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Die Erfindung betrifft ein Steckverbindermodul für ein Steckverbindersystem und insbesondere ein funktionales Steckverbindermodul und einen mit einem derartigen Steckverbindermodul ausgestatteten bzw. einen für ein derartiges Steckverbindermodul geeigneten Steckverbinder.
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Derartige Steckverbinder dienen zur Kontaktierung und Verbindung elektrischer Leitungen oder Leiter. Dazu bestehen Steckverbinder meist aus wenigstens einem isolierenden Grundkörper, der in ein Gehäuse eingesetzt werden kann. Alternativ bildet der isolierende Grundkörper des Steckverbinders direkt das Gehäuse. Zur Kontaktierung elektrischer, pneumatischer oder optischer Leitungen oder Leiter werden solche Steckverbinder mit korrespondierenden Gegensteckern verbunden.
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Derartige Steckverbindermodule werden als Bestandteil eines Steckverbindermodularsystems benötigt, um einen Steckverbinder, insbesondere einen schweren Rechtecksteckverbinder, flexibel an bestimmte Anforderungen bezüglich der Signal- und Energieübertragung z.B. zwischen zwei elektrischen Geräten, anpassen zu können. Üblicherweise werden dazu Steckverbindermodule in entsprechende Steckverbindermodularrahmen, die mitunter auch als Halterahmen, Gelenkrahmen, Modulrahmen oder Modularrahmen bezeichnet werden, eingesetzt. Die Steckverbindermodularrahmen dienen somit dazu, mehrere zueinander gleichartige und/oder auch unterschiedliche Steckverbindermodule aufzunehmen und diese sicher an einer Fläche und/oder in einem Steckverbindergehäuse o.ä. zu befestigen.
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Die Steckverbindermodule besitzen in der Regel jeweils einen im Wesentlichen quaderförmigen Isolierkörper. Diese Isolierköper können beispielsweise als Kontaktträger dienen und Kontakte verschiedenster Art aufnehmen und fixieren. Die Funktion eines dadurch gebildeten Steckverbinders ist also sehr flexibel. Es können z.B. pneumatische Module, optische Module, Module zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer analoger und/oder digitaler Signale im jeweiligen Isolierkörper aufgenommen sein und so im Steckverbindermodularsystem Verwendung finden. Zunehmend übernehmen Steckverbindermodule auch mess- und datentechnische Aufgaben.
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Stand der Technik
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Aus der 10 2013 113 976 B4 ist bekannt, einen vorstehenden Halterahmen für einen Steckverbinder zur Aufnahme gleichartiger Steckverbindermodule mit einer vorschriftsmäßigen Schutzerdung gemäß der Steckverbinder-Norm EN61984 beispielsweise zum Einfügen des mit Modulen bestückten Halterahmens in metallische Steckverbindergehäuse zu versehen.
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Gemäß der obigen Steckverbinder-Norm EN61984 dürfen Steckverbinder darüber hinaus unter Last oder spannungsführend nicht gesteckt oder getrennt werden.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steckverbindermodul für ein Steckverbindersystem bereitzustellen, das sicherstellt, dass ein Steckverbinder nicht unter Last oder spannungsführend gesteckt oder getrennt werden kann. Dabei ist weitere Aufgabe der Erfindung einen für ein vorstehendes Steckverbindermodul geeigneten Steckverbinder anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und/oder der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
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Die Erfindung betrifft insbesondere ein funktionales Steckverbindermodul für einen elektrischen Steckverbinder mit einem Gehäuse, das zum Einsatz in den Steckverbinder geeignete Abmessungen aufweist, wobei das funktionale Steckverbindermodul ein vorteilhaft mechanisch betätigbares elektrisches Schaltelement beherbergt, das bei einem Stecken und/oder Trennen des Steckverbinders schaltet und dabei jeweils wenigstens ein elektrisches Signal an eine Steuerung gibt, die in Abhängigkeit des Signals eine Spannungszufuhr zu Kontaktelementen von weiteren in dem Steckverbinder vorgesehenen Steckverbindermodulen bereitstellt und/oder trennt.
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Ein mechanisch betätigbares Schaltelement schaltet besonders zuverlässig und kann wie auch nachfolgend näher erläutert auf einfache Weise variabel an verschiedene Steckverbinder angepasst eingesetzt werden.
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Das vorstehende funktionale Steckverbindermodul weist dabei für das Schaltelement ein in Steckrichtung aus dem Gehäuse herausragendes mechanisches Betätigungselement auf, das mit einem in einem Gegensteckverbinder vorgesehenen Anschlag zusammenwirkt.
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Das funktionale Steckverbindermodul ist hierbei insbesondere derart an einer Position in Steckrichtung in dem Steckverbinder angeordnet, dass beim Schalten des Schaltelements mittels einer Übersteckung der Kontaktelemente der weiteren Steckverbindermodule deren Kontaktelemente in Kontakt mit jeweils für sie vorgesehenen Kontaktelementen des Gegensteckverbinders sind.
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Auf diese Weise ist vorteilhaft eine automatische Spannungsabschaltung der weiteren Steckverbindermodule beim Trennen des Steckverbinders bereitgestellt. Weiterhin ist auf diese Weise beim Stecken des Steckverbinders vorteilhaft eine automatische Spannungszufuhr zu den weiteren Steckverbindermodulen bereitgestellt.
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Das Trennen des Steckverbinders bzw. Stecken des Steckverbinders mit Bereitstellung seiner Funktion kann somit vorteilhaft ohne vorherigen bzw. nachfolgenden manuellen Eingriff vorgenommen werden.
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Darüber hinaus ist sichergestellt, dass die Spannungszufuhr beim Stecken des Steckverbinders und/oder die Spannungsabschaltung beim Trennen des Steckverbinders jeweils nur bei in Verbindung oder in Kontakt stehenden Kontaktelementen der weiteren Steckverbindermodule mit den für sie vorgesehenen Kontaktelementen des Gegensteckverbinders sind.
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Die vorstehenden Maßnahmen sind damit geeignet, der Eingangs genannten Steckverbinder-Norm EN61984 auf vorteilhafte Weise zu genügen, so dass insbesondere ein etwaiger unerwünschter Funkenüberschlag unabsichtlich unter Last getrennter und/oder gesteckter Kontakte ausgeschlossen werden kann.
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Darüber hinaus kann durch diese Maßnahmen eine zu vermeidende Bedienung/Handhabung eines freien unter Last stehenden Steckverbinders, die bei hohen Spannungen für eine Bedienperson auch erheblich riskant sein kann, weitestgehend ausgeschlossen werden.
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Beim Trennen des Steckverbinders ist hierbei das funktionale Steckverbindermodul vorteilhaft derart in dem Steckverbinder angeordnet und insbesondere in Steckrichtung des Steckverbinders positioniert, und außerdem das Schaltelement des funktionalen Steckverbindermoduls derart ausgebildet, dass das Schaltelement beim Trennen des Steckverbinders schaltet und/oder ein betreffendes Signal gibt, bevor die Kontaktelemente der weiteren Steckverbindermodule ihre Verbindung oder ihren Kontakt zu den mit ihnen korrespondierenden Kontaktelementen des Gegensteckverbinders verlieren.
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Beim Stecken des Steckverbinders ist hierbei das funktionale Steckverbindermodul vorteilhaft derart in dem Steckverbinder angeordnet und insbesondere in Steckrichtung des Steckverbinders positioniert, und außerdem das Schaltelement des funktionalen Steckverbindermoduls derart ausgebildet, dass das Schaltelement beim Stecken des Steckverbinders schaltet und/oder ein betreffendes Signal gibt, nachdem die Kontaktelemente der weiteren Steckverbindermodule in Verbindung oder in Kontakt zu den mit ihnen korrespondierenden Kontaktelementen des Gegensteckverbinders gebracht sind.
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Mittels der vorstehenden Maßnahmen ist somit sowohl ein vollständiges Trennen bzw. eine letzte Berührung der vorstehenden Kontaktelemente der weiteren Steckverbindermodule als auch eine Verbindung oder Kontaktierung bzw. eine erste Berührung beim Stecken der Kontaktelemente der weiteren Steckverbindermodule von bzw. mit den mit ihnen korrespondierenden Kontaktelementen des Gegensteckverbinders ausschließlich lastfrei möglich.
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Für eine geeignete Positionierung in einem Steckverbindergehäuse kann das funktionale Steckverbindermodul geeigneter Weise ein isolierendes Gehäuse mit einem oberhalb einem Befestigungsteil angeordneten Kontaktraum haben, wobei der Kontaktraum das Schaltelement beherbergt und das mechanische Betätigungselement vorteilhaft in Steckrichtung des Steckverbinders aus dem Kontaktraum herausragen kann. Das Betätigungselement kann hierbei beispielsweise und geeigneter Weise als ein Druckknopf ausgebildet sein.
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Das Befestigungsteil des Gehäuses ist hierbei zur Befestigung des funktionalen Steckverbindermoduls in einem Gehäuse des Steckverbinders vorgesehen, wobei sich für das Schaltelement vorgesehene elektrische Anschlüsse oder Kontakte geeigneter Weise entgegen der Steckrichtung des Steckverbinders zur Verbindung mit für sie vorgesehenen Kontakten aus dem Befestigungsteil heraus erstrecken können.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann das Schaltelement des funktionalen Steckverbindermoduls insbesondere vorteilhaft als ein Schnappschalter mit einer weitgehend von der Betätigungsgeschwindigkeit des Betätigungselements unabhängigen Schaltgeschwindigkeit ausgebildet sein.
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Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann das Schaltelement des funktionalen Steckverbindermoduls insbesondere vorteilhaft als ein Schnappschalter mit einem möglichst geringen Betätigungsweg von <= 3 mm und einem möglichst geringen Differenzweg zwischen Schaltpunkt und Rückschaltpunkt von <= 0.3mm ausgebildet sein.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann das Schaltelement des funktionalen Steckverbindermoduls insbesondere vorteilhaft als ein Schnappschalter mit einer Rückstellkraft von mindestens 0.4N und/oder mit einer möglichst geringen Schaltbetätigungskraft von <= 3N ausgebildet sein.
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Mit den obigen Maßnahmen, nämlich der Ausbildung als Schnappschalter mit einer vorstehenden Schaltgeschwindigkeit und/oder einem vorstehenden vorteilhaft geringen Betätigungsweg und/oder einem vorstehenden geringen Differenzweg und/oder mit einer vorstehenden Rückstellkraft und/oder Schaltbetätigungskraft, schaltet das Schaltelement besonders zuverlässig.
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Außerdem ist ein derartiges als Schnappschalter ausgebildetes Schaltelement vorteilhaft für eine Vielzahl unterschiedlich ausgebildeter modularer Steckverbinder mit auch variierenden Übersteckungen ihrer elektrischen Steckverbindermodule geeignet.
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Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann das Schaltelement des funktionalen Steckverbindermoduls ein Wechslerkontakt sein der vom seinem ersten, gemeinsamen Anschluss zu einem zweiten Anschluss oder zu einem dritten Anschluss schaltet bzw. wechselt.
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Die Vorsehung eines Wechslers als das Schaltelement ist besonders vorteilhaft, nachdem ein derartiges Schaltelement bei jedem Stecken und/oder Trennen des Steckverbinders jeweils ein 0 und 1 Signal gibt, das jeweils den Betriebszustand des Steckverbinders beim Stecken und/oder Trennen kennzeichnet und durch eine Steuerung ausgewertet werden kann, die insbesondere vorteilhaft eine speicherprogrammierbare Steuerung sein kann. Weiterhin ist ein Ab- bzw. Zuschalten eines Leistungsschützes mittels des Wechslerkontaktes möglich.
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Die Erfindung betrifft weiterhin insbesondere einen Steckverbinder zur Kontaktierung elektrischer und/oder pneumatischer und/oder optischer Leitungen und/oder Leiter zur mechanischen und/oder elektrischen Verbindung mit einem Gegensteckverbinder.
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Der Steckverbinder ist dabei geeigneter Weise ausgebildet, eine Vielzahl von insbesondere auch gleichartigen Steckverbindermodulen aufzunehmen, wobei der Steckverbinder außerdem vorteilhaft ein vorstehend beschriebenes funktionales Steckverbindermodul an einer in Steckrichtung geeigneten Position beherbergt.
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Hierbei ist an einer geeigneten Position in dem Gegensteckverbinder ein Anschlag für das Betätigungselement des Schaltelements des funktionalen Steckverbindermoduls vorgesehen, das mit dem aus dem Gehäuse des funktionalen Steckverbindermoduls herausragenden mechanischen Betätigungselement des Schaltelements korrespondiert.
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Der Anschlag des Gegensteckverbinders kann ein geeignetes und entsprechend positioniertes Gegenmodul eines ebenfalls modular ausgebildeten Gegensteckverbinders sein.
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Ausführungsbeispiel
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- 1A eine Draufsicht auf einen für ein erfindungsgemäßes Steckverbindermodul geeigneten Steckverbinder;
- 1B den Steckverbinder von 1A mit einem Steckverbindermodul nach einer Ausführung der Erfindung;
- 2A das Steckverbindermodul von 1 B in perspektivischer Darstellung von schräg oben;
- 2B eine weitere perspektivische Darstellung des Steckverbindermoduls von 2A; und
- 2C eine schematische Darstellung eines mechanisch betätigbaren elektrischen Schaltelements des als Schaltmodul ausgebildeten Steckverbindermoduls von 2A und B.
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Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
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1A zeigt eine Draufsicht auf einen für ein erfindungsgemäßes Steckverbindermodul 20 geeigneten modularen Steckverbinder 1 mit Blick von der Steckseite her in Richtung Kabelanschlüsse. Der Steckverbinder 1 hat ein Gehäuse 10, das zur Aufnahme von vier in ihren Abmessungen in der Zeichenebene gleichartigen Steckverbindermodulen 2 geeignet ausgebildet ist.
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1A zeigt den Steckverbinder 1 von 1A mit einem Steckverbindermodul 20 nach einer Ausführung der Erfindung, das an Stelle eines der Steckverbindermodule 2 von 1A in dem Gehäuse 10 des Steckverbinders 1 angeordnet ist. Das Steckverbindermodul 20 wird nachfolgend anhand von 2A bis 2C detailliert beschrieben. Ein ebenfalls nachfolgend beschriebenes mechanisches Betätigungselement 25 eines elektrischen Schaltelements 24 des Steckverbindermoduls 20 ragt in Steckrichtung aus einem Gehäuse 21 des Steckverbindermoduls 20 heraus.
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Das Steckverbindermodul 20 ist in Steckrichtung an einer Position des Gehäuses 10 des Steckverbinders 1 angeordnet, die mit einer ebenfalls in Steckrichtung eines nicht dargestellten Gegensteckverbinders angeordneten Anschlags derart korrespondiert, dass das Betätigungselement 25, das beispielsweise ein Druckknopf sein kann, bei gestecktem Steckverbinder 1 betätigt ist.
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Der Anschlag des Gegensteckverbinders kann ein geeignetes und entsprechend positioniertes Gegenmodul eines ebenfalls modular ausgebildeten Gegensteckverbinders sein.
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2A zeigt das Steckverbindermodul 20 von 1 B in perspektivischer Darstellung von schräg oben und 2B zeigt eine weitere perspektivische Darstellung des Steckverbindermoduls 20 von 2A.
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Das Steckverbindermodul 20 hat ein geeigneter Weise isolierendes Gehäuse 21 mit einem zur Befestigung in dem Gehäuse 10 des Steckverbinders 1 von 1A und 1B vorgesehenen Befestigungsteil 22, an das sich in Steckrichtung des Steckverbinders 1 ein Kontaktraum 23 zur Beherbergung eines mechanisch betätigbaren elektrischen Schaltelements 24 anschließt.
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Das vorstehend unter Bezugnahme auf 1B bereits erwähnte Betätigungselement 25 des Schaltelements 24 ragt in Steckrichtung des Steckverbinders 1 aus dem Gehäuse 21 des Steckverbindermoduls 20 heraus. Nachfolgend unter Bezugnahme auf 1C beschriebene Anschlüsse oder Kontakte 26, nämlich C, NC und NO erstrecken sich entgegen der Steckrichtung des Steckverbinders 1 aus dem Gehäuse 21.
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2C zeigt eine schematische Darstellung eines mechanisch betätigbaren elektrischen Schaltelements 24 des als Schaltmodul ausgebildeten Steckverbindermoduls 20 von 2A und B, das im Wesentlichen in dem Kontaktraum 23 des Gehäuses 21 des Steckverbindermoduls 20 beherbergt ist. Mit dem das Schaltelement 24 aufweisenden Steckverbindermodul 20 ist ein funktionales Steckverbindermodul 20 nach einer Ausführung der Erfindung bereitgestellt.
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Das Schaltelement
24 ist geeigneter Weise ein als Schnappschalter ausgebildeter Wechsler mit drei Anschlüssen
26, nämlich einem ersten Anschluss
C (common), einem zweiten Anschluss
NO (normally open) und einem dritten Anschluss
NC (normally closed). Der erste Anschluss
C (common) ist der Gemeinsame, vom dem in Abhängigkeit einer Betätigung des Betätigungselements
25 zu Anschluss
NO oder
NC geschaltet wird. An dem gemeinsamen Anschluss
C liegt eine Spannung von geeigneter
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Bei nicht betätigtem Betätigungselement 25 steht der gemeinsame Anschluss C in Kontakt mit dem dritten Anschluss NC (normally closed) und gibt ein entsprechendes Signal an ein Leistungsschütz und/oder eine Steuerung SPS. Dieser Betriebszustand des Betätigungselements 25 und des Schaltelements 24 ist in 2C dargestellt. Bei dem gemäß 1B in einem Steckverbinder 1 angeordneten Steckverbindermodul 20 kennzeichnet das in 2C dargestellte nicht betätigte Betätigungselement 25 bzw. das vorstehende entsprechende Signal einen getrennten Betriebszustand des Steckverbinders 1.
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Das Leistungsschütz und/oder die Steuerung SPS sind dabei derart eingerichtet, dass eine Spannungszufuhr zu Kontakten der weiteren in dem Steckverbinder 1 angeordneten elektrischen Steckverbindermodule 2 getrennt ist.
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Bei betätigtem Betätigungselement 25 steht der gemeinsame Anschluss C in Kontakt mit dem zweiten Anschluss NO (normally open) und gibt ein entsprechendes Signal an ein Leistungsschütz und/oder die Steuerung SPS. Bei dem gemäß 1B in einem Steckverbinder 1 angeordneten Steckverbindermodul 20 kennzeichnet das betätigte Betätigungselement 25 bzw. das vorstehende entsprechende Signal den gesteckten Betriebszustand des Steckverbinders 1.
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Der Leistungsschütz und/oder die Steuerung SPS sind dabei derart eingerichtet, dass eine Spannungszufuhr zu Kontakten der weiteren in dem Steckverbinder 1 angeordneten elektrischen Steckverbindermodule 2 bereitgestellt ist.
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Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
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Funktionales Steckverbindermodul
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinder
- 10
- Gehäuse
- 2
- Steckverbindermodul
- 20
- funktionales Steckverbindermodul, Schaltmodul
- 21
- Gehäuse
- 22
- Befestigungsteil
- 23
- Kontaktraum
- 24
- Schaltelement, Schnappschalter, Wechsler
- 25
- Druckknopf, Betätigungselement
- 26
- Anschluss, Kontakt
- C, NC, NO
- Anschluss, Kontakt
- SPS
- Steuerung
