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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von Kabellitzen in einem elektrischen bzw. elektronischen Bauteil gemäß Anspruch 1, sowie ein elektrisches bzw. elektronisches Bauteil gemäß Anspruch 7.
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Zur elektrischen Verbindung zweier elektrischer Baugruppen, wie etwa bestückter Leiterplatten bzw. Platinen, ist es bekannt, entweder Steckverbinder oder direkt in eine oder in beide Baugruppen, typischerweise in die Leiterplatte eingelötete Kabel bzw. deren Litzen zu verwenden.
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Dabei sind Steckverbinder teurer als eingelötete Kabel, da sie im Vergleich zu einer Direktverbindung aus einem oder mehreren eingelöteten Kabeln einer Verwendung zumindest eines zusätzlichen Bauteils, mindestens bestehend aus einem oder mehreren Kontaktstiften und einem Gehäuse sowie gegebenenfalls mindestens einem Gegenstück, bedürfen.
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Kabel, bestehend aus einer oder mehreren ummantelten Litzen, welche für das direkte Einlöten in eine Leiterplatte vorgesehen sind, werden dabei im Normalfall zuvor abisoliert und die Litzen mit Lot verzinnt. Das Verzinnen führt in der Regel zu einer Versteifung der Litzen, wodurch ein Kabel mit zumindest einseitig verzinnten Litzen aus mindestens einem starren und einem flexiblen Teil entsteht.
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Bei aus der Praxis bekannten Getrieben, wie Automatgetrieben, sind elektrische Bauteile, beispielsweise Sensoren, elektrische Stecker und dergleichen, oftmals in mit Getriebeöl befüllten Innenräumen der Getriebe angeordnet und werden dort mit dem Getriebeöl beaufschlagt, in dem Späne und metallische Ablagerungen vorhanden sind. Damit die im Getriebeöl vorhandenen Späne und metallischen Ablagerungen nicht elektrische Kontakte der elektrischen Bauteile berühren, werden die elektrischen Kontakte der elektrischen Bauteile mit elektrisch isolierenden Schutzschichten versehen.
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Hierfür werden üblicherweise im Verbindungsbereich zwischen zwei elektrisch miteinander verbundenen Bauteilen, wie einem mit einer Leiterplatte verbundenen elektrischen Leiter, ausgeformte Vertiefungen oder Wannen vorgesehen, in die mit geringem Fertigungsaufwand jeweils eine fließfähige Vergussmasse eingegossen wird. Die Vergussmasse wird von der Vertiefung bzw. der Wanne aufgenommen, wobei die Vergussmasse bei entsprechender Viskosität den Innenraum der Vertiefung bzw. der Wanne selbstständig ausfüllt. Dabei wird der Innenraum der Vertiefung bzw. der Wanne ohne zusätzliche Maßnahmen bis hin zum oberen Rand ausgegossen. Der elektrische Kontaktbereich zwischen der Leiterplatte und dem elektrischen Leiter ist dann durch die elektrisch isolierende Vergussmasse im späteren Betrieb gegenüber Spänen und metallischen Ablagerungen im Getriebeöl geschützt bzw. isoliert.
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Leiterplatten bzw. Schaltungsträger werden üblicherweise in Moldgehäusen eingebettet bzw. eingegossen. Die Druckschriften
EP 1 396 885 B1 und
WO 2013/041288 A1 offenbaren einen Schaltungsträger mit Schaltungselementen. Der Schaltungsträger wird auf einer Grundplatte angeordnet und von einem Moldgehäuse umgeben. Das Moldgehäuse besteht aus einer Moldmasse, die z.B. als harzbasierter Kunststoff oder Duroplast ausgeführt ist. Das Moldgehäuse kann durch Umspritzen oder Vergießen des Schaltungsträgers hergestellt werden.
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Aus der Druckschrift
DE 37 06 168 A1 und der Druckschrift
DE 44 37 664 A1 sind Möglichkeit zur Verbindung von Kabellitzen mit einer Leiterplatte bekannt, bei welcher an der Leiterplatte definierte Anschlussbereiche zur Verfügung stehen, in welchen die Anschlussbereich der Leiterplatte freiliegen. In diese Bereiche wird eine Litze eingelegt und verlötet oder verschweißt (kontaktiert) werden. Anschließend wird dieser Bereich vergossen, um die Kontaktstellen vor Umwelteinflüssen zu schützen. Die Positionierung der Litzen ist zum Teil schwierig und aufwändig.
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit Hilfe derer eine einfache und genaue Positionierung von Litzen in einem elektrischen bzw. elektronischen Bauteil ermöglicht wird, sowie ein entsprechendes elektrisches bzw. elektronisches Bauteil, in dem eine einfache und präzise Positionierung von Litzen realisierbar bzw. realisiert ist, anzugeben.
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Der erste Teilaspekt der vorstehend erläuterten Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst, während der zweite Teilaspekt durch ein Bauteil mit den Merkmalen gemäß Anspruch 7 gelöst wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
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Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Positionieren von Kabellitzen in einem elektrischen bzw. elektronischen Bauteil, aufweisend einen Körper, der eine oder mehrere jeweils in einer Durchtrittsrichtung angeordnete Durchtrittsöffnungen zur Aufnahme jeweils einer Kabellitze aufweist, wobei die Durchtrittsöffnungen einen sich jeweils in der Durchtrittsrichtung erstreckenden ersten und zweiten Durchtrittsöffnungsabschnitt aufweisen, wobei der erste Durchtrittsöffnungsabschnitt einen ersten Durchtrittsöffnungsquerschnitt aufweist, und der zweite Durchtrittsöffnungsabschnitt einen zweiten Durchtrittsöffnungsquerschnitt aufweist, der vom ersten Durchtrittsöffnungsquerschnitt verschieden ist. Dadurch ist eine zuverlässige Positionierung durch eine gute und sichere Führung der Kabellitzen gewährleistet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste Durchtrittsöffnungsabschnitt und der zweite Durchtrittsöffnungsabschnitt in Durchtrittsrichtung unmittelbar hintereinander angeordnet, so dass die Durchtrittsöffnung aufgrund des unmittelbaren Wechsels vom ersten zum zweiten Durchtrittsöffnungsquerschnitt als Stufen-Durchtrittsöffnung ausgebildet ist, d.h. in der Art einer Stufenbohrung. Dadurch kann ein isolierter Teil einer in die Durchtrittsöffnung eingeführten Kabellitze in Anlage mit einer Stirnseite des Durchtrittsöffnungsabschnitts mit dem größeren Querschnitt gelangen und die Durchtrittsöffnung damit abdichten, insbesondere gegen ein Vergussmaterial. Alternativ ist aber auch ein dritter Durchtrittsöffnungsabschnitt, der zwischen dem ersten und dem zweiten Durchtrittsöffnungsabschnitt angeordnet ist, denkbar. Der Durchtrittsöffnungsquerschnitt des dritten Durchtrittsöffnungsabschnitts kann stufenweise oder auch kontinuierlich verjüngend (vom ersten Durchtrittsöffnungsquerschnitt auf den zweiten Durchtrittsöffnungsquerschnitt verjüngend) ausgebildet sein, so dass sich eine kontinuierliche oder auch eine aus mehreren Stufen bestehende Querschnittsverringerung ergibt.
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Vorzugsweise weist der erste oder der zweite Durchtrittsöffnungsquerschnitt Abmessungen auf, die zur Aufnahme einer mit Isolierung ummantelten Kabellitze geeignet sind, während der andere, d.h. der zweite oder der erste Durchtrittsöffnungsquerschnitt Abmessungen aufweist, die für eine Aufnahme einer mit Isolierung ummantelten Kabellitze zu klein sind, jedoch für die Aufnahme einer abgemantelten Kabellitze geeignet sind. Dadurch werden eine gute Führung und die vorstehend genannte Dichtfunktion auf einfache Weise effektiv realisiert.
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In einer optionalen Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Führungsabschnitt, insbesondere Vorsprung, auf, der für eine Führung und/oder Positionsfestlegung der Vorrichtung in einem elektrischen oder elektronischen Bauelement, insbesondere in einer darin angeordneten korrespondierenden Aussparung oder Führung, geeignet ist. Damit ist, z.B. im Rahmen einer Relativverschieblichkeit, auch eine positionsveränderliche Anordnung der Vorrichtung an einem Bauteil gewährleistet, z.B. für einen Toleranzausgleich.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Körper der Vorrichtung einteilig, insbesondere aus einem einzigen Material ausgebildet, was eine einfache und kostengünstige Herstellung gewährleistet. Kunststoffe sind dabei denkbare und technisch gut handhabbare Werkstoffe, wobei aber auch Keramiken etc. denkbar sind. Z.B. kann vorgesehen sein, den Körper durch Kunststoffspritzgießen zu bilden.
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Die Durchtrittsöffnungen und/oder die Durchtrittsöffnungsabschnitte sind vorzugsweise zueinander parallel angeordnet, so dass eine platzsparende Führung ermöglicht ist. Alternativ kann die Durchtrittsrichtung der einzelnen Durchtrittsöffnungen unterschiedlich sein, um somit jeglicher geometrischen Ausbildung der Vorrichtung und/oder des elektrischen bzw. elektronischen Bauteils Rechnung tragen zu können.
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In erfindungsgemäßer Weiterbildung der Vorrichtung ist weiterhin vorgesehen, dass der Körper eine Anzahl von Kabellitzen positionstreu haltert, wobei eine jeweilige Kabellitze in einer jeweiligen Durchtrittsöffnung angeordnet ist. Die Anordnung kann z.B. durch Einstecken der Kabellitzen in die Durchtrittsöffnung vorgesehen sein, denkbar ist aber auch ein Umspritzen während der Herstellung des Körpers. Allgemein ist vorgesehen, dass der Körper die aufgenommenen Kabellitzen auch fixiert, insbesondere durch eine Klemmung, z.B. gebildet mittels eines Heißverstemm- oder Prägeschritts. Somit ist neben der Möglichkeit einer Vorkonfektionierung auch eine Transportsicherung gegeben.
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Mit der Vorrichtung ist eine Anordnung der Kabellitzen in jeweiligen Durchtrittsöffnungen insbesondere derart vorgesehen, dass ein jeweiliger isolierter Teil einer in der Durchtrittsöffnung angeordneten Kabellitze in Anlage an einer Stirnseite des Durchtrittsöffnungsabschnitts mit dem größeren Querschnitt ist, d.h. mit einer Stirnseite, und ein abisolierter Abschnitt einer jeweiligen Kabellitze hierbei aus dem Körper herausragt. Derart können die abisolierten Abschnitte auf korrespondierenden Kontaktierungsabschnitten, z.B. Lötfeldern einer Leiterplatte, vorteilhaft einfach und genau positioniert werden.
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Vom Gedanken der vorliegenden Erfindung ist auch ein elektrisches bzw. elektronisches Bauteil mit einer Leiterplatte mit einem oder mehreren Kontaktierungsabschnitten zur Ankontaktierung von Kabellitzen und einer Vorrichtung zum Positionieren von Kabellitzen an dem elektrischen bzw. elektronischen Bauteil, wie sie vorstehend beschrieben ist, umfasst. Das elektronische Bauteil ist bevorzugt eine Baugruppe einer mechatronischen Getriebesteuerung, insbesondere z.B. ein Getriebesteuergerät.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Positionieren von Kabellitzen verschieblich bzw. positionsveränderlich gegenüber der Leiterplatte anordenbar bzw. ist in unterschiedlichen Positionen gegenüber der Leiterplatte anordenbar, insbesondere wenigstens während einer Fertigung des Bauteils. Hierdurch wird die nötige Flexibilität, auf konstruktive Gegebenheiten eingehen zu können, gegeben. Hierzu weist das Bauteil vorzugsweise einen Trägerabschnitt zum Befestigen und/oder zur Aufnahme der Leiterplatte und/oder zum Befestigen und/oder zur Aufnahme der Vorrichtung zum Positionieren von Kabellitzen auf, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform der Trägerabschnitt eine Aussparung, insbesondere Nut zur Aufnahme, insbesondere positionsveränderlichen Aufnahme, der Vorrichtung zum Positionieren von Kabellitzen aufweist. Gebildet ist der Trägerabschnitt z.B. mittels eines Duroplasts.
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Optional kann die Vorrichtung zum Positionieren von Kabellitzen einen Abschnitt einer Begrenzung einer Ausnehmung, insbesondere einer in etwa wannenförmigen Ausnehmung bilden, wobei innerhalb der Ausnehmung oder als weiterer Begrenzungsabschnitt derselben der eine oder die mehreren Kontaktierungsabschnitte zur Ankontaktierung von Kabellitzen vorgesehen sind. Dadurch lässt sich mittels eines Vergießens der wannenförmigen Ausnehmung eine sichere elektrische Isolierung der Kontaktierungsabschnitte gegeneinander und insbesondere gegenüber ihrer Umgebung erreichen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
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1 exemplarisch und schematisch ein elektronisches Bauteil gemäß einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt exemplarisch und schematisch ein elektronisches Bauteil 1 gemäß einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das elektronische Bauteil 1 weist eine Leiterplatte 3 mit mehreren Kontaktierungsabschnitten 5 zur Ankontaktierung von Kabellitzen 7 und eine Vorrichtung 9 zum Positionieren von Kabellitzen auf.
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Die Vorrichtung 9 zum Positionieren von Kabellitzen weist einen Körper 11 auf, der eine oder mehrere jeweils in einer Durchtrittsrichtung angeordnete Durchtrittsöffnungen 13 zur Aufnahme jeweils einer Kabellitze 7 aufweist. Die Durchtrittsöffnungen 13 weisen einen sich jeweils in der Durchtrittsrichtung erstreckenden ersten und zweiten Durchtrittsöffnungsabschnitt 13a, 13b auf, welche in der beschriebenen Ausführungsform in Durchtrittsrichtung betrachtet unmittelbar nacheinanderfolgend angeordnet sind.
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Der erste Durchtrittsöffnungsabschnitt 13a weist einen ersten Durchtrittsöffnungsquerschnitt auf und der zweite Durchtrittsöffnungsabschnitt 13b weist einen zweiten Durchtrittsöffnungsquerschnitt auf, der vom ersten Durchtrittsöffnungsquerschnitt verschieden ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Durchtrittsöffnungsquerschnitt kleiner als der erste Durchtrittsöffnungsquerschnitt. Beide Durchtrittsöffnungsquerschnitte sind kreisfömig ausgebildet. In anderen Worten gesagt ist demnach der Durchmesser der Durchtrittsöffnung des zweiten Durchtrittsöffnungsabschnitts 13b kleiner als der Durchmesser der Durchtrittsöffnung des ersten Durchtrittsöffnungsabschnitts 13a. Somit ergibt sich als "Gesamt-Durchtrittsöffnung" 13 betrachtet in Durchtrittsrichtung eine Stufen-Durchtrittsöffnung.
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Der erste Durchtrittsöffnungsquerschnitt weist Abmessungen auf, die zur Aufnahme der mit einer Isolierung ummantelten Kabellitze 7 geeignet sind, während der andere, d.h. der zweite Durchtrittsöffnungsquerschnitt Abmessungen aufweist, die für eine Aufnahme der mit Isolierung ummantelten Kabellitze 7 zu klein sind, jedoch für die Aufnahme der abgemantelten Kabellitze 7 geeignet sind. Somit gelangt die Isolierung, genauer gesagt, das Ende der Isolierung der Kabellitze 7 in Anlage mit einer Stirnwand 15 der Stufen-Durchtrittsöffnung.
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Die Durchtrittsöffnungen 13 und die einzelnen Durchtrittsöffnungsabschnitte 13a, 13b sind parallel zueinander angeordnet, wobei je nach Geometrieanforderungen, die für die Vorrichtung 9 und das Bauteil 1 zu berücksichtigen sind, auch nicht parallele Durchtrittsöffnungen oder auch nicht zueinander parallel angeordnete Durchtrittsöffnungsabschnitte 13a, 13b denkbar sind.
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Am Körper 11 festgelegt sind die in die Durchtrittsöffnungen 13 eingebrachten Kabellitzen 7, d.h. hierbei einen Teil der Vorrichtung 9 bildend, z.B. durch einen Heißverstemmschritt, welcher eine Klemmung bewirkt. Hierüber kann ein Materialbereich des Körpers 11 durch thermische Formung gegen die jeweilige Kabellitze 7 gedrängt sein. Ersichtlich ragt ein Lötende, bereitgestellt durch einen abisolierten Abschnitt einer jeweiligen Kabellitze 7 hierbei aus dem Körper 11 heraus.
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Die Vorrichtung 9 weist ferner einen Führungsabschnitt in Form eines Vorsprungs 17 auf, der für eine Führung bzw. Positionsfestlegung der Vorrichtung in dem Bauelement 1 sorgt und insbesondere eine erwünschte variable Positionierung gegenüber der Leiterplatte 3 ermöglicht. Der Vorsprung 17 ist dazu in einer zum Vorsprung 17 korrespondierenden Aussparung 19 im Bauteil 1 geführt.
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Der Körper 11 der Vorrichtung 9 ist einteilig und aus einem einzigen Material ausgebildet, insbesondere spritzgegossen, wobei in alternativen Ausführungsformen eine zwei- oder mehrteilige Ausbildung denkbar ist. Auch eine Fertigung aus mehreren Materialien ist, je nach Einsatzgebiet und Einsatzzweck denkbar. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die vorliegend beschriebene Ausführungsform eines Bauteils 1 für die Verwendung in einer Getriebesteuerung vorgesehen ist. Es sind aber auch anderweitige Verwendungsgebiete denkbar.
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Die Vorrichtung 9 zum Positionieren von Kabellitzen 7 ist, wie vorstehend erwähnt, verschieblich bzw. positionsveränderlich gegenüber der Leiterplatte 3 anordenbar bzw. ist in unterschiedlichen Positionen gegenüber der Leiterplatte 3 anordenbar, was durch den Vorsprung 17, der an der Vorrichtung 9 ausgebildet ist, sowie die korrespondierende Aussparung 19 am Bauteil 1, in der der Vorsprung 17, vorliegend in der Form einer Querrippe, geführt ist, sichergestellt wird. Insbesondere bei der Fertigung des Bauteils 1 erlaubt dies eine Flexibilität hinsichtlich der relativen Positionen der jeweiligen Bestandteile.
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Das Bauteil 1 weist ferner einen Trägerabschnitt 21 zur Aufnahme der Leiterplatte 3 und zur Aufnahme der Vorrichtung 9 zum Positionieren von Kabellitzen auf, wobei an dieser Stelle angemerkt sei, dass die Aussparung 19 in Form einer Nut im Trägerabschnitt 21 des Bauteils 1 ausgebildet ist. Der Trägerabschnitt 21 ist z.B. als Kunststoffträger bereitgestellt.
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Die Vorrichtung 9 zum Positionieren von Kabellitzen bildet in der beschriebenen Ausführungsform einen Abschnitt einer Begrenzung einer Ausnehmung, die in etwa wannenförmig ausgebildet ist. In der Ausnehmung sind auch die Kontaktierungsabschnitte 5 zur Ankontaktierung der Kabellitzen 7 vorgesehen. Bei der Montage des Bauteils 1 wird die wannenförmige Ausnehmung mit einer Vergussmasse, beispielsweise einem Duroplast vergossen, sobald die Kabellitzen 7 (die abisolierten Abschnitte davon) mittels der Vorrichtung 9 bzw. dem Körper 11 auf den Kontaktierungsabschnitten 5 angeordnet und damit, beispielsweise durch Anlöten, z.B. mit einer Lötbrücke, elektrisch leitfähig verbunden sind. Da die Isolierungen der Kabellitzen 7 mit der Stirnwand 15 der Stufen-Durchtrittsöffnung (Durchtrittsöffnung 13) in Anlage angeordnet sind, sorgen sie für eine Abdichtung, so dass keine Vergussmasse durch die Durchtrittsöffnung 13 hindurch nach außerhalb der Ausnehmung austreten kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektronisches Bauteil
- 3
- Leiterplatte
- 5
- Kontaktierungsabschnitt
- 7
- Kabellitze
- 9
- Vorrichtung zum Positionieren von Kabellitzen
- 11
- Körper
- 13
- Durchtrittsöffnung
- 13a
- erster Durchtrittsöffnungsabschnitt
- 13b
- zweiter Durchtrittsöffnungsabschnitt
- 15
- Stirnwand
- 17
- Vorsprung
- 19
- Aussparung
- 21
- Trägerabschnitt
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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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- EP 1396885 B1 [0007]
- WO 2013/041288 A1 [0007]
- DE 3706168 A1 [0008]
- DE 4437664 A1 [0008]
