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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kontakt für einen Steckverbinder, einen mit einem solchen Kontakt ausgestatteten Steckverbinder und ein Verfahren zum Entriegeln eines solchen Kontakts aus einem Steckverbinder.
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Stand der Technik
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Insbesondere im Fahrzeugbau ist es häufig notwendig, elektrische Leitungen miteinander zu verbinden. Beispielsweise müssen Kabel untereinander verbunden werden oder an elektrische Geräte angeschlossen werden. Hierzu werden häufig Steckverbinder beispielsweise in Form von Steckern eingesetzt, bei denen in einem Steckergehäuse eine oder mehrere Kontaktkammern vorgesehen sind. In jeder der Kontaktkammern ist jeweils ein mit einer elektrischen Leitung verbundener Kontakt angeordnet und darin verriegelt. Der Kontakt ist dabei dazu ausgebildet, mit einem entsprechend ausgestalteten Gegenkontakt eines Gegensteckers bzw. einer Buchse eine elektrisch leitfähige Verbindung herzustellen, sobald der Stecker mit dem Gegenstecker bzw. der Buchse zusammengesteckt ist.
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Bei einer Fertigung solcher Stecker werden die Kontakte, an deren hinterem Ende die zugehörigen Kabel angecrimpt sind, in die einzelnen Kontaktkammern eingeschoben. Um die Kontakte beispielsweise bei einem Zug auf die Kabel daran zu hindern, aus den Kontaktkammer herauszurutschen, werden die Kontakte meist formschlüssig in den Kontaktkammern verriegelt. Bei einer häufig verwendeten Ausgestaltung der Kontakte ist hierzu eine nach außen überstehende und nach innen auslenkbare Primärlanze an dem Gehäuse des Kontaktes vorgesehen. Diese Primärlanze ragt entgegen einer Einsteckrichtung, in der der Kontakt in die Kontaktkammer beim Zusammensetzen des Steckverbinders eingeschoben wird, schräg nach außen über das Gehäuse des Kontaktes ab. Beim Einschieben des Kontaktes in die Kontaktkammer wird die Primärlanze zuerst nach innen reversibel elastisch verformt, um anschließend bei Erreichen ihrer Zielposition in eine Ausnehmung in der Kontaktkammer zurückfedern zu können, um den Kontakt dadurch in der Kontaktkammer zu verriegeln.
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In der
DE 10 2009 054705 A1 wird ein elektrischer Kontakt für Steckverbindungen mit einer nach außen überstehenden und nach innen auslenkbaren Primärlanze beschrieben.
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Offenbarung der Erfindung
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Insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen werden an Steckverbinder und die darin eingesetzten Kontakte hohe mechanische Anforderungen gestellt.
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Beispielsweise sollte die Primärlanze einerseits zum einfachen Bestücken der Kontakte in die Kontaktkammern mit möglichst wenig Kraft elastisch einfedern und danach wieder in ihre Ausgangslage zurückkehren können, um einen Kontakt in einer Kontaktkammer einfach und zuverlässig verriegeln zu können. Andererseits sollte die Verriegelung der Kontakte innerhalb der Kontaktkammern des Steckers möglichst zuverlässig und sicher sein, um ein ungewolltes Ausreißen der Kontakte bei beispielsweise einem Zug auf die daran angecrimpten Kabel zu vermeiden.
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Außerdem sollten die Steckverbinder derart ausgestaltet sein, dass zuverlässig vermieden wird, dass Kontakte beispielsweise durch eindringende Feuchtigkeit oder Schmutz korrodieren oder anderweitig geschädigt werden. Hierzu wird in einem Steckverbinder meist eine elastische Dichtmatte vorgesehen, durch deren Öffnungen hindurch ein Kontakt beim Bestücken des Steckverbinders zu schieben ist. Dabei sollte es vorzugsweise möglich sein, den Kontakt im Rahmen einer etwaig notwendigen Demontage aus dem Steckverbinder zu entriegeln und zu entfernen, ohne die Dichtmatte zu beschädigen.
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Insbesondere bei miniaturisierten Kontakten, bei denen trotz kleiner Baugröße und geringer Materialstärken hohe mechanische Anforderungen gestellt werden und eine hohe Langlebigkeit gefordert wird, kann es schwierig sein, diese gegensätzlichen Anforderungen zu erfüllen.
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Vorteile der Erfindung
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Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Kontakt für einen Steckverbinder vorgeschlagen, der einerseits einfach in Kontaktkammern eines Steckverbinders eingeschoben werden kann, um diese zu bestücken, und andererseits im Rahmen einer Demontage geeignet derart entfernt werden kann, dass ein Risiko, dass der Steckverbinder und insbesondere dessen Dichtmatte beschädigt werden, minimiert ist. Ferner werden ein mit einem solchen Kontakt ausgestatteter Steckverbinder sowie ein Verfahren zum Entriegeln und Demontieren eines Kontakts aus einem solchen Steckverbinder vorgeschlagen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Kontakt für einen eine Kontaktkammer umfassenden Steckverbinder beschrieben, der ein längliches Gehäuse und eine längliche Primärlanze aufweist. Das Gehäuse umschließt vorzugsweise ein Gehäuseinneres. Das Gehäuse ist dazu ausgestaltet, in einer Einschubrichtung in den Steckverbinder eingeschoben zu werden bzw. in eine Kontaktkammer des Steckverbinders eingeschoben zu werden. Es ist dabei zu verstehen, dass der Steckverbinder bzw. die Kontaktkammer des Steckverbinders hier nur zur Definition der Einschubrichtung und damit Anordnungsbeziehungen der Elemente des Kontakts erwähnt werden. Ein in der Einschubrichtung vorderes Ende der Primärlanze ist mit dem Gehäuse verbunden. Ein hinteres Ende der Primärlanze ist freitragend. Die Primärlanze ragt in einem ersten Zustand, in dem keine Kraft quer zu einer Längsachse des Gehäuses auf die Primärlanze wirkt, zumindest teilweise seitlich über das Gehäuse ab. Die Primärlanze ist ferner durch Ausüben einer ersten Kraft, die quer zu der Längsachse des Gehäuses und hin zu dem Gehäuse auf die Primärlanze wirkt, elastisch in einen zweiten Zustand verlagerbar, in dem die Primärlanze nach innen verlagert ist (also hin zum Gehäuse). Dabei können das Gehäuse und die Primärlanze z.B. derart gestaltet sein, dass im zweiten Zustand die Primärlanze insbesondere nicht seitlich über das Gehäuse abragt. Der zweite Zustand kann auch derart gebildet sein, dass sich die Primärlanze im zweiten Zustand bis in die Kontaktkammer des Steckverbinders einschieben lässt. Mit anderen Worten ist der Kontakt mit der Primärlanze im zweiten Zustand zumindest in der Lage, die engste Stelle im Einschubkanal des Steckverbinders zu passieren. Der Kontakt zeichnet sich dadurch aus, dass an dem Gehäuse und/oder an der Primärlanze in einem Bereich in Längsrichtung zwischen dem vorderen Ende der Primärlanze und dem hinteren Ende der Primärlanze eine einen Anschlag bildende Verdickung ausgebildet ist, welche derart ausgestaltet ist, dass die Primärlanze, wenn sie in ihrem zweiten Zustand ist, über die Verdickung mechanisch an dem Gehäuse abgestützt ist. Ferner ist an dem Gehäuse in einem Bereich in Längsrichtung zwischen der Verdickung und dem hinteren Ende der Primärlanze ein Freiraum ausgebildet, welcher derart ausgestaltet ist, dass ein hinterer Bereich der Primärlanze nahe dem hinteren Ende der Primärlanze durch Ausüben einer weiteren, zweiten Kraft, die quer zu der Längsachse des Gehäuses auf den hinteren Bereich der Primärlanze wirkt, in den Freiraum verlagerbar ist.
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Die zweite Kraft kann beispielsweise größer als die erste Kraft sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die zweite Kraft um wenigstens 10% größer sein muss als die erste Kraft, beim selben Angriffspunkt an der Primärlanze. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die zweite Kraft um wenigstens 20% größer als die erste Kraft sein muss, ganz besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die zweite Kraft um wenigstens 30% oder sogar um wenigstens 50% größer sein muss als die erste Kraft. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die zweite Kraft um höchstens 250% größer sein muss als die erste Kraft oder um höchstens 100% größer sein muss als die erste Kraft, um den hinteren Bereich der Primärlanze um den Freiraum zu verlagern bzw. den hinteren Bereich plastisch zu verformen. Die erste Kraft kann dabei z.B. derart bemessen sein, dass sie ausreichend ist, das Drehmoment der als elastische Feder wirkenden Rastlanze in dem zweiten Zustand der Rastlanze eben zu überwinden, wenn die zweite Kraft auf das hintere Ende der Rastlanze einwirkt. Mit anderen Worten kann die erste Kraft dazu ausreichen, die Rastlanze eben in dem zweiten Zustand zu halten. Durch eine Konstruktion der Primärlanze, die vorsieht, dass die zweite Kraft größer sein muss als die erste Kraft (bei gleichem Angriffspunkt) kann z.B. vorteilhaft ein unbeabsichtigtes plastisches Verformen des hinteren Endes der Primärlanze verhindert werden. Durch das Vorsehen einer Obergrenze für die zweite Kraft kann vorteilhaft bewirkt werden, dass beim Verlagern des hinteren Bereichs in den Freiraum die anzuwendenden Kräfte ausreichend gering gehalten werden können, um eine Beschädigung der Kontaktkammer oder des Kontakts zu vermeiden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Steckverbinder mit einem eine Kontaktkammer bildenden Kontaktträger und einem in die Kontaktkammer eingebrachten Kontakt gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung vorgeschlagen.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Entriegeln eines Kontakts gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung aus einem Steckverbinder gemäß einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung vorgeschlagen, wobei das Verfahren aufweist:
Einführen eines Demontagewerkzeugs in einen Spalt zwischen einer oberen Wand des Kontakts und einer gegenüberliegenden Wand der Kontaktkammer des Steckverbinders, wobei das Demontagewerkzeug an einem distalen Ende eine Querschnittsverbreiterung aufweist und die Querschnittsverbreiterung eine geringfügig kleinere Höhe aufweist als eine Höhe des Spaltes;
Einschieben des Demontagewerkzeugs in den Spalt bis zu einer Position, an der die Querschnittsverbreiterung angrenzend an den hinteren Bereich der Primärlanze liegt; und
Verlagern des Demontagewerkzeugs derart, dass die Querschnittsverbreiterung auf den hinteren Bereich der Primärlanze eine Kraft quer zu der Längsachse des Gehäuses derart bewirkt, dass der hintere Bereich der Primärlanze in den Freiraum des Kontakts verlagert wird. Dabei wird die Primärlanze in ihrem hinteren Bereich vorzugsweise plastisch verformt.
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Ausführungsformen der Erfindung können unter anderem und ohne die Erfindung einzuschränken auf den nachfolgend beschriebenen Ideen und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
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Es wurde erkannt, dass sowohl bei einem Bestückungsvorgang als auch bei einem Demontagevorgang eines Steckverbinder, d.h., sowohl beim Einbringen von Kontakten in Kontaktkammern eines Kontaktträgers als auch beim späteren Entfernen der Kontakte aus diesen Kontaktkammern, die Kontakte meist durch Öffnungen in einer Dichtmatte hineingeschoben bzw. herausgezogen werden müssen. Insbesondere während des Demontagevorgangs besteht beim Herausziehen der Kontakte durch die Öffnungen der Dichtmatte ein Risiko, dass die Dichtmatte dabei beschädigt wird und nachfolgend ihrer Dichtaufgabe nicht mehr gerecht werden kann. Insbesondere wurde beobachtet, dass die seitlich herausragende Primärlanze sich beim Herausziehen durch die Öffnungen der Dichtmatte verhaken kann und dabei die Dichtmatte an Rändern der Öffnungen beschädigen kann.
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Es wird daher angestrebt, ein Demontagekonzept zu generieren, dass bei einer Demontage von Lanzenkontakten durch Gummimattendichtungen hindurch ein Beschädigen der Gummimattendichtung möglichst sicher verhindert.
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Hierzu wird vorgeschlagen, das Gehäuse und/oder die Primärlanze des Kontakts derart auszubilden, dass mithilfe einer an einer geeigneten Position vorgesehenen Verdickung, welche eine Art Anschlag bildet, verhindert werden kann, dass ein vorderer Bereich der Primärlanze über einen zweiten Zustand hinaus nicht weiter nach innen, d.h. in ein Inneres des Gehäuses hinein, verlagert werden kann. Wie weiter oben beschrieben kann der zweite Zustand derart definiert sein, dass im zweiten Zustand die Primärlanze soweit nach innen hin zu dem Gehäuse gedrückt wurde, dass sie zumindest die engste Stelle des Steckverbinders beim Einschieben in die Kontaktkammer passieren kann. Der zweite Zustand kann auch bezogen auf das Gehäuse des Kontakts beispielsweise so definiert sein, dass die Primärlanze im Wesentlichen ungefähr mit dem Gehäuse des Kontakts fluchtet bzw. im Wesentlichen soweit nach innen verlagert ist, dass sie das Gehäuse seitlich bzw. nach außen betrachtet (also in Auffederrichtung) im Wesentlichen nicht mehr überragt. Stattdessen soll die Primärlanze in ihrem zweiten Zustand an der den Anschlag bildenden Verdickung an dem Gehäuse abgestützt sein.
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Mit anderen Worten soll die Primärlanze aus ihrem ersten Zustand, in dem sie nach außen ab ragt, bis zu ihrem zweiten Zustand, in dem sie nicht mehr nach außen abragt, sondern im Wesentlichen mit einer oberen Wand des Gehäuses fluchtet, elastisch verlagert werden können, dann aber zumindest bezüglich ihres vorderen Bereichs durch den durch die Verdickung gebildeten Anschlag an einer weitergehenden elastischen Verlagerung gehindert werden. Die Verdickung kann somit als eine Art Widerlager wirken, welches einen vorderen Bereich der Primärlanze daran hindert, sich über ihren zweiten Zustand hinaus nach innen zu verlagern, sodass allenfalls ein hinterer Bereich der Primärlanze distal dieses Widerlagers bei Ausüben der weiteren Kraft weiter nach innen verlagert werden kann und sich dabei plastisch verformen kann.
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Beispielsweise angrenzend an den hinteren Bereich der Primärlanze, d.h. in einem Bereich hinter der Verdickung, kann in dem Gehäuse ein Freiraum vorgesehen sein, der derart ausgestaltet ist, dass der angrenzende hintere Bereich der Primärlanze während eines Demontageprozesses geeignet in diesen Freiraum hinein gepresst und dabei überwiegend plastisch nach unten gebogen und verformt werden kann.
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Beispielsweise für den Fall, dass einzelne Kontakte eines Steckverbinders beschädigt sind oder aus anderen Gründen im Rahmen einer Demontage aus dem Steckverbinder entnommen werden müssen, können diese dann mithilfe eines speziell ausgebildeten Demontagewerkzeugs aus den zugehörigen Kontaktkammern entriegelt werden, z.B. durch Ausüben einer Kraft, welche eine zunächst elastisch reversible Verlagerung der Primärlanze nach innen (zum Gehäuse hin) bewirkt, und ergänzend, z.B. durch Ausüben einer weiteren, erhöhten Kraft auf den hinteren Bereich der Primärlanze, derart geeignet plastisch verformt werden, dass beim anschließenden Herausziehen eines Kontakts durch die zugehörige Öffnung in der Dichtmatte ein Risiko einer Beschädigung der Dichtmatte minimiert ist. Das hierfür einzusetzende Demontagewerkzeug kann dazu beispielsweise an seinem hinteren, d.h. distalen, Ende eine lokale Querschnittsverbreiterung, beispielsweise in Form einer Abkröpfung nach unten, aufweisen. Mit dieser Querschnittsverbreiterung kann das Demontagewerkzeug bei geeigneter Betätigung den hinteren Bereich der Primärlanze vereinfacht derart nach unten pressen, dass dieser in den dort vorgesehenen Freiraum in dem Gehäuse gebogen wird und dabei plastisch verformt wird. Durch ein solches gezieltes plastisches Verformen erhält die Primärlanze dann eine Form, die es ermöglicht, den Kontakt durch die Öffnung der Dichtmatte hindurch zu ziehen, ohne dass sich die Primärlanze in der Dichtmatte verhakt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der hintere Bereich der Primärlanze dabei geeignet derart ausgebildet, dass dieser nicht weitgehend elastisch sondern plastisch verformt wird, wenn der hintere Bereich durch Ausüben der weiteren Kraft, die quer zu der Längsachse des Gehäuses auf den hinteren Bereich der Primärlanze wirkt, in den Freiraum verlagert wird.
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Mit anderen Worten soll der hintere Bereich der Primärlanze strukturell derart ausgebildet sein, dass er, wenn er beispielsweise mit dem Demontagewerkzeug nach unten in den Freiraum des Gehäuses gepresst wird, während ein restlicher vorderer Bereich der Primärlanze aufgrund der dort wirkenden Abstützung durch die als Anschlag wirkende Verdickung an einer Bewegung weiter hin ins Innere des Gehäuses gehindert wird, sich nicht nur elastisch verbiegt, sondern plastisch verformt wird. Aufgrund einer solchen plastischen Verformung behält die Primärlanze an ihrem hinteren Bereich auch dann noch die nach unten gebogene Form, wenn sie nicht mehr von dem Demontagewerkzeug nach unten gepresst wird, d.h. insbesondere dann, wenn der hintere Bereich der Primärlanze durch die Öffnung in der Dichtmatte gezogen werden soll. Der Kontakt ist somit hinsichtlich seiner gesamten Querschnittsfläche einschließlich dessen Gehäuse und der Primärlanze daher aufgrund des plastisch nach unten bzw. nach innen hin zu dem Gehäuse gebogenen Primärlanzenendes sowohl verkleinert als auch nach hinten hin verjüngend abgeschrägt, sodass sich der Kontakt einfach und ohne zu verhaken durch die Öffnung der Dichtmatte ziehen lässt.
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Besonders vorteilhaft wirkt das plastisch nach innen verlagerte Primärlanzenende beim Ausziehen aus der Kontaktkammer wie eine Rampe, die eine Steigung entgegen der Einschubrichtung (von hinten unten nach vorne oben) aufweist. Dadurch kann bei Berührung der Dichtmatte die Dichtmatte einen Druck auf diese Rampe ausüben und somit die Primärlanze, falls sie wieder an ihrem vorderen Ende aufgefedert sein sollte, ohne Verhakung erneut nach innen drücken. Der Kontakt kann auf diese Weise ohne Beschädigung der Dichtmatte aus der Kontaktkammer entfernt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der hintere Bereich der Primärlanze eine geringere mechanische Festigkeit auf als der vordere Bereich der Primärlanze. Aufgrund einer solchen lokal geringeren mechanischen Festigkeit kann der hintere Bereich der Primärlanze beim Demontieren nicht nur einfach in den angrenzend vorgesehenen Freiraum des Gehäuses verlagert werden, sondern auch eine Neigung, sich dabei nicht nur elastisch sondern plastisch zu verformen, kann erhöht werden. Unter einer geringeren mechanischen Festigkeit soll hierbei verstanden werden, dass eine plastische Verformung bereits bei geringeren Kräften bewirkt werden kann. Die mechanische Festigkeit von Bereichen der Primärlanze wird dabei im Allgemeinen von mehreren Faktoren beeinflusst, wie z.B. Materialeigenschaften sowie einer geometrischen Ausgestaltung der Primärlanze. Dabei ist zu beachten, dass beim Einschieben eines Demontagewerkzeugs beim Auftreffen des Demontagewerkzeugs auf vordere Bereiche der Rastlanze zunächst der Hebelarm, d.h. der Angriffspunkt der senkrecht auf die Rastlanze wirkenden Kraft gering ist. Dadurch ist zur Auslenkung der Rastlanze nach innen zunächst eine höhere Kraft notwendig, um das Drehmoment der als Feder wirkenden Rastlanze zu überwinden und die Rastlanze nach innen zu verlagern. Je weiter nach hinten der Angriffspunkt der Kraft verschoben wird, desto größer ist der angreifende Hebelarm, so dass im hinteren Bereich die Rastlanze schon mit geringeren Kräften nach innen ausgelenkt werden kann als wenn die Kraft an einem relativ zum hinteren Ende weiter vorne liegenden Punkt angreift. Trotz einer im hinteren Bereich geringeren mechanischen Festigkeit kann die Rastlanze beispielsweise derart ausgebildet sein, dass eine im Vergleich zur ersten Kraft höhere zweite Kraft erforderlich ist, um die plastische Verformung zu erzielen.
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Die mechanische Festigkeit der Primärlanze kann im hinteren Bereich beispielsweise durch eine geeignete strukturelle Ausbildung erreicht werden, beispielsweise, indem dort Materialstärken lokal verringert gewählt werden bzw. zur Stabilisierung dienende Seitenwände kleiner oder schwächer ausgebildet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Kontakt in einer Schnittrichtung orthogonal zur Längsrichtung kastenförmig und weist hierzu eine untere Wand, eine dieser gegenüberliegende obere Wand und zwei einander gegenüberliegende Seitenwände auf. Die Primärlanze ist an ihrem vorderen Ende mit der oberen Wand verbunden. Die Kastenform bewirkt eine besonders verwindungsstabile Form des Gehäuses. Weiterhin vorteilhaft können in eine derartige Kastenform entsprechend ausgebildeten Gegenstecker besonders einfach und positionsgenau eingesteckt und elektrisch verbunden werden.
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In einer solchen Ausgestaltung ist gemäß einer Ausführungsform die Verdickung an der Seitenwand des Gehäuses und/oder an einer mit der Seitenwand des Gehäuses fluchtenden Seitenwand der Primärlanze ausgebildet. Eine solche Ausbildung der gewünschten als Anschlag dienenden Verdickung an Seitenwänden des Gehäuses bzw. der Primärlanze kann einfach durch ein geeignetes Stanzen und Biegen eines für den Kontakt verwendeten Blechmaterials erzeugt werden.
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Alternativ kann in einer solchen Ausgestaltung gemäß einer anderen Ausführungsform die Verdickung an der unteren Wand des Gehäuses und/oder an einer der unteren Wand des Gehäuses zugewandten Oberfläche der Primärlanze ausgebildet sein. Auch eine derartige Ausgestaltung kann durch geeignetes Stanzen, Biegen und/oder Prägen eines für den Kontakt verwendeten Blechmaterials einfach erzeugt werden.
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Als weitere Alternative kann in einer solchen Ausgestaltung gemäß einer anderen Ausführungsform das Gehäuse ferner eine zwischen anderen Wänden angeordnete innere Wand aufweisen. Die Verdickung kann in diesem Fall an der inneren Wand des Gehäuses und/oder an einer der inneren Wand des Gehäuses zugewandten Oberfläche der Primärlanze ausgebildet sein. Eine solche innere Wand kann z.B. als eine mehr oder weniger parallel zwischen der unteren und der oberen Wand verlaufende Zwischenwand ausgebildet sein. Dadurch kann die mechanische Stabilität des Gehäuses vorteilhaft weiter erhöht werden. Es ist dadurch auch vorteilhaft möglich, einen Kontaktbereich für die elektrische Kontaktierung mittels eines Gegensteckers von einem Verrastbereich konstruktiv zu separieren.
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Ferner kann gemäß einer Ausführungsform die Primärlanze an ihrem hinteren Ende hin zu dem Gehäuse abgekröpft sein. Mit anderen Worten erstreckt sich der hinterste Teil der Primärlanze vorzugsweise nicht in der gleichen Ebene wie ein weiter vorne liegender Teil der Primärlanze, sondern ist nach unten, hin zu dem Gehäuse gebogen, beispielsweise in einem rechten Winkel. Eine solche Abkröpfung der Primärlanze an ihrem freitragenden Ende kann weiter dazu beitragen, ein Risiko eines Verhakens der Primärlanze zu mindern, wenn diese durch eine Öffnung in einer Dichtmatte hindurch gezogen werden soll.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Primärlanze und das Gehäuse einstückig aus einem gemeinsamen Blech durch Biegen und Stanzen gebildet. Mit anderen Worten kann der gesamte Kontakt aus einem einzigen Blech hergestellt werden, wobei das Blech zunächst in eine geeignete Form gestanzt wird und dann geeignet gebogen wird, um sowohl beispielsweise die Wände des Gehäuses als auch die Primärlanze zu bilden, wobei durch geeignetes Auswählen einer Stanzgeometrie auch die Wände des Gehäuses bzw. Teile der Primärlanze derart ausgebildet werden können, dass sie die Verdickungen bilden, die dann als Anschlag dienen können, um die Primärlanze in ihrem zweiten Zustand gegen ein weiteres Verlagern nach innen in das Gehäuse hin abzustützen. Die Verdickung kann grundsätzlich auch durch ein Prägen des Blechs an definierten Stellen hergestellt werden.
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Es wird angemerkt, dass hierin verschiedene Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung teilweise mit Bezug auf einen erfindungsgemäßen Kontakt bzw. Steckverbinder und teilweise mit Bezug auf ein Verfahren zum Entriegeln eines Kontakts aus einem Steckverbinder beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Merkmale in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden können, um so zu weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen, Wirkungen und Synergieeffekten zu gelangen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Beschreibung noch die Zeichnungen als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen.
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1 zeigt eine Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Steckverbinder.
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2 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktes für einen Steckverbinder.
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3 bis 7 veranschaulichen Schritte eines Demontageverfahrens zum Entriegeln eines Kontakts aus einem Steckverbinder gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder ähnliche Merkmale.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Steckverbinder 1. In dem Steckverbinder 1 ist ein Kontakt 3 aufgenommen. Der Steckverbinder 1 weist einen Kontaktträger 5 auf, der sich aus einem Kontaktträgerunterteil 7 und einem Kontaktträgeroberteil 9 zusammensetzt. Alternativ kann der Kontaktträger 5 auch einteilig ausgestaltet sein. In dem Kontaktträgerunterteil 7 sind mehrere längliche Kontaktkammern 11 parallel zueinander verlaufend ausgebildet, in denen jeweils ein Kontakt 3 aufgenommen und darin in einer Endposition verrastet werden kann. Der Steckverbinder 1 verfügt angrenzend an ein hinteres Ende des Kontaktträgeroberteils 9 über eine Mattendichtung 13 aus einem elastischen Material wie z.B. Gummi, mithilfe derer der Steckverbinder 1 nach außen hin gegen ein Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit geschützt werden kann. Die Mattendichtung 13 wird mittels einer Halteplatte 15 gehalten und gegebenenfalls von dieser unter mechanischen Druck gesetzt, um deren Dichtwirkung zu verbessern.
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Durch die verschiedenen Komponenten des Steckverbinders 1 erstrecken sich von hinten kommend durchgehende Kanäle 17. Durch jeweils einen dieser Kanäle 17 kann zum Bestücken des Steckverbinders 1 ein Kontakt 3, an dessen hinteres Ende ein Kabel 19 an einem Crimpbereich 20 angecrimpt ist, zunächst durch die Halteplatte 15, dann durch eine Öffnung 21 in der Mattendichtung 13, dann durch das Kontaktträgeroberteil 9 und zuletzt in eine der Kontaktkammern 11 in dem Kontaktträgerunterteil 7 eingeschoben werden. Der Kontakt 3 besitzt dabei eine elastisch verlagerbare und nach außen abragend vorgespannte Primärlanze 23. Sobald der Kontakt 3 in die Kontaktkammer 11 eingeschoben ist, verrastet die Primärlanze 23 hinter einer Hinterschneidung 25 an der Kontaktkammer 11 und fixiert somit den Kontakt 3 in einer gewünschten Position innerhalb des Kontaktträgerunterteils 7.
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2 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht einer Ausführungsform des Kontakts 3. Der Kontakts 3 verfügt über ein kastenförmiges Gehäuse 27 und die Primärlanze 23. In einem hinteren Abschnitt verfügt das Gehäuse 27 über den Crimpbereich 20. Das Gehäuse 27 kann beispielsweise im Querschnitt rechteckig mit z.B. verrundeten Kanten ausgebildet sein und weist eine untere Wand 29, eine obere Wand 31 sowie zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 33 auf. Ein vorderes Ende 35 der Primärlanze 23 ist einstückig mit der oberen Wand 31 verbunden. Ein entgegengesetztes hinteres Ende 37 die Primärlanze 23 ist freitragend und an seinem hintersten Ende 38 nach unten hin zu dem Gehäuse 23 näherungsweise rechtwinklig abgekröpft.
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Alternativ zu dem in den Figuren dargestellten kastenförmigen Aufbau kann der Kontakt auch als Messerkontakt ausgestaltet sein.
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Solange die Primärlanze 23 in einem ersten Zustand nicht mit einer Kraft F beaufschlagt wird, steht sie schräg seitlich nach hinten außen ab. Ein Bereich der Primärlanze 23 direkt vor dem abgekröpften hintersten Ende 38 steht dabei am weitesten von dem Gehäuse 27 nach außen ab. Unter einem „seitlichen Abstehen über das Gehäuse 27“ kann dabei verstanden werden, dass die Primärlanze 23 mit ihrem hinteren Bereich nahe dem freitragenden Ende 37 deutlich weiter nach außen über das Gehäuse 27 übersteht als ihr an dem Gehäuse angebrachtes vorderes Ende 35. Eventuell kann sich neben der Primärlanze 23 eine mit einer der Seitenwände 33 fluchtende sogenannte Schutzfahne erstrecken (nicht dargestellt), welche die Primärlanze 23 schützen kann und gegebenenfalls ebenfalls in der gleichen Richtung wie die Primärlanze über das Gehäuse 27 hin seitlich abragen kann.
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Wird eine Kraft F bzw. eine erste Kraft F1 nach unten hin zu dem Gehäuse 27 (bzw. hin zu der unteren Wand 29 des Gehäuses 27) auf die Primärlanze 23 ausgeübt, verschwenkt die Primärlanze 23 um ihr vorderes Ende 35 herum, verformt sich dabei elastisch und verlagert sich dabei hin zu dem Gehäuse 27. Die Primärlanze 23 kann somit aus ihrem nach außen abragenden ersten Zustand sich elastisch verformend in einen zweiten Zustand verlagert werden. In dem zweiten Zustand ist die Primärlanze 23 mindestens so weit nach innen zum Gehäuse 27 verlagert, dass das Gehäuse 27 mitsamt der Primärlanze 23 mindestens die engste Stelle des Einschubkanals beim Einschieben in die Kontaktkammer 11 passieren kann. Im zweiten Zustand kann die Primärlanze 23 z.B. so weit nach innen verlagert sein, dass sie nicht mehr nach außen abragt, sondern im Wesentlichen bündig mit dem Gehäuse 27 bzw. dessen oberer Wand 31 angeordnet ist. Dabei muss die erste Kraft F1 nur ausreichend groß sein, um die Primärlanze 23 um ihre Wurzel bzw. ihren Drehpunkt am vorderen Ende 35 herum zu bewegen bzw. elastisch zu verlagern. Es ist also durch die erste Kraft F1 ein Drehmoment bereitzustellen, welches das Drehmoment der als Feder wirkenden Rastlanze 23 überwinden kann. Das aufgebrachte Drehmoment ergibt sich dabei durch den Hebelarm zwischen dem Angriffspunkt der Kraft F (z.B. am hinteren Ende 37 bzw. am hinteren Bereich 45) und dem Drehpunkt der Rastlanze am vorderen Ende 35 multipliziert mit der senkrecht dazu wirkenden Kraft F. Die erste Kraft F1 kann dabei z.B. so bemessen sein, dass sie bei Angriff am hinteren Bereich 45 bzw. am hinteren Ende 37 gerade eben ausreicht, die Rastlanze 23 in den zweiten Zustand zu verlagern bzw. die Rastlanze im zweiten Zustand zu halten.
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An dem Kontakt 3 sind nun Verdickungen 39, 41 an dem Gehäuse 27 einerseits und an der Primärlanze 23 andererseits ausgebildet. Die Verdickungen 39, 41 befinden sich dabei in Längsrichtung L des länglichen Kontaktes 3 gesehen zwischen dem vorderen Ende 35 und dem hinteren Ende 37 der Primärlanze 23, vorzugsweise etwa in deren hinterem Drittel. Gegebenenfalls kann es auch genügen, nur an dem Gehäuse 27 eine Verdickung 39 oder nur an der Primärlanze 23 eine Verdickung 41 vorzusehen. Die Verdickung bzw. die Verdickungen 39, 41 sind dabei derart ausgeformt und dimensioniert, dass sie eine Art Anschlag oder Widerlager für die Primärlanze 23 bilden, sodass zumindest ein vorderer Bereich 43 nicht über den zweiten Zustand, in den die Primärlanze 23 elastisch verlagert werden kann, hinaus weiter nach unten gedrückt werden kann.
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Sind sowohl am Gehäuse 27 als auch an der Primärlanze 23 Verdickungen ausgebildet, so sind diese bevorzugt derart angeordnet, dass sie mit ihren einander am weitesten zugewandten Punkten im zweiten Zustand aufeinander treffen. Mit anderen Worten: die Verdickungen können einander gegenüberliegend angeordnet sein.
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Im dargestellten Beispiel sind die Verdickungen 39 als Teil der Seitenwand 33 des Gehäuses 27 und die Verdickungen 41 als Teil einer Seitenwand 47 der Primärlanze 23 ausgebildet. Die Verdickungen können alternativ auch an der unteren Wand 29 des Gehäuses 27 bzw. einer dieser unteren Wand 29 zugewandten Oberfläche der Primärlanze 23 ausgebildet sein (nicht dargestellt). Als weitere Alternative kann die Verdickung auch an einer inneren Wand 28 bzw. einer dieser inneren Wand 28 zugewandten Oberfläche der Primärlanze 23 ausgebildet sein (nicht dargestellt). Eine derartige innere Wand 28 bzw. Zwischenwand 28 kann z.B. quer zur Einschubrichtung betrachtet zwischen der unteren Wand 29 und der oberen Wand 31 angeordnet sein. Die innere Wand 28 kann z.B. ungefähr parallel zur oberen Wand 31 und/oder unteren Wand 29 verlaufen.
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Die Verdickung(en) 39, 41 können derart dimensioniert sein, dass sie einen im vorderen Bereich 43 der Primärlanze 23 befindlichen Spalt 49 zwischen der Primärlanze 23 und dem Gehäuse 27 überbrücken, sobald die Primärlanze 23 in ihren zweiten Zustand gepresst wurde, und die Primärlanze 23 somit zumindest in ihrem vorderen Bereich 43 abstützen. Unterhalb des hinteren Bereichs 45 der Primärlanze 23 befindet sich an dem Gehäuse 27 jedoch ein Freiraum 51, in den hinein der hinteren Bereich 45 bei geeigneter Kraftbeaufschlagung verlagert werden kann.
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In den 3 bis 7 sind Stadien eines Entriegelungsverfahrens gezeigt, mittels dessen ein Kontakt 3 aus einer Kontaktkammer 11 eines Steckverbinders 1 entriegelt und anschließend entnommen werden kann.
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Zunächst wird ein spezielles Entriegelungswerkzeug 55 in einen Spalt 53 (siehe 1) zwischen der oberen Wand 31 des Gehäuses 33 das Kontakts 3 und einer gegenüberliegenden Wand 32 an der Kontaktkammer 11 eingeschoben. Das Entriegelungswerkzeug 55 kann als länglicher Stab oder längliches Blech ausgeführt sein. Es kann beispielsweise an seinem distalen Ende eine Querschnittsverbreiterung 57 aufweisen, beispielsweise in Form einer Abkröpfung, wobei eine Höhe der Querschnittsverbreiterung 57 geringfügig kleiner sein kann als eine Höhe des Spalts 53, sodass das Entriegelungswerkzeug 55 mit einem geringen Spiel in den Spalt 53 eingeschoben werden kann (siehe 3). Grundsätzlich kann auch ein hier nicht dargestelltes Entriegelungswerkzeug 55 ohne Querschnittsverbreiterung 57 verwendet werden, wobei in diesem Fall Vorkehrungen zu treffen sind, die es bei einer Demontage ermöglichen, den hinteren Teil der Primärlanze mit der weiteren Kraft F2 zu beaufschlagen, um diesen plastisch verformen zu können.
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Das Entriegelungswerkzeug 55 wird dann weiter in den Spalt 53 eingeschoben und übt dabei die Kraft F bzw. die erste Kraft F1 auf die Primärlanze 23 aus. Die Primärlanze 23 wird dadurch reversibel elastisch nach unten hin in ihren zweiten Zustand verlagert, bis die beiden Verdickungen 39, 41 aufeinander liegen und dadurch ein mechanischer Anschlag gebildet ist, der ein weiteres Verlagern der Primärlanze 23 in den vorderen Bereichen 43 an und vor der Verdickung 39, 41 verhindert (siehe 4).
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Wenn das Entriegelungswerkzeug 55 bis zu einer Position geschoben wurde, an der sein distales Ende (in der Figur also das distale Ende mit der Querschnittsverbreiterung 57) an den hinteren Bereich 45 der Primärlanze 23 angrenzt, wird das Entriegelungswerkzeug 55 verlagert. Die Verlagerung wird derart bewirkt, dass das distale Ende, also z.B. die Querschnittsverbreiterung 57, auf den hinteren Bereich 45 der Primärlanze 23 eine Kraft F, die der weiteren bzw. zweiten Kraft F2 entspricht (angedeutet durch den Pfeil 59) quer zur Längsachse des Kontakts 3 und hin zu dem Freiraum 51 in dem Gehäuse 27 ausübt. Diese Kraftausübung erfolgt dabei derart, dass der hintere Bereich 45 der Primärlanze 23 in den Freiraum 51 hinein verlagert wird. Dabei kann der hintere Bereich 45 z.B. plastisch verformt werden. Das Entriegelungswerkzeug 55 wird hierzu, wie mit dem Pfeil 61 angedeutet, an seinem proximalen Ende nach oben gehebelt, sodass sein distales Ende nach unten verlagert wird (siehe 5 und 6).
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Die zweite Kraft F2 bzw. die weitere Kraft F2 kann z.B. größer sein als die erste Kraft F1. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die zweite Kraft F2 um wenigstens 10% größer sein muss als die erste Kraft F1, beim gleichen Angriffspunkt an der Primärlanze 23 wie die erste Kraft F1, um den hinteren Bereich 45 in den Freiraum 51 zu verlagern und/oder die Primärlanze am hinteren Bereich 45 plastisch zu verformen. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die zweite Kraft F2 bzw. die weitere Kraft F2 um wenigstens 20% größer sein muss als die erste Kraft F1. Ganz besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die zweite Kraft F2 wenigstens 30% größer sein muss als die erste Kraft F1. Dadurch kann vorteilhaft einer unbeabsichtigten plastischen Verformung des hinteren Bereichs 45 vorgebeugt werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die zweite Kraft F2 bzw. die weitere Kraft F2 um höchstens 350% größer sein muss als die erste Kraft F1 oder um höchstens 250% größer sein muss als die erste Kraft F1 oder um höchstens 100% größer sein muss als die erste Kraft F1, um den hinteren Bereich 45 der Primärlanze 23 um den Freiraum 51 zu verlagern bzw. den hinteren Bereich 45 plastisch zu verformen.
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Nachdem der hintere Bereich 45 der Primärlanze 23 auf diese Weise sowohl aus der Verrastung mit der Hinterschneidung 25 in der Kontaktkammer 11 entriegelt als auch plastisch nach unten verformt wurde, kann das Entriegelungswerkzeug 55 aus dem Spalt 53 heraus gezogen werden. Die Primärlanze 23 federt daraufhin elastisch nach oben in ihren ersten Zustand. Da der hintere Bereich 45 jedoch zuvor plastisch nach unten verbogen wurde, bildet er nun eine schräg nach hinten unten abfallende Fläche 63 und steht dadurch wesentlich weniger nach oben ab, als dies der Fall wäre, wenn er nicht nach unten gebogen worden wäre (siehe 7).
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Die schräg nach hinten unten abfallende Fläche bildet vorteilhaft eine Auflauframpe, wenn der Kontakt 3 aus der Kontaktkammer 11 herausgezogen wird. Z.B. kann die Mattendichtung 13 bzw. Dichtmatte 13 beim Ausziehen des Kontakts 3 aus der Kontaktkammer auf diese Rampe bzw. Auflauframpe auftreffen, wobei sie aufgrund der glatten Fläche nicht mit der Primärlanze 23 verhakt. Beim weiteren Ausziehen wird dann durch den Druck der Dichtmatte 13 bzw. Mattendichtung 13 auf die Rampe die Primärlanze nach innen bzw. unten gedrückt. Die Primärlanze 13 dreht dabei z.B. um ihre Wurzel am vorderen Ende 35 und verlagert sich elastisch oder plastisch nach innen. Auf diese Weise lässt sich ohne Verhaken und damit ohne Beschädigung der Mattendichtung 13 der Kontakt 3 aus der Kontaktkammer 11 und dem Kontaktträger 5 entfernen.
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In einer solchen Konfiguration lässt sich also der Kontakt 3 sehr viel einfacher durch eine Öffnung 21 in der Mattendichtung 13 hindurchführen und ein Risiko, dass sich die Primärlanze 23 dabei in der Mattendichtung 13 verhakt und diese beschädigt, ist gering. Auch die Abkröpfung im hintersten Bereich 38 trägt dazu bei, dass keine scharfen Kanten existieren, die ein Verhaken der Primärlanze 23 an der Mattendichtung 13 provozieren könnten.
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Der zum Demontieren plastisch verformte Kontakt kann nicht mehr wiedergenutzt werden, was jedoch kein Problem darstellt, da an dem zu demontierenden Kontakt in der Regel ohnehin schon eine Auffälligkeit oder gar ein Schaden festgestellt wurde.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009054705 A1 [0004]
