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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur abgedichteten Befestigung
eines elektrischen Steckverbindungsteiles in einer Aufnahme eines
Kastengehäuses,
insbesondere eines Verteilergehäuses,
bei einem Fahrzeug mit Befestigungsmitteln zur lösbaren Fixierung des Steckverbindungsteiles
in der Aufnahme, sowie mit einer Dichtungsanordnung zwischen dem
Steckverbindungsteil und der Aufnahme.
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Eine
derartige Vorrichtung ist im Nutzfahrzeugbereich bereits allgemein
bekannt. Dort wird ein entsprechendes Steckverbindungsteil mittels
eines Außengewindes
in eine Öffnung
eines fahrzeugfesten Verteilergehäuses eingesetzt. Anschließend wird das
Steckverbindungsteil mittels einer Gewindemutter von der Innenseite
des Verteilergehäuses
her fixiert. Ergänzend
kann ein Dichtring vorgesehen sein, der innen- oder außenseitig
des Verteilergehäuses um
den Rand der Aufnahme, d. h. der Öffnung, herumgelegt und durch
die Verschraubung der Gewindemutter auf dem Außengewindes des Steckverbindungsteiles
fixiert ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art
zu schaffen, die eine verbesserte Dichtwirkung zwischen Steckverbindungsteil
und Verteilergehäuse
erzielt.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die Aufnahme einen eine Außenkontur
des Steckverbindungsteiles umschließenden Stutzen aufweist, dass der
Stutzen und die Außenkontur
des Steckverbindungsteiles derart korrespondierend zueinander profiliert
sind, dass am Stutzen und am Steckverbindungsteil korrespondierende
Zentrierschrägen
für ein konzentrisches
Einführen
des Steckverbindungsteiles in den Stutzen vorgesehen sind, dass
ein Axialanschlag für
eine axiale Einsteckposition und eine Radialcodierung für eine in
Umfangsrichtung eindeutige Ausrichtung gebildet sind, und dass wenigstens
ein formschlüssig
wirksames mechanisches Sicherungsmittel vorgesehen ist, das das
Steckverbindungsteil in seiner eingesteckten Endposition am Kastengehäuse axial
sichert. Der auch als Ringflansch bezeichnete Stutzen ist vorzugsweise
zylindrisch gestaltet. Er kann auch einen polygonalen Querschnitt, insbesondere
einen vier- oder sechseckigen Querschnitt aufweisen. Bei derartigen
Ausführungsformen ist
dann auch die korrespondierende Außenkontur des Steckverbindungsteiles
entsprechend polygonal, insbesondere vier- oder sechseckig, ausgeführt. Durch
die erfindungsgemäße Lösung wird
eine äußerst gute
Abdichtung erzielt. Denn durch die mittige Zentrierung, den definierten
Einsteckweg in axialer Richtung, d. h. in Richtung einer Steckachse,
und die positionsgenaue Ausrichtung in Umfangsrichtung wird eine äußerst exakte
Positionierung erzielt, die für
die Dichtungsanordnung eine gleichmäßige Dichtwirkung erzielt.
Die erfindungsgemäße Lösung eignet
sich in vorteilhafter Weise für
mehrpolige Steckverbindungen im Fahrzeugbereich, insbesondere für Nutz-
oder Lastfahrzeuge. Als Zentrierschräge ist vorzugsweise ein konischer
Zentrierabschnitt am Innenumfang des Stutzens vorgesehen, dem ein
korrespondierend gegensinniger konischer Abschnitt im Bereich der
Außenkontur
des Steckverbindungsteiles zugeordnet ist. Als Axialanschlag dienen
insbesondere zueinander korrespondierende Ringkanten im Bereich
der Außenkontur
des Steckverbindungsteiles und am Stutzen. Das wenigstens eine formschlüssig wirksame,
mechanische Sicherungsmittel bewirkt die axiale Fixierung des Steckverbindungsteiles
in der eingesteckten Endposition im Stutzen.
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In
vorteilhafter Weise sind die Zentrierschrägen als zueinander korrespondierende
Konusprofilierungen am Steckverbindungsteil einerseits und am Stutzen
andererseits vorgesehen. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft
bei zueinander korrespondierenden, zylindrischen Mantelflächen des Steckverbindungsteiles
und des Stutzens. Die Radialcodierung gewährleistet eine formschlüssige, verdrehgesicherte
Ausrichtung in Umfangsrichtung.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Dichtungsanordnung
wenigstens ein radial zwischen dem Stutzen und einem Außenmantel
des Steckverbindungsteiles angeordneter elastischer Dichtring vorgesehen.
Der wenigstens eine Dichtring ist vorzugsweise in einer Umfangsnut
einer entsprechenden Mantelfläche
des Steckverbindungsteiles oder auch des Stutzens positioniert und
ragt mit einem Teil seines Querschnitts über diese Umfangsnut radial
ab. Die konzentrische Zentrierung des Steckverbindungsteiles im
Ringflansch gewährleistet,
dass der wenigstens eine Dichtring umlaufend gleichmäßig elastisch
deformiert wird, wodurch er über
seinen gesamten Umfang eine gleichmäßige Dichtwirkung erzielt.
Die radiale Dichtwirkung erlaubt einen besonders guten Dichtsitz.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Radialcodierung wenigstens
eine Codiernase einerseits und wenigstens eine Codieraussparung
andererseits vorgesehen, deren Abmessungen in Umfangsrichtung aufeinander
passgenau abgestimmt sind. Die Codiernase kann am Steckverbindungsteil oder
am Innenmantel des Stutzens vorgesehen sein.
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Korrespondierend
ist die Codieraussparung entweder am Innenmantel des Stutzens oder
am Steckverbindungsteil vorgesehen. Die Codieraussparung ist zu
einem vorderen Stirnende des Stutzens hin offen, um ein axiales
Einstecken der Codiernase während
des Einsteckvorganges des Steckverbindungsteiles in den Stutzen
zu ermöglichen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das wenigstens eine
Sicherungsmittel einen Sicherungsring und eine Sicherungsnut am
Außenmantel
des Steckverbindungsteiles, wobei die Sicherungsnut derart am Steckverbindungsteil
positioniert ist, dass sie in eingestecktem Zustand des Steckverbindungsteiles
gehäuseinnenseitig
derart zugänglich ist,
dass der einrastende Sicherungsring die Gehäuseinnenseite hinter dem Stutzen
formschlüssig überragt.
Der Außendurchmesser
des Sicherungsringes ist größer als
der Innendurchmesser des Stutzens, wodurch in ausgerastetem Zustand
des Sicherungsringes die gewünschte
Axialsicherung des Steckverbindungsteiles in eingesteckter Position
erzielt wird.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Steckverbindungsteil
auf seiner vom Kastengehäuse
abliegenden Seite mit Steckkontakten zur Verbindung mit einem korrespondierenden
elektrischen Steckverbindungsteil versehen. Hier ist ein weiteres Steckverbindungsteil
mit dem am Kastengehäuse
fixierten Steckverbindungsteil verbindbar. Die beiden, miteinander
zu verbindenden Steckverbindungsteile stellen zueinander korrespondierende
Gegenstücke dar.
Das eine Steckverbindungsteil weist ein Buchsengehäuse und
das andere Steckverbindungsteil ein Steckergehäuse auf.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind über den Umfang von zueinander
korrespondierenden Mantelabschnitten der miteinander zu verbindenden
Steckverbindungsteile verteilt mehrere, axial ausgerichtete Codierstege
und korrespondierende Codiernuten vorgesehen, wobei die einander
zugeordneten Paare von Codierstegen und -nuten jeweils unterschiedliche
Abmessungen in Umfangsrichtung aufweisen. Die unterschiedlichen
Größen der über den
Umfang verteilten Codierstege und -nuten ermöglichen eine positionsgenaue
und eindeutige Ausrichtung der Steckverbindungsteile gegeneinander, bevor
diese axial ineinander gesteckt werden. Dadurch ist gewährleistet,
dass zugehörige
elektrische Steckkontakte exakt axial miteinander kontaktiert werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die korrespondierenden
Mantelabschnitte der Steckverbindungsteile mit aufeinander abgestimmten
axialen Steckprofilierungsabschnitten zum axialen Ineinanderstecken
versehen, und es ist eine Sicherungsklammer vorgesehen, um die zusammengesteckten Steckverbindungsteile
axial aneinander zu sichern. Dadurch ist eine einfache axiale Steckbewegung ausreichend,
um die Steckverbindungsteile miteinander zu kontaktieren und zusammenzustecken.
Die Sicherungsklammer dient als Axialsicherung für die zusammengesteckte Endposition
der Steckverbindungsteile.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Sicherungsklammer
zwei zueinander beabstandete Schenkel auf, die mehrfach gekröpfte Schenkelenden
umfassen. Die gekröpften
Schenkelenden können
dazu dienen, diese durch ein zusätzliches
flexibles Verbindungsmittel wie einem Kabelbinder oder ähnlichem
miteinander zu verbinden. Hierdurch wird eine Sicherung gegen unbeabsichtigtes Öffnen der
Sicherungsklammer erzielt. Die Sicherungsklammer ist vorzugsweise
bügelförmig ausgeführt.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie
aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.
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1 zeigt
in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 einen
vergrößerten Ausschnitt II der Vorrichtung
nach 1 und
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3 die
Vorrichtung nach 1 in anderer perspektivischer
Ausrichtung.
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Ein
in 1 und 3 ausschnittsweise dargestelltes,
elektrisches Verteilergehäuse 1 ist fahrzeugfest
an einem Lastkraftwagen oder einem Anhänger oder Auflieger eines derartigen
Lastkraftwagens angeordnet. Es ist aus Kunststoff hergestellt und
weist im Bereich einer Aufnahme oder Öffnung einen einstückig angeformten
Stutzen 1a auf, der von einer Außenseite des Verteilergehäuses 1 aus
nach außen
abragt. Der Stutzen 1a ist im Wesentlichen zylindrisch
gestaltet und definiert eine Steckachse, die mit einer Mittellängsachse
des Stutzens 1a identisch ist. Der Stutzen 1a definiert
eine zylindrische Öffnung oder
Aufnahme für
das Verteilergehäuse 1.
Der Stutzen 1a weist einen im Wesentlichen zylindrischen
Innenmantel auf, der zu einem außenliegenden Stirnrand hin
konisch erweitert ist und so stirnseitig für den Stutzen 1a eine
konische Zentrierschräge 16 bildet.
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In
den Stutzen 1a ist in nachfolgend näher beschriebener Weise ein
Steckverbindungsteil 2 axial einsteckbar. Das Steckverbindungsteil 2 weist
ein Gehäuse
auf, dessen Außenmantel
mit zwei in ihrem Durchmesser zueinander abgestuften zylindrischen Mantelabschnitten
versehen ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Steckverbindungsteil 2 als
elektrisches Steckergehäuse
ausgeführt,
das auf seiner dem Verteilergehäuse 1 abgewandten
Stirnseite mit mehreren stiftförmigen
Steckkontakten versehen ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind
vierzehn stiftförmige
Steckkontakte vorgesehen, so dass sich eine 14-polige Steckverbindung
ergibt. Das Steckverbindungsteil 2 weist einen in Einsteckrichtung
vorderen zylindrischen Mantelabschnitt auf, dessen Außendurchmesser
geringfügig
kleiner ist als der Innendurchmesser der zylindrischen Mantelfläche des
Stutzens 1a. Eine in Richtung der Steckachse gesehene axiale
Länge dieses
zylindrischen Mantelabschnittes des Steckverbindungsteiles 2 ist
etwas länger
als die axiale Länge
des zylindrischen Mantelabschnittes des Stutzens 1a, so
dass das Steckverbindungsteil 2 in eingesteckter Endposition
gemäß den 1 und 3 zu
einem geringen Teil axial über
einem inneren Stirnrand des Stutzens 1a hinaus in das Innere
des Verteilergehäuses
hineinragt.
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Der
zylindrische Mantelabschnitt des Steckverbindungsteiles 2,
der axial in den Stutzen 1a hineinragt, geht mittels eines
konischen Ringabschnittes 5, der die zu der Zentrierschräge 16 des
Ringflansches 1a korrespondierende Zentrierschräge bildet, in
den zweiten, außenliegenden
zylindrischen Mantelabschnitt größeren Durchmessers über. Dieser zweite,
außenliegende
zylindrische Mantelabschnitt weist einen Durchmesser auf, der größer ist
als der Innendurchmesser des zylindrischen Mantelabschnittes des
Stutzens 1a. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser
dieses zylindrischen Mantelabschnittes identisch zu dem Außendurchmesser
des Stutzens 1a, so dass in eingesteckter Endposition des
Steckverbindungsteiles 2 die Außenfläche des Stutzens 1a und
des größeren zylindrischen
Mantelabschnittes des Steckverbindungsteiles 2 miteinander
fluchten.
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Die
konisch zulaufende Ringprofilierung 5 und die als Gegenstück dienende
konische Profilierung 16 am Stutzen 1a sind derart
aufeinander abgestimmt, dass das Steckverbindungsteil 2 beim
Einstecken in den Stutzen 1a durch die aneinander entlang
gleitenden Zentrierschrägen 5 und 16 konzentrisch
zur Mittellängsachse
des Stutzens 1a zentriert wird. Gleichzeitig definieren
diese konischen Profilierungen 5 und 16 auch einen
axialen Anschlag, um eine axiale Endposition für den eingesteckten Zustand
des Steckverbindungsteiles 2 in den Stutzen 1a zu
definieren. Ergänzend
kann eine umlaufende Ringstufe 4, die an den konischen
Zentrierabschnitt 5 anschließt, als axialer Endanschlag
dienen.
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Um
das Steckverbindungsteil 2 in definierter Ausrichtung in
Umfangsrichtung in dem Verteilergehäuse 1 positionieren
zu können,
ist eine Radialcodierung vorgesehen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel
durch eine Codiernase 14 am Außenmantel des Steckverbindungsteiles 2 und
durch eine korrespondierende Codieraussparung 15 im Bereich des
Stirnrandes des Stutzens 1a gebildet wird. Das Steckverbindungsteil 2 kann
somit lediglich dann in seine eingesteckte Endposition gebracht
werden, wenn bei einem Einsteckvorgang die Codiernase 14 und
die Codieraussparung 5 axial miteinander fluchten, so dass
die Codiernase 14 in die Codieraussparung 15 eintauchen
kann. Die Codieraussparung 15 ist, wie anhand der 2 erkennbar
ist, axial zum Stirnrand des Stutzens 1a hin offen. Die
Abmessungen der Codiernase 14 und der Codieraussparung 15 sind
derart aufeinander abgestimmt, dass sich in Umfangsrichtung und
damit auch radial eine formschlüssige
und zumindest weitgehend spielfreie Ausrichtung ergibt.
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Der
in dem Stutzens 1a befindliche zylindrische Mantelabschnitt
des Steckverbindungsteiles 2 ist in seinem in das Verteilergehäuse 1 in
eingesteckter Endposition hineinragenden Endbereich mit einer umlaufenden
Ringnut versehen, in die ein Sicherungsring 7 in Form eines
Sprengringes, einer Sicherungsklammer oder eines Sicherungsbügels einrastbar
ist. Dieser Sicherungsring 7 dient der Axialsicherung für die eingesteckte
Endposition des Steckverbindungsteiles 2. Beim dargestellten
Ausführungsbeispiel
wird der Sicherungsring 7 durch einen Runddrahtsicherungsring
gebildet. Der zylindrische Mantelabschnitt des Steckverbindungsteiles 2 weist
zudem zwei weitere, parallel zueinander beabstandete Ringnuten auf,
die in eingesteckter Endposition des Steckverbindungsteiles 2 auf
Höhe des
zylindrischen Mantelabschnittes des Stutzens 1a positioniert
sind. In diese Ringnuten sitzt jeweils ein elastischer Dichtring 6,
der den zylindrischen Mantelabschnitt jeweils in Umfangsrichtung
umschließt.
Durch die konische Gestaltung des Steckverbindungsteiles 2 und
des Stutzens 1a an den beschriebenen Profilierungsabschnitten
wird eine exakte Zentrierung bewirkt, so dass ein konzentrischer
Sitz der Dichtringe 6 innerhalb des Stutzens 1a in
eingesteckter Steckposition des Steckverbindungsteiles 2 erzielt
wird.
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Das
Steckverbindungsteil 2 weist auf seiner dem Verteilergehäuse 1 zugewandten
inneren Stirnseite mehrpolige Steckkontakte auf, die als Buchsenkontakte
ausgebildet sind. In diese sind entsprechende Kabelenden einsetzbar,
die in nicht dargestellter Weise im Verteilergehäuse vorgesehen sind. Der Sicherungsring 7 ist
lösbar
in der Ringnut des Steckverbindungsteiles 2 gehalten, so
dass ein einfaches Entfernen des Sicherungsrings 7 ein
Herausnehmen des Steckverbindungsteiles 2 aus dem Stutzen 1a und damit
aus dem Verteilergehäuse 1 ermöglicht.
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Um
an das Steckverbindungsteil 2 ein weiteres Steckverbindungsteil 3 anschließen zu können, ist
das Steckverbindungsteil 3 als Gegenstück zum Steckverbindungsteil 2 ausgeführt. Da
das Steckverbindungsteil 2 beim dargestellten Ausführungsbeispiel
ein Steckergehäuse
umfasst, ist das Steckverbindungsteil 3 mit einem Buchsengehäuse versehen. Hierzu
ist das Buchsengehäuse
mit einer gleichen Anzahl von als Buchsen ausgebildeten Steckkontakten
versehen, wie die Anzahl der als Stifte gestalteten Steckkontakte
des Steckergehäuses
des Steckverbindungsteiles 2.
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Das
Steckergehäuse
des Steckverbindungsteiles 2 wird durch den größeren zylindrischen
Mantelabschnitt des Steckverbindungsteiles 2 gebildet. Wie
anhand der 1 und 3 erkennbar
ist, ist das Steckergehäuse
mit abgestuftem Innenmantelabschnitt versehen. Ein zylindrischer
In nenmantelabschnitt kleineren Durchmessers geht mittels einer Ringstufe 12 in
einen ähnlichen
Mantelabschnitt größeren Durchmessers über. Korrespondierend
hierzu weist das Buchsengehäuse
des Steckverbindungsteiles 3 einen abgestuften, im wesentlichen
zylindrischen Außenmantel
auf. In einem vorderen, zu einer Stirnseite anschließenden zylindrischen
Mantelbereich ist eine Ringnut vorgesehen, in der ein elastischer
Dichtring 10 angeordnet ist. Der elastische Dichtring 10 ragt
radial über
diesen vorderen Außenmantelabschnitt
des Buchsengehäuses
des Steckverbindungsteiles 3 hinaus. Allerdings ist der
Außendurchmesser
dieses Mantelabschnittes und der Außendurchmesser des Dichtringes 10 so
gewählt, dass
dieser Mantelabschnitt und der Dichtring 10 mit Spiel durch
den größeren Innenmantelabschnitt
des Steckergehäuses
hindurch eingesteckt werden können.
Dadurch ist gewährleistet,
dass der elastische Dichtring nicht bereits bei Beginn des Einsteckvorgangs
deformiert und beschädigt
werden kann. Die Dichtwirkung des Dichtringes 10 setzt
somit erst dann ein, wenn dieser vordere Außenmantelabschnitt des Buchsengehäuses des
Steckverbindungsteiles 3 den in Einsteckrichtung hinteren
Innenmantelabschnitt des Steckverbindungsteiles 2 erreicht.
Ab dem Stufenabschnitt 12 bewirkt ein weiteres Einstecken
des Steckverbindungsteiles 3 somit die umlaufende Deformation
des Dichtringes 10 und demzufolge die entsprechende Dichtwirkung.
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Der
an den vorderen Außenmantelabschnitt anschließende, größere zylindrische
Außenmantelabschnitt
des Steckverbindungsteiles 3 ist passgenau auf den vorderen
Innenmantelabschnitt des Steckverbindungsteiles 2 abgestimmt.
Diese zueinander korrespondierende Mantelabschnitte sind mit mechanischen
Codierungen versehen, um eine in Umfangsrichtung definierte Ausrichtung
des Steckverbindungsteiles 3 für einen anschließenden axialen Einsteckvorgang
zu erzielen. Hierfür
sind an dem Außenmantelabschnitt
des Steckverbindungsteiles 3 mehrere Codiernuten 17 versehen,
die in axialer Richtung erstreckt und in Einsteckrichtung nach vorne
hin offen sind. Korrespondierend hierzu sind an den Innenflächen des
Steckergehäuses
des Steckverbindungsteiles 2 Codierstege 18 vorgesehen,
die axial ausgerichtet und in ihrer Breite auf die Breite der korrespondierenden
Codiernuten 17 abgestimmt sind. Einen axialen Endanschlag
für die
eingesteckte Endposition der Steckverbindungsteile 2, 3 bildet eine
Ringkante 19, die am Stirnrand des Steckergehäuses anschlägt.
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Der
zylindrische Außenmantel
des Steckverbindungsteiles 3 ist zudem mit mehreren Umfangsschlitzabschnitten 9 versehen.
In gleicher Weise ist der zylindrische Außenmantel des Steckergehäuses des
Steckverbindungsteiles 2 mit entsprechend in Umfangsrichtung
verlaufenden Aufnahmeschlitzen 9 versehen. Diese dienen
zum Aufnehmen einer bügelartigen
Sicherungsklammer 8, die die eingesteckte Endposition des
Steckverbindungsteiles 3 in dem Steckverbindungsteil 2 axial
sichert. Die bügelartige Sicherungsklammer 8 ist
hierzu an gegenüberliegenden
Seiten nasenartig gebogen, wobei diese Nasen in die entsprechenden
Schlitze eintauchen. Die Sicherungsklammer ist aus einem Federstahl
hergestellt und kann so in die entsprechenden Schlitze einrasten.
Zusätzlich
ist die Sicherungsklammer 8 an ihren freien Schenkelenden
mehrfach quer zur Einsteckrichtung gekröpft. Die so gebildeten gekröpften Schenkelenden 13 können als Ösen oder
Augen vorgesehen sein, um die Schenkelenden 13 durch einen flexiblen
Verbindungsstrang wie einen Kabelbinder oder ähnliches gegeneinander zu fixieren.
Hierdurch wird ein unbeabsichtigtes Lösen der Sicherungsklammer 8 verhindert.
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Um
das Steckverbindungsteil 3 in das Steckverbindungsteil 2 einstecken
zu können,
wird zunächst
in einem ersten Schritt das Buchsengehäuse des Steckverbindungsteiles 3 durch
Drehen so zu dem Steckergehäuse
des Steckverbindungsteiles 2 ausgerichtet, dass sich die
korrespondierenden Codierungen finden und die Gehäuse zueinander
anschnäbeln.
In einem zweiten Schritt erfolgt durch axiales Einstecken des Steckverbindungsteiles 3 in
das Steckverbindungsteil 2 das Zusammenfügen der elektrischen
Buchsen- und Stiftkontakte, ohne dass dieses Zusammenfügen durch
ein äußeres Drehmoment
belastet werden kann. Kurz vor Erreichen der axialen Endposition
trifft der Dichtring 10 im Bereich des Stufenabschnittes 12 auf
seine eigentliche Dichtfläche
am Grund des Steckergehäuses
des Steckverbindungsteiles 2, so dass die Abdichtung erst
im letzten Teil des Einsteckvorgangs erfolgt. Die anschließende axiale
Sicherung durch die Sicherungsklammer 8, deren Nasen in
entsprechenden Nut- oder Schlitzkammern der korrespondierenden Gehäuseabschnitte
einrasten, bewirkt die dauerhafte Verbindung.