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Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung zum elektrischen Verbinden einer Mehrzahl von elektrischen Leitern miteinander.
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Werkzeuglose Anschlusstechnologien zur Herstellung elektrischer Durchgangsverbindungen zwischen elektrischen Leitern sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. So verwenden beispielsweise sogenannte Reihenklemmen, die an einer Tragschiene anordbar sind, eine Federanschlusstechnik, die ein Anstecken von elektrischen Leitern ermöglicht, um die elektrischen Leiter über eine Stromschiene elektrisch miteinander zu kontaktieren. Mehrere Reihenklemmen können hierbei nebeneinander an einer Tragschiene angeordnet werden und über Kontaktbrücken miteinander kontaktiert werden, sodass die Anzahl von Steckplätzen zum Anstecken elektrischer Leiter skaliert werden kann.
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Bei sogenannten Schneidklemmen wird die Isolierung eines Leiters mit einer Schneide durchdrungen, um z.B. zwei Leiter elektrisch miteinander zu verbinden.
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Bekannt ist zudem, elektrische Leiter über Klettverbindungen miteinander zu verbinden und elektrisch miteinander zu kontaktieren. So weisen bei einer aus der
DE 10 2006 039 134 A1 bekannten Kontaktanordnung zwei Trägerbänder jeweils einen Kontaktbereich auf, an dem Klettstrukturen zum Herstellen einer Klettverbindung angeordnet sind.
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Bei einer aus der
DE 10 2006 046 471 A1 bekannten Kontaktanordnung sind an einer elektrisch leitenden Platte Fasern eines Faserbündels angeordnet, die pressend mit einem Kontaktelement in Form eines Metallblechs in Anlage gebracht werden können, um eine elektrische Kontaktierung herzustellen.
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Bei einer aus der
DE 10 2007 021 073 A1 bekannten Schaltungsanordnung werden zwei Bauelemente über aufgeraute Kontaktflächen miteinander verbunden. Durch einen Aufrauungsprozess werden hierbei Strukturkörper an den Kontaktflächen geschaffen, die sich beim Ansetzen miteinander verzahnen und dadurch eine mechanisch stabile und elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Bauelementen schaffen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindungseinrichtung zum elektrischen Verbinden einer Mehrzahl von elektrischen Leitern miteinander bereitzustellen, die flexibel verwendbar ist und eine elektrische Kontaktierung einer großen Anzahl von elektrischen Leitern miteinander ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach umfasst die Verbindungseinrichtung
- – ein erstes Gehäuseteil, das ein erstes elektrisch leitfähiges Flächenkontaktierungselement mit ersten Strukturelementen aufweist, und
- – ein zweites Gehäuseteil, das ein zweites elektrisch leitfähiges Flächenkontaktierungselement mit zweiten Strukturelementen aufweist und entlang einer Montagerichtung derart an das erste Gehäuseteil ansetzbar ist, dass bei aneinander angesetzten Gehäuseteilen die ersten Strukturelemente des ersten Flächenkontaktierungselements in Verbindung mit den zweiten Strukturelementen des zweiten Flächenkontaktierungselements sind und zwischen den Flächenkontaktierungselementen angeordnete Leiter elektrisch miteinander kontaktiert sind.
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Die Verbindungseinrichtung kann eine elektrische Verbindung einer Vielzahl von elektrischen Leitern miteinander ermöglichen. Die Verbindungseinrichtung ist nach Art einer Montagebox ausgestaltet, bei der ein aus zwei Gehäuseteilen gebildetes Gehäuse Enden von elektrischen Leitern aufnimmt, um auf diese Weise die elektrischen Leiter miteinander zu kontaktieren. Zum Schließen der Verbindungseinrichtung können die Gehäuseteile aneinander angesetzt werden, sodass die Flächenkontaktierungselemente der Gehäuseteile über ihre Strukturelemente mechanisch in Verbindung miteinander gelangen und dadurch mechanisch belastbar aneinander festgelegt werden. Zwischen den Flächenkontaktierungselementen können hierbei Enden von Leitern aufgenommen werden, sodass über die Flächenkontaktierungselemente die unterschiedlichen Leiter elektrisch miteinander verbunden werden.
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Die Verbindungseinrichtung ist einfach zu handhaben. So sind zum Herstellen der elektrischen Verbindung abisolierte Enden der Leiter lediglich zwischen die Flächenkontaktierungselementen zu legen und die Gehäuseteile derart aneinander anzusetzen, dass die Strukturelemente der Flächenkontaktierungselemente miteinander in Eingriff gelangen. Die elektrische Kontaktierung wird dabei automatisch hergestellt.
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In einer aneinander angesetzten Stellung werden die Gehäuseteile über die Strukturelemente der Flächenkontaktierungselementen aneinander gehalten. Die Strukturelemente können hierbei gemeinsam beispielsweise einen haftenden, lösbaren Verschluss ausbilden, insbesondere einen Klettverschluss, bei dem erste Strukturelemente beispielsweise nach Art von Haken und zweite Strukturelemente beispielsweise nach Art von Schlaufen oder Ösen ausgebildet sind. Bei Ansetzen der Gehäuseteile aneinander gelangen die Strukturelemente miteinander in Eingriff, sodass die Flächenkontaktierungselemente elektrisch miteinander kontaktiert sind, die Gehäuseteile in Position zueinander gehalten werden und auch die zwischen die Flächenkontaktierungselemente ragenden Leiter an der Verbindungseinrichtung gehalten sind.
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Die Flächenkontaktierungselemente sind elektrisch leitfähig. Beispielsweise können die Flächenkontaktierungselemente einstückig aus einem Metallmaterial hergestellt sein, wobei die Strukturelemente einstückig an einem Flächenelement geformt sind und von dem Flächenelement vorstehen. Denkbar und möglich ist aber auch, die Flächenkontaktierungselemente beispielsweise aus Kunststoff mit einer elektrisch leitfähigen (Metall-)Beschichtung auszubilden, sodass über die Beschichtung eine elektrische Leitfähigkeit an dem jeweiligen Flächenkontaktierungselement hergestellt wird.
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Das erste Flächenkontaktierungselement und das zweite Flächenkontaktierungselement erstrecken sich vorzugsweise, bei aneinander angesetzten Gehäuseteilen, quer zur Montagerichtung. Bei Ansetzen der Gehäuseteile aneinander entlang der Montagerichtung gelangen somit die Flächenkontaktierungselemente flächig miteinander in Anlage, wodurch sich die Strukturelemente mechanisch miteinander verhaken und dadurch eine mechanisch belastbare Verbindung hergestellt wird.
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Die Strukturelemente des ersten Flächenkontaktierungselements und die Strukturelemente des zweiten Flächenkontaktierungselements können jeweils in regelmäßiger Anordnung oder in unregelmäßiger Anordnung an dem Flächenelement des jeweiligen Flächenkontaktierungselements angeordnet sein. Eine Vielzahl von Strukturelementen, beispielsweise in Form von Haken oder Ösen, sind hierbei an dem Flächenelement verteilt, sodass bei aneinander angesetzten Gehäuseteilen eine flächige Verbindung geschaffen wird.
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Die Strukturelemente können auch eine andere Gestalt aufweisen. Beispielsweise können die Strukturelemente pilzförmige Eingriffselemente verwirklichen, die sich gegenseitig hintergreifen, sodass auf diese Weise eine mechanische Verbindung zwischen den Flächenkontaktierungselementen geschaffen wird.
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An die Verbindungseinrichtung kann vorzugsweise eine Vielzahl von elektrischen Leitern, beispielsweise deutlich mehr als zwei elektrische Leiter, angeschlossen werden. Hierzu sind vorzugsweise zwischen den Gehäuseteilen eine Vielzahl von räumlich verteilten Anschlussstellen geschaffen, die in besonders vorteilhafter Ausgestaltung ein Ansetzen elektrischer Leiter entlang unterschiedlicher Abgangsrichtungen ermöglichen.
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In einer Ausgestaltung weist jedes Gehäuseteil einen Boden und zumindest eine von dem Boden entlang der Montagerichtung vorstehende Seitenwandung auf. Beispielsweise kann ein jedes Gehäuseteil eine Mehrzahl von Seitenwandungen aufweisen, die zur Ausbildung eines Rahmens an dem Boden angeordnet sind. Beispielsweise können vier Seitenwandungen einen quadratischen oder rechteckigen, den Boden randseitig begrenzenden Rahmen ausbilden. Denkbar ist aber auch eine runde oder ovale Formgebung der Verbindungseinrichtung mit einem runden oder ovalen Rahmen oder auch eine beliebige andere Form der Verbindungseinrichtung. In diesen Rahmen ist das dem jeweiligen Gehäuseteil zugeordnete Flächenkontaktierungselement eingesetzt und wird beispielsweise formschlüssig in dem Rahmen gehalten.
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Die Seitenwandung kann beispielsweise starr mit darin eingeformten, diskreten Anschlussstellen für eine Mehrzahl von Leitern ausgebildet sein. Anstelle einer starren Seitenwandung kann an dem Boden jedoch auch eine flexible Wandung, z.B. eine Dichtlippe, angeordnet sein. Dies ermöglicht ein feuchtigkeitsdichtes Ansetzen der Gehäuseteile aneinander, und zudem kann auf besonders vorgeformte Anschlussstellen verzichtet werden. Elektrische Leiter können in diesem Fall an beliebigen Positionen entlang beliebiger Abgangsrichtungen (in der Ebene der Flächenkontaktierungselemente) zwischen die Gehäuseteile eingeführt werden, wobei sich die flexible Wandung, beispielsweise eine Dichtlippe, unter Verformung den Leitern anpasst.
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Werden die Gehäuseteile aneinander angesetzt, so kommen die Gehäuseteile vorzugsweise über ihre Seitenwandungen miteinander in Anlage. Zwischen den Seitenwandungen können hierbei Anschlussstellen für die elektrischen Leiter gebildet sein, beispielsweise in Form von einer Vielzahl von an den Seitenwandungen räumlich verteilt angeordneten Aussparungen, in die elektrische Leiter eingesetzt werden können. Bei aneinander angesetzten Gehäuseteilen werden die elektrischen Leiter an den Anschlussstellen zwischen den Seitenwandungen gehalten, wobei eine elektrische Kontaktierung zwischen den Leitern und ein mechanisches Festlegen der Leiter an der Verbindungsanordnung über die Flächenkontaktierungselemente und die die Flächenkontaktierungselemente aneinander haltenden Strukturelemente geschaffen wird.
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Mittels der Verbindungseinrichtung können ganz unterschiedliche elektrische Leiter miteinander kontaktiert werden, insbesondere auch Leiter mit besonders großen Leiterquerschnitten oder besonders kleinen Leiterquerschnitten. Zum elektrischen Verbinden über die Verbindungseinrichtung sind die elektrischen Leiter (lediglich) an ihren zu kontaktierenden Enden über eine Mindestlänge abzuisolieren. Die elektrische Kontaktierung erfolgt dann selbsttätig durch Ansetzen der Gehäuseteile der Verbindungsanordnung aneinander.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Verbindungsanordnung, die zwei Gehäuseteile und daran angeordnete Flächenkontaktierungselemente aufweist;
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2 eine andere Ansicht der Verbindungsanordnung;
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3 eine Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer Verbindungsanordnung, die zwei Gehäuseteile und daran angeordnete Flächenkontaktierungselemente aufweist; und
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4 eine andere Ansicht der Verbindungsanordnung.
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1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Verbindungseinrichtung 1, über die eine Vielzahl von elektrischen Leitern 2 elektrisch miteinander kontaktiert werden kann. Die Leiter 2 können hierbei entlang unterschiedlicher Abgangsrichtungen an die Verbindungseinrichtung 1 angesetzt werden, sodass über die Verbindungseinrichtung 1 eine flexible, räumlich effiziente Verlegung von elektrischen Leitungen ermöglicht wird.
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Die Verbindungseinrichtung 1 weist ein erstes Gehäuseteil 10 und ein zweites Gehäuseteil 11 auf, die entlang einer Montagerichtung M aneinander angesetzt werden können, um die Verbindungseinrichtung 1 zu schließen. Jedes Gehäuseteil 10, 11 weist hierbei einen Boden 100, 110 auf, an dem sich einen kastenförmigen Rahmen ausbildende Seitenwandungen 101–104, 111–114 erstrecken. Bei Ansetzen der Gehäuseteile 10, 11 aneinander gelangen die Seitenwandungen 101–104, 111–114 miteinander in Anlage, sodass die Verbindungseinrichtung 1 eine kastenförmige, geschlossene Gestalt einnimmt.
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An jedem Gehäuseteil 10, 11 ist ein Flächenkontaktierungselement 12, 13 angeordnet, das in den durch die jeweiligen Seitenwandungen 101–104, 111–114 gebildeten Rahmen des zugeordneten Gehäuseteils 10, 11 eingesetzt und formschlüssig an dem zugeordneten Gehäuseteil 10, 11 gehalten ist.
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Während die Gehäuseteile 10, 11 beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Material, zum Beispiel einem Kunststoffmaterial, gefertigt sind, sind die Flächenkontaktierungselemente 12, 13 elektrisch leitfähig. Die Flächenkontaktierungselemente 12, 13 können beispielsweise einstückig aus einem Metallmaterial (in Form von Metallblechen) gefertigt sein. Denkbar und möglich ist aber auch, die Flächenkontaktierungselemente 12, 13 beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial zu fertigen und mit einem elektrisch leitfähigen (Metall-)Material zu beschichten.
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Das dem ersten Gehäuseteil 10 zugeordnete Flächenkontaktierungselement 12 weist, wie aus 2 ersichtlich, von einem Flächenelement 121 vorspringende, regelmäßig zueinander angeordnete Strukturelementen 120 nach Art von Haken auf. Demgegenüber weist das dem zweiten Gehäuseteil 11 zugeordnete, zweite Flächenkontaktierungselement 13 ebenfalls regelmäßig an einem Flächenelement 131 angeordnete, vorspringende Strukturelemente 130 in Form von Ösen oder Schlaufen oder dergleichen auf. Die Strukturelemente 120, 130 bilden gemeinsam einen mechanischen Verschluss nach Art eines Klettverschlusses, bei dem die Strukturelemente 120, 130 bei Ansetzen der Gehäuseteile 10, 11 aneinander mechanisch miteinander in Eingriff gelangen und dadurch eine mechanisch belastbare Verbindung zwischen den Gehäuseteilen 10, 11 schaffen.
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Um die elektrischen Leiter 2 miteinander zu verbinden, sind die elektrischen Leiter 2 mit abisolierten Enden (Einzeldrähte 21) zwischen die Flächenkontaktierungselemente 12, 13 zu legen. An den Seitenwandungen 101–104, 111–114 sind Anschlussstellen 105, 115 in Form von halbkreisförmigen Aussparungen gebildet, die jeweils einen Leiter 2 aufnehmen können. Dadurch, dass an den unterschiedlichen Seitenwandungen 101–104, 111–114 jeweils eine Mehrzahl von Anschlussstellen 105, 115 gebildet sind, können die Leiter 2 aus unterschiedlichen Richtungen zwischen die Gehäuseteile 10, 11 eingeführt werden, sodass bei geschlossener Verbindungseinrichtung 1 die Leiter 2 entlang unterschiedlicher Abgangsrichtungen von der Verbindungseinrichtung 1 weg verlegt werden können.
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Bei aneinander angesetzten Gehäuseteilen 10, 11 sind die Strukturelemente 120, 130 der Flächenkontaktierungselemente 12, 13 mechanisch miteinander in Verbindung und zudem elektrisch miteinander kontaktiert. Darüber werden die Gehäuseteile 10, 11 aneinander gehalten und zudem die Leiter 2 elektrisch miteinander verbunden. Zum Verbinden der Leiter 2 ist somit lediglich erforderlich, die Leiter 2 an ihren Enden über eine Mindestlänge abzuisolieren und zwischen die Gehäuseteile 10, 11 zu legen, um sodann die Gehäuseteile 10, 11 aneinander anzusetzen. Die Verbindung kann vollständig werkzeuglos erfolgen. Die Verbindungseinrichtung 1 kann zudem wiederholt geschlossen und wieder geöffnet werden, um die Anordnung der Leiter 2 an der Verbindungseinrichtung 1 zu verändern.
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3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verbindungsanordnung 1, bei der Gehäuseteile 10, 11 entlang einer Montagerichtung M aneinander angesetzt werden können. An jedem Gehäuseteil 10, 11 ist hierbei ein Flächenkontaktierungselement 12, 13 angeordnet, die bei Ansetzen aneinander – nach Art eines Klettverschlusses – mechanisch miteinander in Verbindung gelangen und zudem elektrisch miteinander kontaktieren. Insofern ist das Ausführungsbeispiel gemäß 3 und 4 identisch dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2.
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Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 und 4 an den Seitenwandungen 101–104, 111–114 der Gehäuseteile 10, 11 keine diskreten Anschlussstellen 105, 115 zum Ansetzen von elektrischen Leitern 2 vorgesehen, sondern an jeder Seitenwandung 101–104, 111–114 ist, an einer dem jeweils anderen Gehäuseteil 10, 11 zugewandten Kante, ein elastisches Element in Form einer Dichtlippe 106, 116 angeordnet. Leiter 2 können somit an beliebigen Positionen entlang der Seitenwandungen 101–104, 111–114 zwischen den Gehäuseteilen 10, 11 aufgenommen werden, indem die elastischen Elemente in Form der Dichtlippen 106, 116 elastisch verformbar sind und somit unter Verformung einen oder mehrere Leiter 2 zwischen sich aufnehmen können.
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Die elastischen Elemente in Form der Dichtlippen 106, 116 können einstückig, beispielsweise mittels einer 2K-Kunststoffspritzgusstechnologie, mit den Seitenwandungen 101–104, 111–114 der Gehäuseteile 10, 11 geformt sein. Denkbar und möglich ist aber auch, die elastischen Elemente in Form der Dichtlippen 106, 116 als zusätzliche Elemente an die Seitenwandungen 101–104, 111–114 anzusetzen und beispielsweise formschlüssig an diesen Seitenwandungen 101–104, 111–114 aufzunehmen.
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Über die Dichtlippen 106, 106 wird bei aneinander angesetzten Gehäuseteilen 10, 11 vorzugsweise eine feuchtigkeitsdichte Abdichtung zwischen den Gehäuseteilen 10, 11 geschaffen, sodass Feuchtigkeit nicht ohne weiteres zwischen die Gehäuseteile 10, 11 in den Bereich der Flächenkontaktierungselemente 12, 13 gelangen kann.
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An den Gehäuseteilen 10, 11 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 und 4 zusätzliche Befestigungsstellen 107, 117 zum Anbringen von Schraubverbindungen vorgesehen. Über diese Befestigungsstellen 107, 117 können die Gehäuseteile 10, 11, wenn sie aneinander angesetzt sind, zusätzlich (über den mechanischen Halt mittels der Flächenkontaktierungselement 12, 13 hinaus) aneinander fixiert werden.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf das vorangehend geschilderte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich anders gearteter Weise verwirklichen.
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Die Strukturelemente der Flächenkontaktierungselemente können ganz anders als hier dargestellt geformt sein. Beispielsweise können die Strukturelemente eine pilzförmige Gestalt oder auch eine andere, einen Hintergriff bereitstellende Form aufweisen. Entscheidend ist lediglich, dass die Strukturelemente der Flächenkontaktierungselemente bei Ansetzen miteinander in Eingriff gelangen und eine mechanisch belastbare und leitfähige Verbindung zwischen den Gehäuseteilen schaffen.
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Die mechanische Verbindung zwischen den Gehäuseteilen kann allein über die Strukturelemente der Flächenkontaktierungselemente erfolgen, über die auch eine elektrische Kontaktierung zwischen den angeschlossenen Leitern hergestellt wird. Denkbar und möglich ist generell, eine zusätzliche mechanische Verrastung oder eine andere Befestigung zwischen den Gehäuseteilen vorzusehen, beispielsweise in Form von Schraubverbindungen, um auf diese Weise die Gehäuseteile aneinander zu sichern und zuverlässig in Position zueinander zu halten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbindungseinrichtung
- 10, 11
- Gehäuseteil
- 100, 110
- Boden
- 101–104, 111–114
- Seitenwandung
- 105, 115
- Anschlussstellen
- 106, 116
- Dichtlippe
- 107, 117
- Befestigungsstelle
- 12
- Flächenkontaktierungselement
- 120
- Strukturelement
- 121
- Flächenelement
- 13
- Flächenkontaktierungselement
- 130
- Strukturelement
- 131
- Flächenelement
- 2
- Elektrische Leiter
- 20
- Ummantelung
- 21
- Einzeldrähte
- M
- Montagerichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006039134 A1 [0004]
- DE 102006046471 A1 [0005]
- DE 102007021073 A1 [0006]
