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Die Erfindung betrifft eine magnetische Steckverbindung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung, mit einem ersten Steckverbinder und einem zweiten Steckverbinder.
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Aus der
EP 1 537 632 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung von Baugruppen und Modulen, mit einer Stromgebereinheit, die mit elektrischen Kontaktelemente versehen ist, und mit einer Stromnehmereinheit, die mit elektrischen Gegenkontaktelementen versehen ist, bekannt. Zur Kontaktierung der Stromgebereinheit mit der Stromnehmereinheit ist eine mechanische Grobführung und eine magnetische Feinführung vorgesehen. Die magnetische Feinführung wird dadurch bereitgestellt, dass die Stromgebereinheit und die Stromnehmereinheit über Magnetkörper verfügen, die sich gegenseitig anziehen.
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Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es bekannt zur Herstellung einer elektrischen Verbindung einen ersten Steckverbinder und einen zweiten Steckverbinder magnetisch miteinander zu verbinden. Dabei ist es bekannt, dass die Kontaktstellen bzw. die Gegenkontaktstellen selbst magnetisch ausgebildet sind. Alternativ ist es auch bekannt, dass unabhängig von den Kontaktstellen bzw. den Gegenkontaktstellen einer oder mehrere Magnete in dem ersten und dem zweiten Steckverbinder angeordnet sind. Durch eine geeignete Positionierung der Magnete in den Steckverbindern kann dabei auch erreicht werden, dass der erste Steckverbinder mit dem zweiten Steckverbinder nur in einer spezifischen Position verbunden werden kann. Alternativ ist auch eine drehrichtungsunabhängige Verbindung möglich.
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Eine Herausforderung bei der Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem ersten Steckverbinder und einem zweiten Steckverbinder besteht grundsätzlich immer darin, sicherzustellen, dass die vorgesehenen Kontaktstellen und die Gegenkontaktstellen tatsächlich miteinander kontaktieren und somit eine elektrische Verbindung hergestellt ist, wenn der erste Steckverbinder mit dem zweiten Steckverbinder verbunden ist. Probleme ergeben sich dabei insbesondere durch Toleranzen, Wärmeausdehnungen oder eine betriebsbedingte Abnützung. Es ist, insbesondere bei Steckverbindern, die häufiger geöffnet und geschlossen werden, ein bekanntes Problem, dass die elektrische Kontaktierung im Laufe der Zeit unzuverlässiger wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine magnetische Steckverbindung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem ersten Steckverbinder und einem zweiten Steckverbinder zu schaffen, die eine zuverlässige elektrische Kontaktierung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Anspruch 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße magnetische Steckverbindung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung weist einen ersten Steckverbinder mit einer Vorderseite mit einer Vorderwandfläche auf. Die Vorderwandfläche weist drei gegenüber der Vorderwandfläche unbewegliche Kontaktstellen auf, wobei wenigstens eine Kontaktstelle nach vorne über einen die jeweilige Kontaktstelle umgebenden Abschnitt der Vorderwandfläche übersteht. Ferner weist die erfindungsgemäße magnetische Steckverbindung einen zweiten Steckverbinder mit einer Vorderseite mit einer Vorderwandfläche auf. Die Vorderwandfläche weist drei gegenüber der Vorderwandfläche unbewegliche Gegenkontaktstellen auf. Der erste Steckverbinder ist zur Verbindung mit dem zweiten Steckverbinder ausgebildet. Wenigstens einer der Steckverbinder weist wenigstens einen Magneten und der andere Steckverbinder wenigstens ein von dem Magneten magnetisch anziehbares Gegenelement auf.
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Dadurch, dass die magnetische Steckverbindung zwei Steckverbinder aufweist, die erfindungsgemäß jeweils unbewegliche bzw. starre Kontaktstellen/Gegenkontaktstellen aufweisen, lässt sich eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen den beiden Steckverbindern herstellen.
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Die Kraft, um die Verbindung zu schließen, kann über den wenigstens einen Magneten und das wenigstens eine magnetisch anziehbare Gegenelement bereitgestellt werden. Dadurch, dass wenigstens eine Kontaktstelle über den umgebenden Abschnitt in der Vorderwandfläche übersteht kann eine Dreipunktauflage erreicht werden, die sicherstellt, dass selbst beim Vorliegen von üblichen Toleranzen, Wärmedehnungen oder Abnützungen dauerhaft eine zuverlässige Verbindung zwischen den Kontaktstellen und den Gegenkontaktstellen hergestellt wird. Von Vorteil ist dabei unter anderem, dass die beiden Steckverbinder mit geringem mechanischem Aufwand hergestellt und abgedichtet ausgeführt werden können. Die einander zugewandten Oberflächen der Steckverbinder können weitgehend glatt ausgeführt werden und sind damit leicht zu reinigen, insbesondere von magnetischem Staub.
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Um eine elektrische Verbindung mit Hilfe der drei erfindungsgemäßen Kontaktstellen und der Gegenkontaktstellen herzustellen sind keine beweglichen Teile notwendig.
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Einer der Steckverbinder kann beispielsweise mit einem Kabelanschluss und der andere Steckverbinder in ein Gerätegehäuse eingebaut sein. Alternativ dazu können auch beide Seiten über einen Kabelanschluss verfügen oder beide Seiten in jeweils ein Gerätegehäuse eingebaut sein. Eine Verbindung mit einem Kabelanschluss oder ein Einbau in ein Gerätegehäuse ist vorliegend jedoch nicht zwingend.
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Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es den Anpressdruck durch den oder die Magnete sowohl für die Festhaltung der Steckverbindung als auch für die Kontaktkraft der drei einzelnen Kontakte bzw. Kontaktpaare, die durch die Kontaktstellen und die Gegenkontaktstellen gebildet sind, zu nutzen.
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Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass auf eine einzelne Federung der Kontaktstellen und Gegenkontaktstellen verzichtet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Zentrierung der Kontakte über die Magnetkraft erfolgen kann. Alternativ oder ergänzend dazu kann die Zentrierung auch über eine mechanische Einführgeometrie entweder über den Gesamtkontakt oder um die einzelnen Kontakte erfolgen.
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In einer spezifischen Ausführungsform kann es dabei von Vorteil sein, wenn zur Kontaktierung des ersten Steckverbinders mit dem zweiten Steckverbinder eine mechanische Grobführung und eine magnetische Feinführung vorgesehen ist. Die mechanische Grobführung kann dabei durch eine entsprechend angepasste mechanische Einführgeometrie hergestellt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass die die mechanische Grobführung ausbildende mechanische Einführgeometrie die Kontaktstellen und die Gegenkontaktstellen insgesamt radial umfasst. Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass die Abschnitte der Vorderwandflächen, die jeweils die einzelnen Kontaktpaare umgeben, eine aneinander angepasste Form aufweisen, so dass jedes Kontaktpaar eine eigene mechanische Einführgeometrie aufweist.
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Von Vorteil ist es, wenn sich der wenigstens eine Magnet und das wenigstens eine Gegenelement gegenüberliegen, wenn der erste Steckverbinder mit dem zweiten Steckverbinder verbunden ist.
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Von Vorteil kann es dabei auch sein, wenn der wenigstens eine Magnet symmetrisch oder außermittig, vorzugsweise nur leicht außermittig, besonders bevorzugt weniger als 10 mm außermittig, zu dem Mittelpunkt der Vorderseite und/oder der Vorderwandfläche des Steckverbinders angeordnet ist. Eine leichte bzw. geringfügig versetzte Anordnung des Magneten kann von Vorteil sein, um einer einseitigen Belastungen, zum Beispiel bei Kabelwinkelsteckern, entgegenzuwirken.
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Grundsätzlich kann es von Vorteil sein, den Magnet zentral anzuordnen. Bei einer Anordnung von mehreren Magneten kann es von Vorteil sein, diese radial um den Mittelpunkt verteilt anzuordnen.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Gegenelement als Magnet ausgebildet und/oder aus einem weichmagnetischen Material und/oder aus einem selbst nicht-permanentmagnetischen Material hergestellt ist.
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Die Ausbildung des Gegenelements als Magnet hat den Vorteil, dass besonders hohe Haltekräfte realisiert werden können. Die Ausbildung des Gegenelements aus einem weichmagnetischen Material kann, insbesondere wenn das Gegenelement im medizinischen Bereich in einem Steckverbinder eines Kabelanschlusses verwendet wird, den Vorteil haben, dass keine Störungen verursacht werden, wenn sich der Kabelanschluss versehentlich löst und auf die Brust eines Menschen mit einem Herzschrittmacher fällt.
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Von Vorteil ist es, wenn die drei Kontaktstellen des ersten Steckverbinders derart angeordnet sind, dass diese mit den drei Gegenkontaktstellen des zweiten Steckverbinders eine Verbindung herstellen, wenn der erste Steckverbinder mit dem zweiten Steckverbinder verbunden ist.
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Vorgesehen sein kann, dass jeweils eine Kontaktstelle des ersten Steckverbinders mit einer Gegenkontaktstelle des zweiten Steckverbinders ein Kontaktpaar bildet, wobei wenigstens ein Kontaktpaar zur Herstellung einer elektrischen Verbindung bzw. zur Übertragung eines elektrischen Signals (eingeschlossen einer Stromübertragung) ausgebildet ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Kontaktpaare zur Herstellung einer elektrischen Verbindung bzw. zur Übertragung eines elektrischen Signals ausgebildet sind. Besonderes von Vorteil ist es, wenn alle drei durch die unbeweglichen Kontaktstellen und die unbeweglichen Gegenkontaktstellen gebildeten Kontaktpaare zur Herstellung einer elektrischen Verbindung bzw. zur Übertragung eines elektrischen Signals ausgebildet sind.
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Der Erfinder hat erkannt, dass es zur Herstellung einer zuverlässigen Verbindung von besonderem Vorteil ist, Magnethaltekräfte mit einer Dreipunktauflage zu kombinieren und die Dreipunktauflage gegenüber dem Gehäuse des jeweiligen Steckverbinders und/oder gegenüber der jeweiligen Vorderwandfläche, in der die Kontaktstellen bzw. die Gegenkontaktstellen angeordnet sind, unbeweglich auszugestalten. Wenn in spezifischen Anwendungen keine drei elektrischen Übertragungspunkte gefordert sind, kann einer oder zwei der drei Kontaktpaare durch elektrisch nicht-kontaktierende Auflagepunkte, beispielsweise aus Kunststoff, ersetzt werden. Dabei wird die Dreipunktauflage beibehalten, allerdings sind nicht mehr alle Kontaktstellen/Gegenkontaktstellen zur Übertragung einer elektrischen Verbindung ausgebildet.
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Von Vorteil ist es, wenn die mechanische Verbindung zwischen dem ersten Steckverbinder und dem zweiten Steckverbinder ausschließlich bzw. nur über die Magnetkraft erfolgt.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die drei Kontaktstellen des ersten Steckverbinders und/oder die drei Gegenkontaktstellen des zweiten Steckverbinders so nach vorne über die Vorderwandfläche überstehen, dass sich die Steckverbinder im gesteckten Zustand über die Kontaktstellen und die Gegenkontaktstellen berühren und zwischen den sich gegenüberliegenden Vorderwandflächen ein Spalt verbleibt. Die Gehäuseausführung der Steckverbinder erfolgt vorzugsweise so, dass die drei unbeweglichen Kontaktstellen/Gegenkontaktstellen aufeinander aufliegen und die beiden Gehäuseteile der Steckverbinder sich im Wirkungsbereich bzw. zumindest im Wirkungsbereich der drei Kontaktpaare nicht berühren. Dies kann in einer besonders einfachen Ausführungsformen auch dadurch erreicht werden, dass nur eine oder zwei Kontaktstellen des ersten Steckverbinder und/oder eine oder zwei Gegenkontaktstellen des zweiten Steckverbinders nach vorne über die Vorderwandfläche überstehen. Besonders von Vorteil ist es jedoch, wenn alle drei Kontaktstellen bzw. Gegenkontaktstellen über die umgebenden Abschnitte der jeweiligen Vorderwandfläche überstehen bzw. von jedem Kontaktpaar zumindest die Kontaktstelle oder die Gegenkontaktstelle übersteht. Dabei ist unter einem Überstehen über die Vorderwandflächen zu verstehen, dass die Kontaktstelle und die Gegenkontaktstelle eines Kontaktpaares insgesamt über die jeweiligen Vorderwandflächen bzw. den das Kontaktpaar umgebenden Abschnitt der Vorderwandfläche überstehen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass sowohl die Kontaktstelle als auch die Gegenkontaktstelle übersteht. Dies kann jedoch auch erreicht werden, indem nur die Kontaktstelle oder die Gegenkontaktstelle übersteht und der jeweilige Gegenpart bündig oder aber auch gegenüber der zugeordneten Vorderwandfläche zurückversetzt ist. Bei einem Zurückversetzen gegenüber der zugeordneten Vorderwandfläche ist dann erfindungsgemäß vorgesehen, dass die überstehende Kontaktstelle/Gegenkontaktstelle entsprechend weiter über die zugeordnete Vorderwandfläche hinausragt, um einerseits das zurückversetzte Wegstück seines Gegenparts zu kompensieren und andererseits für einen Überstand über die Vorderwandfläche zu sorgen.
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Ein Zurückversetzen einer Kontaktstelle oder einer Gegenkontaktstelle kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn dadurch eine mechanische Einführgeometrie bzw. eine mechanische Grobführung hergestellt werden soll.
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Letztendlich geht es im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung darum, sicherzustellen, dass die Kontaktstellen/Gegenkontaktstellen gegenüber den Vorderwandflächen so gestaltet sind, dass die Kontaktstellen/Gegenkontaktstellen im gesteckten Zustand aufeinanderliegen, während die Vorderwandflächen bzw. gegebenenfalls auch die Vorderseiten/Vorderwände und/oder die Gehäuse der Steckverbinder auf Abstand zueinander angeordnet sind, d. h. im gesteckten Zustand ein Spalt vorhanden ist, den die drei Kontaktpaare überbrücken.
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Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass sowohl ein oder mehrere Kontaktstellen als auch ein oder mehrere Gegenkontaktstellen über die zugeordneten Vorderwandflächen überstehen. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass der jeweilige Gegenpart flach oder zurückversetzt in seiner Vorderwandfläche aufgenommen ist. Dadurch, dass sowohl Kontaktstellen als auch Gegenkontaktstellen überstehen, wird eine spezifische Verbindungsgeometrie vorgegeben und somit eine ungewollte bzw. falsche Verbindung der beiden Steckverbinder vermieden.
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Von Vorteil kann es sein, wenn bei wenigstens einem Steckverbinder wenigstens der Teil der Vorderseite, der durch die Vorderwandfläche gebildet ist, welche die Kontaktstellen oder die Gegenkontaktstellen umfasst, gegenüber einem Gehäuse des jeweiligen Steckverbinders beweglich angeordnet ist.
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Von Vorteil ist eine mechanische Entkopplung der Vorderwandflächen bzw. der Kontaktstellen/Gegenkontaktstellen, welche von den Vorderwandflächen aufgenommen sind, insbesondere dann, wenn wenigstens einer der Steckverbinder in ein größeres Bauteil eingebaut ist. Die bewegliche Anordnung ermöglicht es, dass sich die Kontaktstellen und die Gegenkontaktstellen selbst dann selbständig aufgrund der Magnetkräfte finden, wenn das größere Bauteil, in welches der Steckverbinder integriert ist, Toleranzen aufweist. Eine mechanische Entkopplung der Verbindungsstellen durch einen elastischen Balg hat sich als besonders geeignet herausgestellt. Der elastische Balg kann dabei auf mindestens einer Seite der Steckverbindung ausgebildet sein.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass wenigstens der die Kontaktstellen oder die Gegenkontaktstellen umfassende Teil der Vorderwandfläche wenigstens eines der Steckverbinder in einer elastischen Wand oder einem elastischen und/oder flexiblen Balg, vorzugsweise einem Faltenbalg, aufgenommen ist.
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Der Balg kann dabei radial um die Kontaktstellen bzw. Gegenkontaktstellen angeordnet sein.
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Von Vorteil kann es sein, wenn die drei Kontaktstellen und/oder die Gegenkontaktstellen jeweils symmetrisch um den Mittelpunkt der Vorderseite und/oder der Vorderwandfläche des jeweiligen Steckverbinders angeordnet sind.
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Eine symmetrische Anordnung hat den Vorteil, dass der erste Steckverbinder mit dem zweiten Steckverbinder drehrichtungsunabhängig verbunden werden kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die elektrische Kontaktierung drehrichtungsunabhängig möglich sein soll.
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In einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die drei Kontaktstellen und/oder die Gegenkontaktstellen jeweils asymmetrisch, vorzugsweise leicht asymmetrisch zu dem Mittelpunkt der Vorderseite und/oder der Vorderwandfläche des jeweiligen Steckverbinders angeordnet sind. Dadurch wird erreicht, dass der erste Steckverbinder mit dem zweiten Steckverbinder nur in einer spezifischen Ausrichtung verbunden und somit eine spezifische elektrische Verbindung hergestellt werden kann.
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In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass ergänzend zu den drei unbeweglichen bzw. festen Kontaktpaaren weitere (zusätzliche) gefedert oder elastisch gelagerte Einzelkontaktpunkte hinzukommen. Dadurch ist es möglich, mehr als nur drei elektrische Verbindungen herzustellen. In diesem Fall ist jedoch eine gefederte oder elastische Lagerung der zusätzlichen Einzelkontaktpunkte von Vorteil. Vorgesehen sein kann dabei, dass der erste Steckverbinder und korrespondierend hierzu der zweite Steckverbinder jeweils wenigstens einen zusätzlichen gefedert oder elastisch gelagerten Einzelkontaktpunkt aufweist. Es können beliebig viele zusätzliche Einzelkontaktpunkte vorgesehen sein.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Magnet und das wenigstens eine Gegenelement derart ausgebildet sind, dass diese das Gewicht des ersten Steckverbinders und/oder des zweiten Steckverbinders tragen. Alternativ oder ergänzend dazu kann auch ein zusätzlicher Haltemagnet vorgesehen sein, der vorzugsweise mit einem Gegenhaltemagnet in dem jeweils anderen Steckverbinder zusammenwirkt, um das Gewicht des ersten Steckverbinders und/oder des zweiten Steckverbinders zu tragen. Diese Varianten sind insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Verwendung der Steckverbinder vorgesehen ist, bei der diese waagrecht bzw. schräg bzw. senkrecht eingesetzt werden und es von Vorteil ist, wenn die Magnethaltekraft so stark ist, dass das Gewicht der Steckverbinder bzw. gegebenenfalls auch deren Gehäuses oder eines Gerätegehäuses mitgehalten wird.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der erste Steckverbinder und/oder der zweite Steckverbinder Teil eines Gerätegehäuses ist. Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass der erste Steckverbinder und/oder der zweite Steckverbinder Teil eines Kabelanschlusses ist. Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass der erste Steckverbinder oder der zweite Steckverbinder Teil eines Gerätegehäuses und der jeweils andere Steckverbinder Teil eines Kabelanschlusses ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich insbesondere zur Verwendung für abnehmbare Geräteelemente mit kurzfristiger oder längerer Eigenstromversorgung (z. B. Kondensatoren, Batterien oder Akkus). Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Die Erfindung eignet sich für alle technischen Bauteile, bei denen es auf eine zuverlässige Kontaktierung ankommt.
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In einer besonderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der erste Steckverbinder und der zweite Steckverbinder jeweils mehrere relativ zueinander bewegliche Vorderwandflächen aufweisen, wobei die Vorderwandflächen jeweils drei gegenüber der Vorderwandfläche unbewegliche Kontaktstellen oder Gegenkontaktstellen aufweisen. Dadurch ist es möglich, unter Anwendung desselben Prinzips eine große Anzahl von Kontaktpaaren bereitzustellen. In diesem Fall kann es von Vorteil sein, wenn die Vorderwandflächen, die die Kontaktstellen bzw. die Gegenkontaktstellen aufnehmen, jeweils beweglich gelagert sind, vorzugsweise unter Verwendung eines elastischen Balgs, insbesondere eines elastischen Faltenbalgs.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben aus den in der Zeichnung prinzipmäßig darstellten Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf eine Vorderseite eines ersten Steckverbinders;
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2 einen Schnitt nach der Linie II-II der 1 durch einen ersten Steckverbinder;
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3 eine Draufsicht auf die Vorderseite eines zweiten Steckverbinders;
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4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der 3 durch einen zweiten Steckverbinder;
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5 eine vergrößerte Darstellung einer Kontaktstelle eines ersten Steckverbinders und einer Gegenkontaktstelle eines zweiten Steckverbinders, die gemeinsam ein Kontaktpaar bilden;
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6 eine zu 5 alternative Ausgestaltung eines Kontaktpaares;
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7 eine mögliche Ausführungsvariante des ersten und des zweiten Steckverbinders, wobei der zweite Steckverbinder Teil eines Gerätes und der erste Steckverbinder Teil eines Kabelanschlusses ist;
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8 eine prinzipmäßige Darstellung einer Ausführungsform, bei der die Vorderwandfläche eines der Steckverbinder in einem flexiblen Balg aufgenommen ist, in einer Darstellung vor der Verbindung des ersten Steckverbinders mit dem zweiten Steckverbinder; und
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9 eine Darstellung gemäß 8, wobei der erste Steckverbinder mit dem zweiten Steckverbinder verbunden ist.
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Die 1 bis 4 zeigen eine magnetische Steckverbindung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung. Magnetische Steckverbindungen sind im Grundsatz allgemein bekannt, weshalb nachfolgend nur auf die erfindungswesentlichen Merkmale näher eingegangen wird.
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Im Ausführungsbeispiel ist ein erster Steckverbinder 1 mit einer Vorderseite 2 vorgesehen. Die Vorderseite 2 bildet dabei eine Vorderwandfläche 3 aus. Die Vorderwandfläche 3 kann die gesamte Vorderseite 2 umfassen. Möglich ist es jedoch auch, dass die Vorderwandfläche 3 nur einen Teilbereich der Vorderseite 2 umfasst. Alle nachfolgend beschriebenen Merkmale geltend für beide Varianten.
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Vorgesehen ist, dass die Vorderwandfläche 3 drei gegenüber der Vorderwandfläche 3 unbewegliche Kontaktstellen 4 aufweist. Wenigstens eine Kontaktstelle 4 steht nach vorne über einen die jeweilige Kontaktstelle 4 umgebenden Abschnitt 300 über. Dies ist insbesondere aus den 2, 5 und 7 gut ersichtlich. Es ist dabei auch möglich, dass die Kontaktstelle 4 über die gesamte Vorderwandfläche 3 übersteht. Im Ausführungsbeispiel kann dabei auch vorgesehen sein, dass zwei oder vorzugsweise alle drei Kontaktstellen 4 über einen diese jeweils umgebenden Abschnitt 300 oder sogar über die gesamte Vorderwandfläche 3 überstehen.
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Wie sich insbesondere aus den 3 und 4 ergibt, weist die magnetische Steckverbindung des Weiteren einen zweiten Steckverbinder 6 auf. Der zweite Steckverbinder 6 weist eine Vorderseite 7 mit einer Vorderwandfläche 8 auf. Die Vorderwandfläche 8 weist drei gegenüber der Vorderwandfläche 8 unbewegliche Gegenkontaktstellen 9 auf. Hinsichtlich der Gestaltung der Vorderwandfläche 8 wird auf die Ausführungen zu dem ersten Steckverbinder 1 verwiesen. Die dort genannten Merkmale können auch bei dem zweiten Steckverbinder 6 realisiert werden.
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Der erste Steckverbinder 1 ist zur Verbindung mit dem zweiten Steckverbinder 6 ausgebildet.
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Jeweils eine Kontaktstelle 4 und eine Gegenkontaktstelle 9 bildet ein Kontaktpaar. Im gesteckten Zustand der Steckverbinder 1, 6 ist vorgesehen, dass die Kontaktstellen 4 auf den jeweils zugeordneten Gegenkontaktstellen 9 aufliegen. Die jeweiligen Kontaktpaare sind also geschlossen. Zwischen den sich gegenüberliegenden Vorderwandflächen 3, 8 soll dabei ein Spalt verbleiben. Hierzu ist vorgesehen, dass bei wenigstens einem, vorzugsweise bei zwei, besonders bevorzugt bei allen drei Kontaktpaaren die Kontaktstellen 4/Gegenkontaktstellen 9 so über die Vorderwandflächen 3, 8 überstehen, dass sich die Vorderwandflächen 3, 8 zumindest im Wirkungsbereich der Kontaktpaare nicht berühren.
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Vorgesehen ist, dass wenigstens einer der Steckverbinder 1, 6 über wenigstens einen Magneten 10 verfügt. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der erste Steckverbinder 1 über einen Magneten 10 verfügt. Optional kann der Steckverbinder 1 auch mehrere Magnete 10 aufweisen. Der zweite Steckverbinder 6 verfügt über ein magnetisch anziehbares Gegenelement 11. Optional kann der Steckverbinder 6 auch mehrere Gegenkontaktelemente 11 aufweisen. Dabei kann es sich beispielsweise um ein selbst nicht-permanentmagnetisches, vorzugsweise weichmagnetisches Material handeln. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das magnetisch anziehbare Gegenelement 11 selbst ein Magnet ist. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das magnetisch anziehbare Gegenelement 11 als Magnet ausgebildet ist.
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Wie sich aus den 1 bis 4 ergibt, ist vorgesehen, dass sich der wenigstens eine Magnet 10 und das ebenfalls als Magnet ausgebildete Gegenelement 11 gegenüberliegen, wenn der erste Steckverbinder 1 mit dem zweiten Steckverbinder 6 verbunden ist. Dabei sind auch die Kontaktstellen 4 des ersten Steckverbinders 1 derart angeordnet, dass diese mit den Gegenkontaktstellen 9 des zweiten Steckverbinders 6 eine Verbindung herstellen, wenn der erste Steckverbinder 1 mit dem zweiten Steckverbinder 6 verbunden ist.
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Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Magnet 10 und das Gegenelement 11 mittig in der Vorderseite 2, 7 des jeweiligen Steckverbinders 1, 6 angeordnet sind. Dabei ist auch eine mittige Anordnung gegenüber der entsprechenden Vorderwandfläche 3, 8 vorgesehen.
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Nachdem die Vorderwandflächen 3, 8 nicht mit den Vorderseiten 2, 7 deckungsgleich sein müssen, kann auch vorgesehen sein, dass der Magnet 10 und das Gegenelement 11 nur gegenüber der jeweiligen Vorderwandfläche 3, 8 mittig bzw. symmetrisch angeordnet ist. Vorgesehen sein kann dabei auch eine vorzugsweise leicht asymmetrische Anordnung.
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Jeweils eine Kontaktstelle 4 des ersten Steckverbinders 1 kann – wie bereits erwähnt – mit einer Gegenkontaktstelle 9 des zweiten Steckverbinders ein Kontaktpaar bilden. Dabei kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Kontaktpaar zur Herstellung einer elektrischen Verbindung ausgebildet ist. Vorzugsweise sind wenigstens zwei Kontaktpaare, besonders bevorzugt alle drei Kontaktpaare, zur Herstellung einer elektrischen Verbindung bzw. zur Signalübertragung (eingeschlossen Stromübertragung) ausgebildet.
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Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die drei Kontaktstellen 4 des ersten Steckverbinders 1 und/oder die drei Gegenkontaktstellen 9 des zweiten Steckverbinders 6 so nach vorne über die Vorderwandflächen 3, 8 überstehen, dass sich die Steckverbinder 1, 6 im gesteckten Zustand über die Kontaktstellen 4 und die Gegenkontaktstellen 9 berühren und zwischen den sich gegenüberliegenden Vorderwandflächen 3, 8 ein Spalt verbleibt.
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Zur Herstellung einer Dreipunktverbindung zwischen dem ersten Steckverbinder 1 und dem zweiten Steckverbinder 6 kann es gegebenenfalls ausreichend sein, wenn nur eine Kontaktstelle und/oder die zugeordnete Gegenkontaktstelle nach vorne über die zugeordnete Vorderwandfläche 3, 8 übersteht. Auch dadurch lässt sich gegebenenfalls erreichen, dass sich die Steckverbinder 1, 6 im gesteckten Zustand nur über die Kontaktstellen 4 und die Gegenkontaktstellen 9 berühren und zwischen den sich gegenüberliegenden Vorderwandflächen 3, 8 ein Spalt verbleibt.
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Zur Herstellung einer Dreipunktverbindung über die Kontaktstellen 4 und die Gegenkontaktstellen 9 genügt es, wenn die jeweiligen Kontaktstellen 4/Gegenkontaktstellen 9 insgesamt über die Vorderwandflächen 3, 8 bzw. die unmittelbar umgebenden Abschnitte 300/800 überstehen. So ist es zum Beispiel möglich, wie in 6 dargestellt, dass die Kontaktstelle 4 gegenüber der sie umgebenden Vorderwandfläche 3 zurückversetzt ist, wenn zum Ausgleich die Gegenkontaktstelle 9 entsprechend weit über deren zugeordnete Vorderwandfläche 8 übersteht. Insgesamt ergibt sich, wie in 6 dargestellt, dass die Kontaktstellen 4 und die Gegenkontaktstellen 9 über die zugeordneten Vorderwandflächen 3, 8 soweit überstehen, dass zwischen den Vorderwandflächen 3, 8 ein Spalt verbleibt. Des Weiteren zeigt 6, dass die Kontaktstelle 4 über den Abschnitt 300, der diese unmittelbar umgibt, übersteht, während die Gegenkontaktstelle 9 mit dem Abschnitt 800 in einer Ebene angeordnet ist. Dies ergibt sich aus der Wölbung der Vorderseite der Kontaktstelle 4.
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5 zeigt eine besonders einfache Ausgestaltung, bei der die Kontaktstelle 4 sowohl über den sie umgebenden Abschnitt 300 als auch über die Vorderwandfläche 3 übersteht. Die Gegenkontaktstelle 9 liegt dabei in einer Ebene mit dem diese umgebenden Abschnitt 800 bzw. ihrer Vorderwandfläche 8. Dies ist jedoch optional. Die Gegenfläche 9 kann auch über den Abschnitt 800 und/oder die Vorderwandfläche 8 überstehen. Die Gegenfläche 9 kann optional auch gegenüber dem Abschnitt 800 und/oder der Vorderwandfläche 8 zurückversetzt sein, wenn in diesem Fall die Kontaktstelle 4 soweit über den Abschnitt 300 und/oder die Vorderwandfläche 3 übersteht, dass das zurückversetzte Wegstück der Gegenkontaktstelle 9 kompensiert wird und insgesamt noch ein Überstand verbleibt, so dass im gesteckten Zustand der Steckverbinder 1, 6 zwischen den sich gegenüberliegenden Vorderwandflächen 3, 8 zumindest im Bereich bzw. im Wirkungsbereich der Kontaktstelle 4 und der Gegenkontaktstelle 9 ein Abstand zwischen den Vorderwandflächen 3, 8 verbleibt.
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In dem in 5 dargestellten Schnitt ist auf eine Darstellung eines Magneten 10 und des Gegenelements 11 verzichtet worden. Diese sind jedoch vorgesehen.
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Wie sich aus den Figuren ergibt, ist der Magnet 10 und das Gegenelement 11 in dem jeweiligen Steckverbinder 1, 6 derart angeordnet, dass sich diese mit gegensätzlicher Polarität gegenüberliegen, wenn die Steckverbinder 1, 6 miteinander verbunden sind.
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Von Vorteil ist es, wenn der wenigstens eine Magnet 10 und das wenigstens eine Gegenelement 11 derart ausgebildet sind, dass diese das Gewicht des ersten Steckverbinders 1 und/oder des zweiten Steckverbinders 6 tragen. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Steckverbinder 1, 6 in einer zueinander waagrechten oder schrägen oder senkrechten Position miteinander verbunden werden. Durch eine entsprechend starke Auslegung des Magneten kann sich somit ein zusätzlicher Nutzen durch die Magnethaltekraft zum Halten des ersten Steckverbinders 1 und/oder des zweiten Steckverbinders 6 ergeben.
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Optional kann ein zusätzlicher Haltemagnet 12 und gegebenenfalls ein Gegenhaltemagnet 13 vorgesehen sein, um das Gewicht des ersten Steckverbinders 1 und/oder des zweiten Steckverbinders 6 zu tragen. Ein Haltemagnet 12 und ein Gegenhaltemagnet 13 sind in 7 beispielhaft dargestellt. Die Anordnung erfolgt derart, dass sich der Haltemagnet 12 und der Gegenhaltemagnet 13 gegenseitig anziehen. Anstelle des Haltemagneten 12 oder des Gegenhaltemagneten 13 kann auch ein entsprechendes weichmagnetisches Material bzw. ein selbst nicht-permanentmagnetisches Material Verwendung finden. Vorgesehen sein können auch mehrere Haltemagnete 12 und Gegenhaltemagnete 13 bzw. entsprechende weichmagnetische Materialien.
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Von Vorteil kann es sein, wenn der oder die Magnete 10 und der oder die Gegenhalteelemente 11 bzw. der oder die zusätzlichen Haltemagnete 12 und der oder die zusätzlichen Gegenhaltemagnete 13 (oder ein entsprechendes weichmagnetisches Material) derart ausgebildet sind, dass nicht nur das Gewicht eines ersten Steckverbinders 1 und/oder des zweiten Steckverbinders 6 getragen werden können, sondern auch das Gewicht eines Gehäuses 16 des ersten Steckverbinders 1 und/oder eines Gehäuses 17 des zweiten Steckverbinders 6. Optional kann auch vorgesehen sein, dass die vorgenannten Magnete einzeln oder in Kombination miteinander derart ausgelegt sind, dass auch ein an den Steckverbindern 1, 6 angebrachter Kabelanschluss 100 und/oder ein Gerätegehäuse 600 gehalten wird, insbesondere auch bei einer Verwendung der Steckverbinder 1, 6 in einer waagrechten oder schrägen oder senkrechten Anordnung.
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7 zeigt eine Ausgestaltung, bei der zweite Steckverbinder 6 Teil eines Gerätegehäuses 600 ist, während der erste Steckverbinder 1 Teil eines Kabelanschlusses 100 ist. Grundsätzlich können auch beide Steckverbinder 1, 6 Teil eines Gerätegehäuses 600 oder Teil eines Kabelanschlusses 100 sein. Des Weiteren kann auch der zweite Steckverbinder 6 Teil eines Kabelanschlusses 100 und der erste Steckverbinder 1 Teil eines Gerätegehäuses 600 sein.
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In nicht näher dargestellter Weise kann vorgesehen sein, dass der erste Steckverbinder 1 und korrespondierend hierzu der zweite Steckverbinder 6 jeweils wenigstens einen zusätzlichen gefedert oder elastisch gelagerten Einzelkontaktpunkt aufweisen. Alternativ kann es sich auch um wenigstens einen zusätzlichen Mehrfachkontaktpunkt handeln. Dadurch lässt sich ohne Beeinträchtigung der Dreipunktlagerung ein viertes oder weiteres Kontaktpaar realisieren. Es kann dabei ausreichend sein, wenn entweder der zusätzliche vierte Einzelkontaktpunkt des ersten Steckverbinders 1 oder der zusätzliche Einzelkontaktpunkt des zweiten Steckverbinders 6 gefedert oder elastisch gelagert ist. Von Vorteil ist es jedoch, wenn beide Einzelkontaktpunkte gefedert oder elastisch gelagert sind. Es kann eine beliebige Anzahl von zusätzlichen gefedert oder elastisch gelagerten Einzelkontaktpunkten vorgesehen sein.
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Von Vorteil ist es, wenn zur Kontaktierung des ersten Steckverbinders 1 mit dem zweiten Steckverbinder 6 eine mechanische Grobführung 15 und eine magnetische Feinführung vorgesehen ist. In 6 und in den 8 und 9 ist eine mögliche Ausgestaltung einer mechanischen Grobführung 15 dargestellt. Eine magnetische Feinführung ergibt sich durch den verwendeten Magnet 10 bzw. die Magnete 10 und die entsprechenden Gegenelemente 11, gegebenenfalls auch über die Haltemagnete 12 und die Gegenhaltemagnete 13.
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Die mechanische Grobführung 15 kann durch eine an den ersten Steckverbinder 1 und den zweiten Steckverbinder 6 angepasste mechanische Einführgeometrie ausgebildet sein. Vorgesehen sein kann, dass die mechanische Grobführung 15 durch eine mechanische Einführgeometrie ausgebildet ist, die die Kontaktstellen 4 und die Gegenkontaktstellen 9 insgesamt radial umfasst, so wie dies in den 8 und 9 dargestellt ist. Alternativ oder ergänzend dazu kann die mechanische Grobführung 15 auch dadurch realisiert werden, dass einer oder mehrere Abschnitte 300/800 der Vorderwandflächen 3, 8, die die jeweils einzelnen Kontaktpaare umgeben, eine einander angepasste Form aufweisen, so dass jedes Kontaktpaar eine eigene mechanische Einführgeometrie aufweist. Dies ist beispielhaft in der 6 dargestellt.
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Von Vorteil ist es, wenn bei wenigstens einem Steckverbinder 1, 6 wenigstens der Teil der Vorderseite 2, 7, der durch die Vorderwandfläche 3, 8 gebildet ist, welche die Kontaktstellen 4 oder die Gegenkontaktstellen 9 umfasst, gegenüber einem Gehäuse 16, 17 des jeweiligen Steckverbinders 1, 6 beweglich angeordnet ist. Die 8, 9 zeigen eine möglicher Variante dieser Ausgestaltung. Dabei ist der zweite Steckverbinder 6 derart gestaltet, dass die Vorderwandfläche 8, in welcher die Gegenkontaktstellen 9 unbeweglich eingelassen sind, gegenüber dem Gehäuse 17 des zweiten Steckverbinders 6 beweglich angeordnet ist. Dies wird in den 8 und 9 dadurch erreicht, dass der die Gegenkontaktstellen 9 umfassende Teil der Vorderwandfläche 8 in einem elastischen Balg 14, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel um einen Faltenbalg handelt, aufgenommen ist. Alternativ oder ergänzend kann auch der Steckverbinder 1 mit einer derartigen Ausgestaltung versehen sein.
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Durch den Balg 14 lässt sich eine mechanische Entkopplung erreichen. Eine derartige Ausgestaltung eignet sich insbesondere dann, wenn eine oder beide Steckverbinder 1, 6 in größere Bauteile eingebaut sind, so wie dies in den 8 und 9 angedeutet ist.
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Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die drei Kontaktstellen 4 und die Gegenkontaktstellen 9 jeweils symmetrisch um den Mittelpunkt der Vorderseite 2, 7 und der Vorderwandfläche 3, 8 des jeweiligen Steckverbinders 1, 6 angeordnet sind. Bei einer symmetrischen Anordnung der Kontaktstellen 4 und der Gegenkontaktstellen 9 lässt sich eine drehrichtungsunabhängige Kontaktierung zwischen dem ersten Steckverbinder 1 und dem zweiten Steckverbinder 6 erreichen. Alternativ dazu kann auch eine asymmetrische, vorzugsweise eine nur leicht asymmetrische Anordnung vorgesehen sein.
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Dadurch lässt sich erreichen, dass der erste Steckverbinder 1 mit dem zweiten Steckverbinder 6 nur in einer definierten Position verbunden werden kann. Optional kann auch noch entsprechende mechanische Einführgeometrie bzw. eine entsprechende mechanische Grobführung vorgesehen sein.
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In nicht näher dargestellter Weise kann vorgesehen sein, dass der erste Steckverbinder 1 und der zweite Steckverbinder 6 jeweils mehrere relativ zueinander bewegliche Vorderwandflächen 3, 8 aufweisen, wobei die jeweiligen Vorderwandflächen 3, 8 jeweils drei gegenüber der zugeordneten Vorderwandfläche 3, 8 unbewegliche Kontaktstellen 4 oder Gegenkontaktstellen 9 aufweisen. Dadurch können unter Verwendung desselben Konzepts magnetische Steckverbindungen mit einer größeren Anzahl an Kontaktstellen 4/Gegenkontaktstellen 9 geschaffen werden. Hierzu kann es von Vorteil sein, wenn die jeweiligen Vorderwandflächen bzw. zumindest eine Vorderwandfläche eine Vorderwandflächenpaares 3, 8 in einer elastischen Wand oder einem elastischen Balg, so wie beispielsweise in 8 und 9 dargestellt, gehalten sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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