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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinde nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Steckanordnung mit dem Steckverbinder sowie dem Gegensteckverbinder.
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Häufig besteht für Steckanordnungen aus einem elektrischen Anschlussstecker und einem in den Anschlussstecker eingesteckten elektrischen Gegenanschlussstecker die Gefahr, dass sich der Anschlussstecker und der Gegenanschlussstecker, insbesondere in vibrationsbelasteter Umgebung, voneinander lösen. Um dies zu verhindern, sind Verriegelungen vorgesehen, mit denen die Steckanordnung gegen ein ungewolltes Lösen gesichert wird.
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Die Druckschrift
DE 20 2009 002 159 U1 offenbart einen Steckverbinder aus zwei Steckverbinderteilen, die mittels eines Rasthebels gegen ein ungewolltes Lösen gesichert sind. Der Rasthebel ist an einem der Steckverbinderteile angeordnet und weist ein Löseteil auf, das dazu ausgelegt ist, beim Betätigen des Rasthebels lösend mit einer Widerlagerfläche des anderen Steckverbinderteils zusammen zu wirken.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine solche Steckanordnung hinsichtlich ihrer Handhabung weiter zu verbessern, so dass der Steckverbinder und der Gegensteckverbinder leicht aneinander und sicher miteinander verriegelbar aber nicht ungewollt voneinander lösbar sind.
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Dafür wird ein Steckverbinder geschaffen, der zum elektrischen Verbinden elektrischer Leiter mit einem Gegensteckverbinder vorgesehen ist, und der ein Gehäuse und einen Gehäusedeckel aufweist. Der Steckverbinder weist ein Verriegelungselement zum Verriegeln des Steckverbinders und zum lösenden Zusammenwirken mit dem Gegensteckverbinder auf.
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Der Steckverbinder zeichnet sich weiter dadurch aus, dass das Verriegelungselement eine Drehscheibe umfasst, die in einem Innenraum zwischen einer ersten Gehäusekontur des Gehäuses und einer zweiten Gehäusekontur des Gehäusedeckels in und gegen eine Drehrichtung um eine Drehachse drehbar angeordnet ist, wobei sich das Verriegelungselement beim Steckvorgang selbstständig verriegelt. Die Drehscheibe bildet daher eine um die Drehachse drehbare Welle. Sie ermöglicht aufgrund ihrer Ausmaße eine stabile Drehung des Verriegelungselementes um die Drehachse. Zudem ist das Verriegelungselement im Innenraum zwischen Gehäuse und Gehäusedeckel, und daher unlösbar, angeordnet.
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Dabei sind die erste Gehäusekontur und die zweite Gehäusekontur bevorzugt teilkreisförmig ausgebildet. Dadurch führen die Gehäusekonturen die Drehscheibe beim Drehen. Diese Ausführungsform des Steckverbinders ermöglicht einen verhältnismäßig großen Krafteintrag in das Verriegelungselement, ohne dass sich das Verriegelungselement löst.
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Dabei weist das Verriegelungselement bevorzugt einen Betätigungshebel auf, der zum Drehen des Verriegelungselementes von einer Grundposition in Drehrichtung in eine Verriegelungsposition angeordnet ist. Der Betätigungshebel ermöglicht eine einfache Handhabung des Verriegelungselementes für den Bediener. Im Betätigungshebel ist bevorzugt eine Ausnehmung vorgesehen, in die ein Betätigungswerkzeug einschiebbar ist. Mit dem Betätigungswerkzeug, beispielsweise einem Schraubendreher, ist der Betätigungshebel verlängerbar, so dass das Verriegelungselement mit geringerem Kraftaufwand betätigbar ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verriegelungselement weiterhin eine Form auf, die weder in der Grundposition noch beim Betätigen noch in der Verriegelungsposition über eine Oberseite, eine Unterseite und eine Rückseite des Steckverbinders hinaus ragt. Bei dieser Ausführungsform ist der Betätigungshebel nur mit dem Betätigungswerkzeug betätigbar. Ein ungewolltes werkzeugloses Betätigen des Verriegelungselementes, durch das sich der Steckverbinder vom Gegensteckverbinder löst, ist dadurch nicht möglich.
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Um den Gegensteckverbinder leicht vom Steckverbinder lösen zu können, weist das Verriegelungselement zudem eine Lösekontur auf. Es ist bevorzugt, dass die Lösekontur mit einer Gegenkontur am Gegensteckverbinder lösend zusammenwirkt. Die über den Betätigungshebel in das Verriegelungselement eingetragene Kraft wirkt über die Lösekontur auf den Gegensteckverbinder. Dadurch ist der Steckverbinder für den Bediener leicht vom Gegensteckverbinder lösbar. Die über die Hebelwirkung verstärkte Kraft ist dadurch schnell größer als die Haftreibkraft der elektrischen Kontakte, sodass diese und damit die Steckverbinder einfach voneinander gelöst werden können.
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Zum Verriegeln des Steckverbinders am Gegensteckverbinder ist es weiterhin bevorzugt, dass am Verriegelungselement ein Verriegelungsmittel angeordnet ist. Dieses verhindert ein Lösen des Steckverbinders vom Gegensteckverbinder in der Verriegelungsposition, auch unter Vibrationsbelastung. Das Verriegelungsmittel ist bevorzugt als Rasthaken ausgebildet. Es sind aber auch andere Verriegelungsmittel bevorzugt, beispielsweise ein Schnappmittel.
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Zudem ist es bevorzugt, dass der Gehäusedeckel rastend am Gehäuse befestigt ist. Besonders bevorzugt weisen das Gehäuse und der Gehäusedeckel Rastanformungen und dazu korrespondierenden Rastausnehmungen auf, die bei einem Zusammenstecken des Gehäuses und des Gehäusedeckels miteinander verrasten. Dadurch kann sich der Gehäusedeckel nicht ungewollt vom Gehäuse lösen.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer Steckanordnung mit zumindest einem solchen Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder, wobei der Steckverbinder in der Grundposition in eine Einsteckrichtung auf den Gegensteckverbinder aufsteckbar ist. Dabei ist der Steckverbinder durch Drehen des Verriegelungselementes in Drehrichtung von der Grundposition in die Verriegelungsposition am Gegensteckverbinder verriegelbar. Zu bemerken ist, dass das Verriegelungselement sich beim Steckvorgang selbstständig verriegelt. Das passiert vorzugsweise einfach dadurch, dass die Lösekontur am Stecker sich am Gegenstecker abstützt und sich das Verriegelungselement dadurch selbstständig in Verriegelungsposition dreht.
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Der Steckverbinder und der Gegensteckverbinder lösen sich daher auch unter Vibrationsbelastung nicht voneinander.
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Besonders bevorzugt wirkt der Rasthaken in der Verriegelungsposition mit einer Rastkante des Gegensteckverbinders rastend zusammen. Die Rastkante ist bevorzugt an einem Steg angeordnet, den der Rasthaken in der Verriegelungsposition teilweise umgreift. Es ist aber auch eine Schnappverbindung bevorzugt.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Lösekontur beim Drehen des Verriegelungselementes gegen die Drehrichtung von der Verriegelungsposition in die Grundposition mit einer Gegenkontur des Gegensteckverbinders lösend zusammenwirkt. Dadurch wird der Steckverbinder beim Drehen des Verriegelungselementes gegen die Drehrichtung gegen die Einsteckrichtung zurück geschoben. Besonders bevorzugt ist die Gegenkontur am Steg angeordnet. Um das Lösen des Steckverbinders vom Gegensteckverbinder zu unterstützen, so dass es für den Bediener sehr leicht ist, müssen daher keine zusätzlichen Konturen am Gegensteckverbinder vorgesehen sein. Sondern dafür wird der auch zum Verriegeln verwendete Steg mitgenutzt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gegensteckverbinder ein Platinensteckverbinder. In dieser Ausführungsform weist er Anschlussstifte zum elektrischen Anschließen von Leiterbahnen, die auf der Platine angeordnet sind, auf, wobei die Anschlussstifte in Durchgangsbohrungen der Platine einsteckbar sind. Es sind aber auch Gegensteckverbinder bevorzugt, die zum Anschließen elektrischer Leiter ausgebildet sind, sowie Kombinationen davon.
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Vorteilhaft ist weiterhin ein Verfahren zum Montieren eines solchen Steckverbinders mit den Schritten:
- - Einlegen des Verriegelungselementes in den Innenraum des Gehäusedeckels, so dass es an der zweiten Gehäusekontur anliegt, oder
- - Einlegen des Verriegelungselementes in den Innenraum des Gehäuses, so dass es an der ersten Gehäusekontur anliegt, und
- - Zusammenschieben des Gehäuses und des Gehäusedeckels, bis diese miteinander verrasten.
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Die Montage des Steckverbinders ist somit werkzeuglos, sehr schnell und einfach möglich.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wobei weitere Vorteile der Erfindung deutlich werden.
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Es zeigen:
- 1 in (a) eine Ausführungsform eines unmontierten Steckverbinders in einem Schnittbild, in (b) einen unmontierten Gehäusedeckel und ein Verriegelungselement des Steckverbinders, und in (c) ein unmontiertes Gehäuse und das Verriegelungselement; in (d) eine Ausführungsform eines montierten Steckverbinders in einem Schnittbild wobei (d) die Steckanordnung beim Lösen zeigt, und wobei (e) einen Ausschnitt aus (d) zeigt;
- 2 eine Steckanordnung mit dem Steckverbinder aus 1 und einem Gegensteckverbinder jeweils in einem Schnittbild, wobei (a) die zusammengesteckte Steckanordnung zeigt, wobei (b) einen Ausschnitt aus (a) zeigt, wobei (c) die zusammengesteckte Steckanordnung aus (a) mit eingestecktem Werkzeug zeigt; und
- 3 in (a) die zusammengesteckte Steckanordnung aus 2 (a) und (b) die gelöste Steckanordnung aus (a) in einer perspektivischen Ansicht.
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Die 1 zeigt ein Schnittbild eines unmontierten Steckverbinders 3. Der Steckverbinder 3 weist ein Gehäuse 32 und einen Gehäusedeckel 33 auf. Der Gehäusedeckel 33 ist durch Verschieben in eine Einsteckrichtung 6 (s. 3) auf das Gehäuse 32 aufschiebbar. Dabei sind das Gehäuse 32 und der Gehäusedeckel 33 aneinander befestigbar. Dafür sind am Gehäuse 32 Rastanformungen 322, 325 vorgesehen, die mit Rastausnehmungen 332, 335 am Gehäusedeckel 33 rastend zusammenwirken.
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Zwischen dem Gehäuse 32 und dem Gehäusedeckel 33 ist ein Innenraum 30 zur Aufnahme eines Verriegelungselementes 31 vorgesehen. Dafür weisen das Gehäuse 32 eine erste Gehäusekontur 321 und der Gehäusedeckel 33 eine zweite Gehäusekontur 331 auf. Die Gehäusekonturen 321, 331 sind teilkreisförmig ausgebildet. Sie begrenzen einen Teil des Innenraums 30.
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Zudem sind sie zum Führen einer Drehscheibe 314 vorgesehen, die am Verriegelungselement 31 angeordnet ist. Das Verriegelungselement 31 ist durch Drehen der Drehscheibe 314 in eine Drehrichtung 51 um eine Drehachse 5 von einer Grundposition G in einer Verriegelungsposition V, und gegen die Drehrichtung 51 zurück drehbar.
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Zum Montieren des Steckverbinders 3 wird die Drehscheibe 314 des Verriegelungselementes 31 vor dem Zusammenstecken des Gehäuses 32 und des Gehäusedeckels 33 entweder an die erste Gehäusekontur 321 des Gehäuses 32 oder an die zweite Gehäusekontur 331 des Gehäusedeckels 33 angelegt. Anschließend wird der Gehäusedeckel 33 in Einsteckrichtung 6 auf das Gehäuse 32 geschoben, bis die Rastanformungen 322, 325 in die Rastausnehmungen 332, 335 eingreifen und der Gehäusedeckel 33 mit dem Gehäuse 32 verrastet.
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Die Gehäusekonturen 321, 331 sind so bemessen, dass die Drehscheibe 314 dann unverlierbar im Innenraum 30 zwischen dem Gehäuse 32 und dem Gehäusedeckel 33 gehalten ist. Bevorzugt ist der durch die Gehäusekonturen 321, 331 begrenzte Teil des Innenraums 30 etwa so groß oder nur unwesentlich größer vorgesehen als die Drehscheibe 314. Dadurch sind ein Mittelpunkt M der Drehscheibe 314 und ein Mittelpunkt (nicht bezeichnet) des durch die Gehäusekonturen 321, 331 begrenzten Teils des Innenraums 30 des montierten Steckverbinders 3 im Wesentlichen in derselben Position angeordnet, und die Drehachse 5 verläuft durch diesen Mittelpunkt M. Bei dieser Ausführungsform wird die Drehscheibe 314 durch die Gehäusekonturen 321, 331 sehr genau geführt. Die stabile Führung der Drehscheibe 314 - und somit des Verriegelungselementes - wird durch ihre großen Ausmaße noch unterstützt.
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Am Verriegelungselement 31 ist zudem ein Verriegelungsmittel, hier ein Rasthaken 311, angeordnet. Im Folgenden werden die Begriffe Verriegelungsmittel und Rasthaken 311 synonym verwendet. Der Rasthaken 311 ist dafür vorgesehen, mit einer Rastkante 210 eines Gegensteckverbinders 2 (s. 2, 3) zusammen zu wirken, um den Steckverbinder 3 am Gegensteckverbinder 2 zu befestigen. Der Rasthaken 311 ist durch Drehen des Verriegelungselementes 31 um die Drehachse 5 mit diesem von der Grundposition G, in der der Steckverbinder 3 und der Gegensteckverbinder 2 nicht aneinander befestigt sind, in die Verriegelungsposition V, in der der Steckverbinder 3 und der Gegensteckverbinder 2 aneinander befestigt sind, drehbar. Das Verriegelungseelement verriegelt sich durch Einstecken selbstständig. Er wird in einem Verriegelungsraum 20, der zwischen dem Gegensteckverbinder 2 und dem Steckverbinder 3 ausgebildet ist, geführt.
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Zum Drehen des Verriegelungselementes 31 weist dieses einen Betätigungshebel 312 auf. Durch Drücken des Betätigungshebels 312 in oder gegen die Drehrichtung 51 wird dieser mit der Drehscheibe 314 um die Drehachse 5 gedreht. Dabei wird auch der Rasthaken 311 mit der Drehscheibe 31 um die Drehachse 51 gedreht. Der Betätigungshebel wird nur zum Lösen des Steckers benötigt. Das Verriegeln geschieht selbstständig.
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Im Betätigungshebel 312 ist eine Ausnehmung 313 (s. 2 (a), (c), (d)) vorgesehen, in die ein Werkzeug 4, beispielsweise ein Schraubendreher, einführbar ist. Das Werkzeug 4 verlängert den Betätigungshebel 312, so dass das Drehen des Verriegelungselementes 31 für den Bediener sehr leicht ist.
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Mit Hilfe des Steckverbinders 3 sind elektrische Leiter (nicht dargestellt) mit dem Gegensteckverbinder 2 elektrisch verbindbar. Die elektrischen Leiter sind dafür jeweils durch eine Einstecköffnung 336 (s. 3) in einen Leiterklemmraum 323, 333, der sich durch den Gehäusedeckel 33 bis in das Gehäuse 32 hinein erstreckt, einsteckbar. In jedem einzelnen Leiterklemmraum 323, 333 ist jeweils eine Klemme (nicht dargestellt), beispielsweise eine Schraubklemme oder Federkraftklemme, angeordnet, mit der der in dem Leiterklemmraum 323, 333 eingesteckte elektrische Leiter befestigbar ist.
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Die Klemmen sind jeweils elektrisch mit einem in einem Anschlussgehäuseteil 324 angeordneten Stecker (nicht dargestellt) oder einer Buchse (nicht dargestellt) verbunden. Der Gegensteckverbinder 2 weist für jeden der Stecker oder Buchsen jeweils eine Gegenbuchse oder einen Gegenstecker auf, die in einem korrespondierend zum Anschlussgehäuseteil 324 ausgebildeten Gegenanschlussgehäuseteil 334 des Gegensteckverbinders 2 angeordnet sind.
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Beim Zusammenstecken des Steckverbinders 3 und des Gegensteckverbinders 2 werden der Anschlussgehäuseteil 324 (1a) und der Gegenanschlussgehäuseteil 334 (1d) zusammengesteckt, wobei jeder der Stecker mit der ihm zugeordneten Gegenbuchse und jeder der Buchsen mit dem ihr zugeordneten Gegenstecker elektrisch verbunden werden.
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Um den Steckverbinder 3 leicht vom Gegensteckverbinder 2 lösen zu können, weist das Verriegelungselement 31 eine Lösekontur 315 auf. Die Lösekontur 315 wirkt mit einer Gegenkontur 211 (s. 2 (e)) am Gegensteckverbinder 2 lösend zusammen Dadurch ist das Lösen des Steckverbinders 3 vom Gegensteckverbinder 2 für den Bediener leicht.
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2 zeigt eine Steckanordnung 1 mit dem montierten Steckverbinder 3 und dem Gegensteckverbinder 2, wobei der Steckverbinder 3 in (a) - (c) am Gegensteckverbinder 2 befestigt ist. In den 1 (d) - (e) ist das Lösen des Steckverbinders 3 vom Gegensteckverbinder 2 gezeigt.
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Der am Gegensteckverbinder 2 montierte Steckverbinder 3 ist mit seinem Rasthaken 311 an der Rastkante 210 befestigt. Die Rastkante 210 ist hier an einem Steg 21 angeordnet, den der Rasthaken 311 teilweise umgreift. Zudem ist am Steg 21 die Gegenkontur 211 vorgesehen, die beim Lösen des Steckverbinders 3 vom Gegensteckverbinder 2 mit der Lösekontur 315 des Verriegelungselementes 31 zusammen wirkt. Der Steg 21 wird daher hier nicht nur zum Verriegeln des Steckverbinders 3 mit dem Gegensteckverbinder 2, sondern auch zu ihrem Lösen voneinander genutzt.
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Die Lösekontur 315 wird beim Drehen des Verriegelungselementes 31 gegen die Drehrichtung 51 um die Drehachse 5 gedreht. Dabei stützt sie sich am Steg 21 ab und drückt den Steckverbinder 3 gegen die Einsteckrichtung 6, so dass sich dieser gegen die Einsteckrichtung verschiebt. Der Steckverbinder 3 wird dabei daher vom Gegensteckverbinder 2 weg gedrückt. 2 (e) zeigt eine Endposition, bei der ein Ende 317 der Lösekontur an der Gegenkontur 210 des Steges 21 anliegt.
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Der hier dargestellte Gegensteckverbinder 2 ist als ein Platinensteckverbinder ausgebildet. Er weist für jeden an den Steckverbinder 3 anschließbaren elektrischen Leiter jeweils einen Anschlussstift 22 auf, der in eine Durchgangsbohrung (nicht gezeigt) einer Platine (nicht gezeigt) einsteckbar und zum elektrischen Anschließen des elektrischen Leiters an eine Leiterbahn (nicht gezeigt) auf der Platine vorgesehen ist.
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Die 3 zeigen die Steckanordnung 1 der 2 in perspektivischer Ansicht. Dargestellt sind in (a) der am Gegensteckverbinder 2 in der Verriegelungsposition V des Verriegelungselementes 31 befestigte Steckverbinder 3 und in (b) der vom Gegensteckverbinder 2 in der Grundposition G des Verriegelungselementes 31 gelöste Steckverbinder 3.
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Sichtbar ist, dass das Verriegelungselement 31 etwa mittig zwischen den Einstecköffnungen 336 angeordnet ist. Dadurch kann auch eine verhältnismäßig große Steckanordnung 1 zum Anschließen einer Vielzahl elektrischer Leiter mit nur einem Verriegelungselement 31 befestigt und wieder gelöst werden.
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Der Steckverbinder 3 weist eine Oberseite 34, eine Unterseite 35, eine Rückseite 36 (s. 1 (a)) und eine Stirnseite 37 auf. Die Anordnung des Verriegelungselementes 31 im Steckverbinder 3 und seine Form (nicht bezeichnet) sind so ausgebildet, dass das Verriegelungselement 31 weder in der Grundposition G noch bei seinem Betätigen noch in der Verriegelungsposition V über die Oberseite 34, die Unterseite 35 und die Rückseite 36 hinaus ragt.
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Dadurch ist das Verriegelungselement 31 händisch kaum oder gar nicht greifbar und kann nur mit dem Betätigungswerkzeug 4 betätigt werden. Ein ungewolltes werkzeugloses Betätigen des Verriegelungselementes 31 ist daher nicht möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckanordnung
- 2
- Gegensteckverbinder
- 20
- Verriegelungsraum
- 21
- Rastkante, Steg
- 211
- Gegenkontur
- 22
- Anschlusspin
- 3
- Steckverbinder
- 30
- Innenraum
- 31
- Verriegelungselement
- 311
- Verriegelungsmittel, Rasthaken
- 312
- Betätigungshebel
- 313
- Ausnehmung
- 314
- Drehscheibe
- 315
- Lösekontur
- 317
- Ende der Lösekontur
- 32
- Gehäuse
- 321
- Erste Gehäusekontur, Halbschale
- 322
- Erste Rastanformung
- 323
- Leiterklemmraum
- 324
- Anschlussgehäuseteil
- 325
- Zweite Rastanformung
- 33
- Gehäusedeckel
- 331
- Zweite Gehäusekontur, Halbschale
- 332
- Erste Rastausnehmung
- 333
- Leiteraufnahme
- 334
- Gegenanschlussgehäuseteil
- 335
- Zweite Rastausnehmung
- 336
- Einstecköffnung
- 34
- Oberseite
- 35
- Unterseite
- 36
- Rückseite
- 37
- Stirnseite
- 4
- Werkzeug, Schraubendreher
- 5
- Drehachse
- 51
- Drehrichtung
- 6
- Einsteckrichtung
- G
- Grundposition, gelöst
- V
- Verriegelungsposition
- M
- Mittelpunkt der Drehscheibe
