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Die vorliegende Erfindung betrifft einen hochpoligen hermaphroditischen Steckverbinder mit einer Vielzahl von im Isoliergehäuse (Steckverbindergehäuse) angeordneten Stift- und Buchsenkontaktelementen gemäß dem Patentanspruch 1.
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Die Erfindung betrifft insbesondere einen hochpoligen Rechtecksteckverbinder, bei der ein Berührungsschutz sichergestellt wird und die Steckseite des hermaphroditischen Steckverbinders weder im Hinblick auf die Buchsenkontakte noch auf die Stiftkontakte mit einem VDE Prüffinger berührt werden kann.
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Stand der Technik
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Gattungsgemäße elektrische Steckverbinder sind beispielsweise aus der
DE 198 09 881 A1 bekannt. Derartige Steckverbinder sind in ihrer Handhabung einfach verwendbar und besitzen eine universelle Einsetzbarkeit, was ein großer Vorteil derartiger Steckverbinder mit einem hermaphroditischen Aufbau ist. Bei diesem Steckverbinder muss nur ein Typ eines Kontaktelementes sowie ein Typ eines Isoliergehäuses hergestellt werden. Durch die gabelförmige Ausbildung der Kontaktelemente derart, dass sich das elektrische Kontaktelement eines ersten Steckverbinders gabelförmig zu dem elektrischen Kontaktelement eines zweiten Steckverbinders öffnet und die Innenflächen der jeweils zwei Schenkel aufweisenden Gabel zumindest teilweise einen Schenkel des jeweils zugehörigen anderen Kontaktelementes umschließen, ist im gesteckten Zustand ein definiert sicherer und guter elektrischer Kontakt gegeben.
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Aus der
DE 198 09 881 A1 ist ferner ein elektrischer Steckverbinder bekannt, bei der allerdings nur eine linien- oder punktförmige Kontaktierung der Kontakte gegeben ist.
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Darüber hinaus vermitteln auch die Kontaktelemente z. B. aus der
DE 198 09 881 A1 praktisch eine zu geringe Haltekraft, um im verbundenen, d. h. ineinander gesteckten Zustand hinreichend zu kontaktieren.
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Die
DE 10 2007 038 221 B3 hat sich mit der Lösung der Kontaktierung von hermaphroditischen Steckverbindern mit hermaphroditischen Kontaktelementen gewidmet.
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Allerdings besteht ein Bedürfnis dahingehend, einen Steckverbinder nicht nur einfach in der Handhabung und universell einsetzbar zu gestalten, sondern auch andere der Sicherheit des Steckverbinders dienende Bedingungen bereitzustellen. So ist beispielsweise der Berührschutz und die elektrische Sicherheit von Steckverbindern ein entscheidendes Konstruktionsmerkmal.
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In der Regel werden daher Buchsenstecker und Stiftstecker unterschiedlich ausgeführt, da in der Regel der spannungsführende Teil eines Steckverbindersystems der Buchsenstecker darstellt. Wird der Buchsenstecker vom Stiftstecker getrennt, so liegt in der Regel keine besondere notwendige konstruktive Bedingung vor, um auch den Stiftsteckverbinder berührsicher zu gestalten. Dies macht es einerseits in der Konstruktion einfach, in dem die Stifte des Stiftsteckers lediglich aus dem Isolierkörper hervorstehen.
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Es besteht allerdings ein Bedürfnis zur Reduzierung der Bauteile, wodurch auch bei einem hermaphroditischen Steckverbindersystem sichergestellt werden muss, dass der Steckverbinder insgesamt berührsicher gestaltet ist und weder die Buchsenkontakte (spannungsführende Kontakte) noch die Stiftkontakte berührt werden können.
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Eine derartige Berührsicherheit wird üblicherweise mit dem so genannten VDE Prüffinger geprüft. In der Regel wird zwischen Fingersicherheit und Handrückensicherheit unterschieden. Bei der Fingersicherheit ist ein elektrisches Betriebsmittel, dessen berührungsgefährliche Teile mit dem stachen Prüffinger nach VDE 0470-1 und dem in der VDE 0660-514 festgelegten Bedingungen nicht berührt werden dürfen. Die Fingersicherheit ist immer dann bei einem elektrischen Betriebsmittel gewährleistet, wenn die Schutzart IPXXB bzw. ab IP2X gegeben ist.
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Geprüft wird die Fingersicherheit mit einer Prüfsonde, die als Prüffinger bezeichnet wird. Die Prüfsonde ist 80 mm lang und hat einen Durchmesser von 12 mm. Daher gilt die Fingersicherheit wegen der Prüfsondenlänge bzw. Prüffingerlänge bis zu einer Tiefe von 80 mm hinter der Betätigungsfläche.
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Bei Stiftsteckverbindern, insbesondere hochpoligen Steckverbindern mit Stiftkontakten ist es immer problematisch eine Fingersicherheit zu gewährleisten, da die die Buchsenkontakte umgebene Kontaktkavitäten in der Regel ausreichend Raum benötigen, um die Stiftkontakte auf der Gegenseite zu umschließen. Dies bedingt im Umkehrschluss einen ausreichenden Abstand der Stiftkontakte auf der Gegenseite, so dass in der Regel mit einem Prüffinger nur dann nicht bis zu den Stiftkontakten ein Kontakt hergestellt werden kann, wenn die Stiftkontakte ausreichend weit gegenüber den Buchsenkontakten zurückgesetzt im Steckverbinder angeordnet werden.
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Andererseits besteht ein Bedürfnis dahingehend, dass eine ausreichende Kontaktüberdeckung von Stift- und Buchsenkontakten gewährleistet ist. Es ist daher notwendig, dass die Stiftkontakte nicht einfach verkürzt werden, da dann mit den zu kontaktierenden korrespondierenden Buchsenkontakten keine ausreichende Kontaktüberdeckung erfolgen kann.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorbesagte Nachteile zu überwinden und insbesondere einen hochpoligen hermaphroditischen Rechtecksteckverbinder bereitzustellen, der einen Berührschutz aufweist und insbesondere eine hohe Kontaktüberdeckung gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem hermaphroditischen Steckverbinder mit den Merkmalen von Anspruch 1.
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Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, keinen Steckverbinder mit einem hermaphroditischen Kontaktteil als solchem bereitzustellen, sondern das Steckverbindergehäuse hermaphroditisch auszugestalten und in diesem zwei unterschiedliche Typen von Kontakten, nämlich Stiftkontakte und Buchsenkontakte anzuordnen und zwar unter einem erfindungsgemäßen Kontaktraster.
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Zunächst ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass Kontaktraster der Kontaktkavitäten für die Buchsenkontakte in Reihen und Spalten so anzuordnen, dass über die diagonalen Kontaktstege zwischen den Kontaktkavitäten der Buchsenkontakte so angeordnet sind, dass die dazu benachbarten Kontaktkavitäten bzw. Öffnungen für die Stiftkontakte nicht mit einem Prüffinger berührt werden können.
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Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, einen hermaphroditischen Rechtecksteckverbinder mit einem Steckverbindergehäuse bereitzustellen, indem eine Vielzahl von in Reihen und Spalten angeordnete Kontaktkavitäten vorhanden sind, zur Aufnahme von weiblichen und männlichen Kontaktelementen, wobei sich die Kontaktkavitäten zur Aufnahme von Buchsenkontakten von einer rückseitigen Stirnseite des Steckverbindergehäuses zu einer steckseitigen Stirnseite des Steckverbindergehäuses hin erstrecken und wobei sich die Kontaktkavitäten zur Aufnahme der Stiftkontakte von der rückseitigen Stirnseite zu einer gegenüber der steckseitigen Stirnseite zurückgesetzten Mittelebene erstrecken und ferner die Kontaktkavitäten für die Buchsenkontakte jeweils im Wechsel mit den Kontaktkavitäten der Stiftkontakte innerhalb einer Reihe nebeneinander angeordnet sind.
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Es ist selbstverständlich so, dass die weiteren am Steckvorgang beteiligten geometrischen Konturen und Strukturen ebenfalls so ausgebildet sind, dass ein hermaphroditischer Steckverbinder erzielt wird.
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In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktkavitäten für die Buchsenkontakte jeweils auch im Wechsel mit den Kontaktkavitäten der Stiftkontakte innerhalb einer Spalte hintereinander bzw. nebeneinander angeordnet sind.
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Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, wenn die Reihen jeweils parallel als zu einer Längskante bzw. zu den beiden Längskanten des Steckverbindergehäuses verlaufen.
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Bevorzugt ist ferner, wenn die Spalten jeweils parallel zu einer Seitenkante des Steckverbindergehäuses und zwar im Wesentlichen orthogonal zu den Reihen verlaufen. Durch diese Weise ergibt sich ein hochpoliges Rechteckmuster, bei dem die Stiftkontakte und Buchsenkontakte jeweils abwechselnd zueinander in Reihen und Spalten angeordnet sind und ferner die Buchsenkontakte und Stiftkontakte über Diagonalen zueinander verlaufen.
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In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen zwei Reihen mit einer definierten Abfolge von im Wechsel angeordneten Kontaktkavitäten für die Buchsenkontakte und die Kontaktkavitäten für die Stiftkontakte eine Reihe mit einer davon abweichenden Abfolge von im Wechsel angeordneten Kontaktkavitäten für die Buchsenkontakte und die Kontaktkavitäten für die Stiftkontakte angeordnet ist, wobei diese Reihe mit einem gegenüber der benachbarten Reihe unterschiedlichen ersten bzw. letzen Kontaktkavität beginnt bzw. endet.
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Anders ausgedrückt folgt jeweils auf eine Reihe von Stift- und Buchsenkontakten benachbart eine Reihe von Stift- und Buchsenkontakten, bei der sich einfach die Reihenfolge des ersten und letzen Kontaktes geändert hat.
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Auf diese Weise wird die zuvor genannte Diagonalanordnung der Kontaktkavitäten der Buchsenkontakte erreicht, die dann gleichzeitig einen Berührschutz für die Stiftkontakte, die ebenfalls in Diagonalanordnung angeordnet sind, erzielt werden kann.
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In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Mittelebene in etwa in der Mitte des Abstandes zwischen der steckseitigen Stirnseite und der rückseitigen Stirnseite angeordnet ist und zwar parallel zu den Stirnseiten orientiert verläuft.
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Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, wenn sich entlang jeder Längsseitenkante ein über einen Teilbereich der Längsseitenkante erstreckender Wandvorsprung befindet. Entsprechend befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite diametral versetzt der gleiche entsprechend ausgebildete Wandvorsprung.
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Es ist weiter vorgesehen, dass sich entlang jeder dieser Längsseitenkanten ein über einen Teilbereich der Längsseitenkante erstreckender, gegenüber dem zuvor genannten Wandvorsprung zurückspringender Wandvorsprung befindet. Somit befindet sich auf der gegenüber Längsseitenkante ebenfalls diametral versetzt ein entsprechender gegenüber dem dort angeordneten Wandvorsprung zurückspringender Wandvorsprung.
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In einer vorteilhaften Ausbildung des hermaphroditischen Steckverbinders kann ferner vorgesehen sein, dass die beiden Wandvorsprünge in etwa die gleiche Breite und Höhe aufweisen.
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Es ist weiter vorteilhaft, wenn in Diagonalrichtung nebeneinander angeordnete Kontaktkavitäten für die Buchsenkontakte in wenigstens einer, vorzugsweise in beiden Diagonalrichtungen mittels Verbindungsstegen miteinander verbunden sind, die in vorteilhafter Weise bis zur steckseitigen Stirnseite reichen.
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In einer ebenfalls vorteilhaften Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die steckseitigen Enden der Buchsenkontakte und die steckseitigen Enden der Stiftkontakte in ihrem, in der jeweiligen Kontaktkavität eingesetzten Zustand in etwa in einer Ebene angeordnet sind, wobei diese Ebenen mit Vorteil gegenüber der steckseitigen Stirnseite zurückversetzt ist.
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Mit Vorteil ist der Abstand der zurückgesetzten Ebene zur steckseitigen Stirnebene so gewählt, dass diese in etwa dem Abstand zweier, in einer Reihe oder in einer Spalte unmittelbar benachbarten Kontaktkavitäten entspricht. Gemessen wird der Abstand zwischen den Wänden zweier benachbarter Kontaktkavitäten.
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Weiter bevorzugt ist es, wenn die zurückgesetzte Ebene noch ein Stück weiter, etwa 30% bis 50% weiter wie der zuvor genannte Abstand zweier benachbarten Kontaktkavitäten zurückversetzt gegenüber der steckseitigen Stirnseite verläuft.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen hermaphroditischen Steckverbinders;
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2 eine Ansicht der 1 von schräg unten;
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3 eine Aufsicht auf den Steckverbinder gemäß 1;
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4 stellt eine Teilgeschnittene Ansicht durch einen Steckverbinder gemäß 1 mit eingesetzten Kontaktelementen dar;
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5 eine Rückansicht des Steckverbinders gemäß der Darstellung aus 2;
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6 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B.
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Die vorliegende Erfindung wird anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die 1 bis 6 beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche strukturelle und/oder funktionale Merkmale hin.
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In den 1 bis 6 ist ein hermaphroditischer Rechtecksteckverbinder 1 gezeigt. Der hermaphroditische Rechtecksteckverbinder 1 weist ein Steckverbindergehäuse 2 auf, in dem eine Vielzahl von in Reihen 3 und Spalten 4 angeordneten Kontaktkavitäten 3a, 3b vorhanden sind. Die Kontaktkavitäten 3a, 3b sind zur Aufnahme von männlichen und weiblichen Kontaktelementen 4a, 4b ausgebildet. Die Kontaktkavitäten 3a sind zur Aufnahme von Buchsenkontakten 4a, also von weiblichen Kontakten vorgesehen und ragen als im wesentlichen zylindrische Öffnungen von einer rückseitigen Stirnseite 20 des Steckverbindergehäuses 2 zu der der rückseitigen Stirnseite 20 gegenüberliegenden steckseitigen Stirnseite 21 hin. Die Kontaktkavitäten 3a weisen demzufolge im Wesentlichen einen jeweils quaderförmigen Isolierkörper auf, in dem eine im Wesentlichen zylindrische Öffnung zur Aufnahme der Buchsenkontakte 4a vorhanden ist. Die Kontaktkavitäten 3b zur Aufnahme von Stiftkontakten 4b erstrecken sich von der rückseitigen Stirnseite 20 zu einer gegenüber der steckseitigen Stirnseite 21 zurückgesetzten Mittelebene 22, wobei die Mittelebene 22 in etwa in der Mitte zwischen der rückseitigen Stirnseite 20 und der steckseitigen Stirnseite 21 liegt, was gut in der 4 und 6 zu erkennen ist.
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Wie weiter ersichtlich ist, sind die Kontaktkavitäten 3a für die Buchsenkontakte 4a jeweils im Wechsel mit den Kontaktkavitäten 3b der Stiftkontakte 4b innerhalb einer Reihe nebeneinander angeordnet.
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Es ist weiter ersichtlich, dass die Kontaktkavitäten 3a für die Buchsenkontakte 4a jeweils im Wechsel mit den Kontaktkavitäten 3b der Stiftkontakte 4b innerhalb einer Spalte 4 hintereinander angeordnet sind, wodurch sich das in den 1 bis 6 gezeigte Muster der Kontaktkavitäten 3a, 3b ergibt.
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Wie insbesondere aus der Ansicht der 3 ersichtlich, sind auf den Ecken der Kontaktkavitäten 3a für die Buchsenkontakte 4a jeweils auf der Diagonallinie Verbindungsstege vorgesehen. Die Verbindungsstege dienen einerseits der mechanischen Festigkeit und andererseits im Ziel ein berührgeschütztes Kontaktsystem bereitzustellen.
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Wie ferner in der 1, 2 und 3 deutlich zu erkennen ist, befindet sich entlang jeder Längskante 23 über einen Teilbereich der Längsseitenkante 23 erstreckender Wandvorsprung 23a. Ferner ist zu erkennen, dass sich entlang jeder Längskante 23 ferner ein über einen Teilbereich der Längskante 23 erstreckender, gegenüber dem Wandvorsprung 23a zurückspringender Wandvorsprung 23b befindet.
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Die beiden Wandvorsprünge 23a, 23b weisen in ihrer Gesamtlänge eine Länge auf, die der Länge einer Reihe 3 der zuvor genannten Kontaktkavitäten 3a, 3b entspricht.
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Ferner ist zu erkennen, dass die beiden Wandvorsprünge 23a, 23b in etwa die gleiche Breite und Höhe aufweisen.
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Wie zuvor bereits erläutert, weisen in Diagonalrichtung nebeneinander angeordnete Kontaktkavitäten 3a für die Buchsenkontakte 4a in beiden Diagonalrichtungen Verbindungsstege 6 auf, mit denen jeweils benachbarte Kontaktkavitäten 3a verbunden sind. Die sich dadurch ergebene Ansicht ist in 6 entlang der Schnittlinie B-B zu erkennen.
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Mit Bezug auf 4 kann die Anordnung der Buchsenkontakte 4a und der Stiftkontakte 4b näher erläutert werden. Es ist zu erkennen, dass die steckseitigen Enden 6a der Buchsenkontakte 4a und die steckseitigen Enden 6b der Stiftkontakte 4b in ihrem in der jeweiligen Kontaktkavität 3a, 3b eingesetzten Zustand in etwa in einer Ebene angeordnet sind, wobei diese Ebene gegenüber der steckseitigen Stirnseite 21 zurückspringt.
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Es ist weiter zu erkennen, dass die steckseitigen Enden 6a der Buchsenkontakte 4a und die steckseitigen Enden 6b der Stiftkontakte 4b gegenüber der steckseitigen Stirnseite in etwa um den Wert des Abstandes zweier in einer Reihe bzw. einer Spalte 4 unmittelbar beabstandeten Kontaktkavitäten 3a zurückgesetzt sind.
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In einer alternativen Ausführungsform können natürlich die Enden 6a, 6b auch weiter gegenüber der steckseitigen Stirnseite in dem Isolierkörper hinein zurückgesetzt werden, wodurch allerdings die Kontaktüberdeckung beim Zusammenstecken eines hermaphroditischen Rechtecksteckverbinders gemäß der vorliegenden Erfindung vermindert wird gegenüber der idealen Position, bei dem die steckseitigen Enden 6a, 6b gerade soweit zurückgesetzt im Isolierkörper angeordnet sind, dass ein VDE Prüffinger diese nicht mehr kontaktieren kann.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rechtecksteckverbinder
- 2
- Steckverbindergehäuse
- 3
- Reihe
- 3a, 3b
- Kontaktkavitäten
- 4
- Spalte
- 4a, 4b
- Kontaktelemente
- 6
- Verbindungssteg
- 6a, 6b
- steckseitiges Ende
- 20
- rückseitige Stirnseite
- 21
- steckseitige Stirnseite
- 22
- Mittelebene
- 23
- Längskante
- 23a, 23b
- Wandvorsprung
- 24
- Seitenkante
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19809881 A1 [0003, 0004, 0005]
- DE 102007038221 B3 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- VDE 0470-1 [0010]
- VDE 0660-514 [0010]
