumindest teilweise sichert. Durch die Anordnung der Kontaktsicherungen an einer einzigen Rastzunge kann dabei immer noch eine ausreichend hohe Stabilität, insbesondere eine höhere Stabilität als bei einzelnen Rastzungen, erzielt werden.
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Um eine automatische Sicherung der Kontaktelemente sicherzustellen, können die Kontaktsicherungen in einem kräftefreien Zustand zumindest teilweise in die Aufnahmekammern vorspringen. Um die Kontaktelemente in die Aufnahmekammer einzuführen, können die Kontaktsicherungen beispielsweise manuell ausgelenkt werden, während die Kontaktelemente in die Aufnahmekammern geschoben werden. Insbesondere können die Kontaktsicherungen so vorgespannt sein, dass sie in einem kräftefreien Zustand zumindest teilweise in die Aufnahmekammern vorspringen und aktiv unter Kraftaufwand ausgelenkt werden, um die Kontaktelemente einzuführen. Werden die Kontaktsicherungen nicht mehr aktiv ausgelenkt, können sie sich automatisch zurückbewegen und in die Aufnahmekammern vorspringen und dadurch die Kontaktelemente sichern. Die Kontaktsicherungen können auch so ausgestaltet sein, dass sie sich beim Einführen der Kontaktelemente automatisch auslenken und automatisch mit den Kontaktelementen verrasten, wenn die Kontaktelemente genügend weit eingeführt sind.
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In einer anderen Ausgestaltung können die Kontaktsicherungen auch erst durch eine gezielte Bewegung so ausgelenkt werden, dass sie in die Aufnahmekammern vorspringen. Insbesondere können sie auch so ausgestaltet sein, dass sie nur in die Aufnahmekammern vorspringen, wenn eine Kraft permanent auf sie einwirkt. In einem kräftefreien Zustand können die Kontaktsicherungen dann beispielsweise nicht in die Aufnahmekammer vorspringen, wodurch eine Entnahme der Kontaktelemente möglich ist.
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Ragen die Kontaktelemente aus den Aufnahmekammern heraus, so gelten die obigen Ausführungen entsprechend nicht für die Aufnahmekammern, sondern für einen Raumbereich, den die Kontaktelemente umschließen. So können beispielsweise die Kontaktsicherungen in einem kraftfreien Zustand zumindest teilweise in diesen Raumbereich vorspringen. Ein solcher Raumbereich kann etwa durch eine das Kontaktelement einhüllende Oberfläche definiert sein. Er kann z.B. zylindrisch, prismatisch oder quaderförmig sein.
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Die Kontaktsicherungen können sich an einem freien Ende der Rastzunge befinden. Ein solches freies Ende kann einer unbeweglichen Basis der Rastzunge gegenüberliegen. Dadurch werden die Kontaktsicherungen jeweils maximal ausgelenkt, wenn die Rastzunge ausgelenkt wird. In einer alternativen Ausgestaltung können die Kontaktsicherungen auch zwischen dem freien Ende und der unbeweglichen Basis angeordnet sein. In einer solchen Ausgestaltung kann die Rastzunge beispielsweise die Kontaktelemente entlang der gesamten Länge schützen. Ferner kann eine solche Ausgestaltung auch stabiler sein als eine Ausgestaltung, bei der die Kontaktsicherungen am freien Ende angebracht sind.
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Die Kontaktzunge kann von einer unbeweglichen Basis bis zu den Kontaktsicherungen auf der gesamten Breite durchgängig sein. Eine solche Rastzunge kann stabiler sein als eine Ausgestaltung, bei der sich die Rastzunge nur teilweise in dem Bereich entlang der Aufnahmerichtung zwischen den Kontaktsicherungen erstreckt. Eine durchgängige Rastzunge hat jedoch mehr Volumen und verursacht dadurch höhere Materialkosten. Es kann daher auch ausreichend sein, wenn die Rastzunge nicht durchgängig ist, sondern beispielsweise kleine Löcher oder Ausnehmungen aufweist. Beispielsweise könnte eine Leiter- oder Fachwerkstruktur der Rastzunge ausreichend sein, um eine notwendige Stabilität zu gewährleisten.
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Bei den bisher bekannten Ausgestaltungen, bei denen eine Rastzunge pro Kontaktsicherung und pro Aufnahmekammer verwendet wird, weist die Rastzunge oftmals quer zur Aufnahmerichtung vorstehende Verstärkungselemente auf, an denen die Rastzunge auch ausgelenkt werden kann. Diese Verstärkungselemente stehen bei mehreren nebeneinander angeordneten Rastzungen jeweils zur gleichen Seite vor. Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann auf solche seitlichen Verstärkungselemente verzichtet werden. Bei mehreren nebeneinander angeordneten Aufnahmekammern ergibt sich dadurch quer zur Aufnahmerichtung ein geringerer Platzbedarf. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist also die quer zur Aufnahmerichtung gemessene Breite der Rastzunge geringer als die zweifache Breite zweier nicht verbundener Rastzungen plus dem Abstand der beiden nicht verbundenen Rastzungen. Die Breite ist dabei in der Richtung zu messen, in der die Aufnahmekammern und damit die Kontaktsicherungen hintereinander angeordnet sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die quer zu der Aufnahmerichtung gemessene Höhe der Rastzunge geringer als die Höhe einer entsprechenden nicht verbundenen Rastzunge. Da die monolithische Rastzunge mit den mehreren Kontaktsicherungen eine Erhöhung der Stabilität um einen bestimmten Faktor gewährleistet, kann die Höhe der Rastzunge entsprechend verringert werden, wobei gleichzeitig immer noch eine höhere Stabilität als mit einzelnen Rastzungen erzielt werden kann. Dadurch kann sich die Bauhöhe und damit das Bauvolumen eines entsprechenden Steckverbinders verringern. Die Höhe ist senkrecht zur Aufnahmerichtung und senkrecht zur Breitenrichtung zu messen. Sie kann also insbesondere in der Richtung gemessen werden, in der die Kontaktsicherungen ausgelenkt werden.
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Da die Rastzunge aufgrund ihrer Ausgestaltung schon eine erhöhte Stabilität bietet, kann die Rastzunge aus einem weniger belastbaren und damit meist preisgünstigeren und/oder einfacher zu verarbeitendem Material bestehen. Dies bietet den Vorteil, dass die Material- und/oder die Produktionskosten niedriger sind als bei Steckverbindern mit höher belastbaren Materialien.
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An einer einzigen, monolithischen Rastzunge können nicht nur zwei, sondern auch drei oder mehr Kontaktsicherungen angeordnet sein. Die obigen Ausführungen gelten dann in entsprechend abgeänderter Form.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist besonders bei sehr kleinen Steckverbindern von Vorteil. Beispielsweise können die Aufnahmekammer einen Querschnitt von einem Quadratmillimeter oder weniger aufweisen. Die Kraft, die eine erfindungsgemäße Kontaktsicherung aufnehmen können muss, ohne, dass sich das Kontaktelement aus der Aufnahmekammer herausbewegt, kann 20 N, bevorzugt 30 N, betragen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der gesamte Kammerblock ein Spritzgussteil. Eine solche Ausgestaltung ist besonders einfach herzustellen. Als Material kommen dabei Kunststoffe, insbesondere thermoplastische Kunststoffe in Frage.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand vorteilhafter Ausgestaltungen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Die beschriebenen Ausführungsformen stellen dabei lediglich mögliche Ausgestaltungen dar, bei denen die einzelnen Merkmale, wie oben beschrieben, unabhängig voneinander kombiniert oder weggelassen werden können. Gleiche Bezugszeichen stehen dabei in den verschiedenen Zeichnungen jeweils für gleiche Gegenstände.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Perspektivansicht einer vorteilhaften Ausgestaltung eines Steckverbinders;
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2 eine teilweise geschnittene, perspektivische und schematische Ansicht einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Steckverbinders.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßer Steckverbinder 1 gezeigt. An der Vorderseite 2 kann der Steckverbinder 1 mit einem Gegensteckverbinder (nicht gezeigt) verbunden werden. Dazu werden Gegenkontaktelemente des Gegensteckverbinders in die Aufnahmekammern 3 eingeführt. Auf an der hinten dargestellten Rückseite 4 kann der Kammerblock 5 des Steckverbinders 1 an weiteren Elementen angebracht sein. Um eine abdichtende Verbindung herzustellen, sind Dichtungen 6 vorhanden. An der Rückseite 4 können Kabel, die mit Kontaktelementen 7 verbunden sind, aus dem Steckverbinder 1 herausragen.
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Die Kontaktelemente 7 sind in den Aufnahmekammern 3 angeordnet und werden durch die Kontaktsicherungen 8 in diesen gehalten. Die Kontaktsicherungen 8 sichern die Kontaktelemente 7 in der Aufnahmerichtung A. Entlang der Aufnahmerichtung A werden die Kontaktelemente 7 auch in die Aufnahmekammern 3 eingeführt.
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In 2 ist zu sehen, dass die Kontaktsicherungen 8 mit einem Gegenrastelement 9 des Kontaktelements 7 in Formschluss stehen und dadurch ein Herausfallen oder ein Herausbewegen entlang der Aufnahmerichtung A verhindert ist.
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Auf der linken Seite ist in 2 eine Rastzunge 10 zu erkennen, wie sie im Stand der Technik schon bekannt ist. An der Rastzunge 10 ist eine einzige Kontaktsicherung 8 angebracht. Wird nun an einem Kabel, das an einem Kontaktelement 7 angebracht ist, das in Verbindung mit der Rastzunge 10 steht, gezogen, so knickt die Rastzunge 10 bei vergleichsweise geringen Kräften ab und das Kontaktelement 7 kann sich aus der Aufnahmekammer 3 herausbewegen. Um die Stabilität der Rastzunge zu erhöhen, verfügt diese über ein seitlich angeordnetes Verstärkungselement 11, das auch dazu verwendet werden kann, die Rastzunge 10, insbesondere die Kontaktsicherung 8, die an einem freien Ende 12 der Rastzunge 10 angeordnet ist, auszulenken und damit das Kontaktelement 7 entnehmen zu können. Bei kleineren Steckverbindern ist jedoch auch eine mit einem Verstärkungselement 11 ausgestaltete Rastzunge 10 nicht ausreichend stabil, um die bei bestimmten Tests geforderten Kräfte aufnehmen zu können.
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Auf der rechten Seite in der 2 ist eine erfindungsgemäße Rastzunge 10 dargestellt, an der höhere Kräfte anliegen können, bevor sich das Kontaktelement 7 aus der Aufnahmekammer 3 herausbewegt. Erfindungsgemäß sind an der einzigen, monolithischen Rastzunge 10 zwei Kontaktsicherungen 8 angeordnet, die verschiedenen Aufnahmekammern 3 zugeordnet sind. Eine so ausgestaltete Rastzunge 10 ist stabiler als die links dargestellte Rastzunge 10, die nur eine einzelne Kontaktsicherung 8 aufweist. Die erfindungsgemäße Rastzunge 10 ist breiter als die bisherige Rastzunge 10. Sie weist insbesondere eine höhere Knickfestigkeit auf.
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Die beiden Kontaktsicherungen 8, die an der erfindungsgemäßen Rastzunge 10 angeordnet sind, sind starr miteinander verbunden. Eine Auslenkung der einen Kontaktsicherung 8 führt zu einer Auslenkung der anderen Kontaktsicherung 8. Durch die starre Ausgestaltung ist die Rastzunge 10 besonders stabil und kann höhere Kräfte aufnehmen, als eine Ausgestaltung, bei der die Kontaktsicherungen 8 zumindest teilweise elastisch miteinander verbunden sind.
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Die Kontaktsicherungen 8 sind an einem freien Ende 12 der Rastzunge 10 angeordnet und werden bei einer Auslenkung des freien Endes maximal ausgelenkt. In einer anderen Ausgestaltung können die Kontaktsicherungen auch weiter in Richtung einer unbeweglichen Basis 13 angeordnet sein. Dann würden sie sich bei einer Auslenkung des freien Endes 12 weniger stark auslenken als das freie Ende 12.
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Das gezeigte Kontaktelement 7 erstreckt sich teilweise aus der Aufnahmekammer 3 heraus. Um das Kontaktelement zu sichern, muss die Kontaktsicherung 8 daher nicht in die Aufnahmekammer 3 hineinragen. Es reicht aus, wenn die Kontaktsicherung 8 in den Raumbereich vorspringt, der von dem Kontaktelement 7 umschlossen oder definiert wird. Hier ist dieser Raumbereich im Wesentlichen quaderförmig. Würde das Kontaktelement 7 komplett in der Aufnahmekammer 3 angeordnet sein, so könnte die Kontaktsicherung 8, zumindest in einem kräftefreien Zustand, in die Aufnahmekammer 3 hineinragen, um das Kontaktelement 7 zu sichern. Um das Kontaktelement 7 automatisch zu sichern, könnte es in Richtung der Aufnahmekammer 3 hin vorgespannt sein, so dass das Kontaktelement 7 automatisch gesichert ist, wenn die Auslenkkraft weggenommen wird. In der hier gezeigten Ausgestaltung führt eine Auslenkung des freien Endes 12 der Rastzunge 10 zu einer Kraft, die das freie Ende 12 wieder zur Aufnahmekammer 3 hin drückt. Auch hier wird also das Kontaktelement 7 automatisch gesichert, wenn eine auslenkende Kraft nicht mehr vorhanden ist und sich das Kontaktelement 7 entlang der Aufnahmerichtung A in der richtigen Position befindet. Die hier gezeigte Ausgestaltung ermöglicht ein Einführen des Kontaktelements 7, ohne das freie Ende 12 der Rastzunge 10 weiter auslenken zu müssen. Das Kontaktelement 7 wird von der Rückseite 4 her in die Aufnahmekammer 3 hineingeschoben. Dabei lenkt das Kontaktelement 7 durch eine schräg zur Aufnahmerichtung A verlaufende Keilfläche 14 das freie Ende 12 der Rastzunge 10 aus. Befindet sich das Kontaktelement 7 in der richtigen Position bezüglich der Aufnahmerichtung A, so schnappt die Kontaktsicherung A in eine Ausnehmung 15 des Kontaktelements 7 ein und stellt somit einen Formschluss zwischen der Kontaktsicherung 8 und dem Gegenrastelement 9 her.
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Die hier gezeigte Rastzunge 10 ist von der unbeweglichen Basis 13 bis zu den Kontaktsicherungen 8 auf der gesamten Breite B durchgängig. Die Breite B wird dabei entlang einer Breitenrichtung W gemessen, die senkrecht zur Aufnahmerichtung A verläuft. Die Breitenrichtung W ist die Richtung, in der die Aufnahmekammern 3 hintereinander angeordnet sind. Auch die Kontaktsicherungen 8 sind in der Breitenrichtung W hintereinander angeordnet.
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Da bei der erfindungsgemäßen Kontaktzunge 10 keine seitlich angeordneten Verstärkungselemente 11 notwendig sind, kann die Breite B der Kontaktzunge 10 kleiner sein als zweimal die Breite K der Rastzunge 10, die eine einzige Kontaktsicherung 8 aufweist, plus dem Abstand, den zwei dieser Kontaktzungen 10 zueinander hätten. Der Steckverbinder kann dann in der Breitenrichtung W kompakter ausgestaltet sein als ein bisheriger Steckverbinder.
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Die Höhe H der erfindungsgemäßen Rastzunge 10 kann geringer sein als die Höhe M einer bisherigen Rastzunge 10, da die erfindungsgemäße Rastzunge 10 eine höhere Stabilität aufgrund ihrer geometrischen Ausgestaltung gewährleistet und dadurch die Höhe reduziert werden kann, wobei gleichzeitig eine immer noch höhere Stabilität als bisher erzielt werden kann.
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Der hier gezeigte Kammerblock ist ein Spritzgussteil, das aus einem Thermoplast geformt ist. Da die erfindungsgemäße Rastzunge 10 stabiler ist als bisherige Rastzungen 10, kann dabei ein weniger bealstbares Material verwendet werden als bisher. Dies bietet zum einen einen Vorteil bei den Materialkosten, da solche Materialien günstig sein können. Zum anderen kann dadurch eine Verarbeitung leichter sein, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden.
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In der hier gezeigten Ausgestaltung sind die beiden Kontaktsicherungen 8 an der Rastzunge 10 zwei benachbarten Aufnahmekammern 3 zugeordnet. In anderen Ausgestaltungen können die Kontaktsicherungen 8 auch nicht benachbarten Aufnahmekammern 3 zugeordnet sein.
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In den Figuren ist nur eine Ausgestaltung gezeigt, bei der zwei Kontaktsicherungen 8 an einer Rastzunge 10 angeordnet sind. Natürlich können auch mehr als zwei Kontaktsicherungen 8 an einer einzigen, monolithischen Rastzunge angeordnet sein.
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In der dargestellten Ausführungsform sind die Kontaktsicherungen 8, die Rastzungen 10 und der Kammerblock 5 einteilig miteinander ausgeführt. Es handelt sich um ein einziges Spritzgussteil. In alternativen Ausgestaltungen können die Kontaktsicherungen 8, die Rastzungen 10 und der Kammerblock 5 auch nicht einteilig ausgeführt sein. Beispielsweise können die Kontaktsicherungen 8 als separate Teile ausgeführt sein, die an den Rastzungen 10 angebracht sind, etwa durch Verrastung, Verklebung oder eine andere lösbare oder nichtlösbare Verbindungstechnik. Auch die Rastzungen 10 können wiederum einzelne Elemente sein, die an dem Kammerblock 5 angebracht sind.
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Die in den Figuren gezeigte Rastzunge 10 ist an der Oberseite 16 durchgängig entlang der gesamten Breite B. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Rastzunge 10 auch an der Oberseite 16 auch nicht durchgängig ausgestaltet sein. Beispielsweise können Löcher oder Ausnehmungen vorhanden sein. Die Rastzunge 10 kann etwa eine Leiter- oder eine Fachwerkstruktur aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinder
- 2
- Vorderseite
- 3
- Aufnahmekammer
- 4
- Rückseite
- 5
- Kammerblock
- 6
- Dichtung
- 7
- Kontaktelement
- 8
- Kontaktsicherung
- 9
- Gegenrastelement
- 10
- Rastzunge
- 11
- Verstärkungselement
- 12
- freies Ende der Rastzunge
- 13
- unbewegliche Basis
- 14
- Keilfläche
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Oberseite
- A
- Aufnahmerichtung
- B
- Breite
- W
- Breitenrichtung
- Z
- Höhenrichtung
- H
- Höhe
- K
- Breite einer einzelnen Kontaktsicherung
- M
- Höhe einer einzelnen Kontaktsicherung
