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Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem mit einer Energieversorgungsleiste und einem Stecker.
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Der Anschluss ortsveränderlicher Verbraucher im Haushalt und in der Industrie erfolgt herkömmlicherweise über die in DIN VDE 0620-1 genormten Steckverbindungen. Dabei handelt es sich um herkömmliche Steckdosen mit oder ohne Schutzkontakt, in die passende Stecker, die endseitig an ein Anschlusskabel des jeweiligen Verbrauchers angebunden sind, eingesteckt werden.
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Ein wesentlicher Nachteil dieser Art der Steckverbindung liegt in der zahlenmäßigen Begrenzung der anschließbaren Geräte durch die Vorinstallation der Steckdosen. Bei der Vorinstallation wird versucht, die Position und die Anzahl der elektrischen Verbraucher in einem Raum vorherzusehen und eine entsprechende Anzahl an Steckdosen in den jeweiligen Bereichen zu installieren. In vielen Fällen entwickelt sich der tatsächliche Bedarf jedoch anders als in der Planung bei der Vorinstallation vorhergesehen. Dann stehen an Positionen, an denen elektrische Verbraucher angeordnet sind, keine oder eine zu geringe Anzahl an Steckdosen zur Verfügung. Abhilfe verschaffen dann Verlängerungskabel und/oder Steckdosenleisten, die jedoch wenig dekorativ sind, den zur Verfügung stehenden Raum einschränken und teilweise nur in Grenzen elektrisch belastbar sind.
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Die Dural GmbH & Co. KG bietet unter der Bezeichnung „p-track” ein Energieversorgungssystem an, das eine flexible Positionierung von einer beliebigen Anzahl von Steckdosen in einem Raum ermöglichen soll. Dieses System basiert auf Energieversorgungsschienen, die an Wänden oder Einbauten eines Gebäudes befestigt oder in diese integriert sind. Die Energieversorgungsschienen weisen eine sich über deren Länge erstreckende Aufnahmeöffnung sowie insgesamt drei innerhalb der Aufnahmeöffnung verlaufende Kontaktleisten auf. Die Kontaktleisten sind an das häusliche Elektrizitätsnetz angeschlossen. Die Aufnahmeöffnung weist einen von außen zugänglichen, waagerechten Abschnitt sowie drei sich von diesem senkrecht nach oben erstreckende Abschnitte auf. In diesen senkrechten Abschnitten verläuft jeweils eine der Kontaktleisten.
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Eine beliebige Anzahl von Steckdosen können an beliebigen Stellen an die Energieversorgungschienen gekoppelt werden und dadurch hinsichtlich ihrer Anzahl und Positionierung an die tatsächlich eingesetzten Verbraucher angepasst werden. Hierzu weisen die gemäß CEE 7/4 ausgebildeten Steckdosen einen Verriegelungsabschnitt auf, der bei einer um 90° verdrehten Ausrichtung der Steckdosen in den waagerechten Abschnitt der Aufnahmeöffnung eingesetzt werden kann. Eine Verriegelung der Steckdose erfolgt dann durch eine Drehung um 90°, wobei gleichzeitig eine Kontaktierung von Kontaktelementen der Streckdosen mit den Kontaktleisten der Energieversorgungsschiene erfolgt. Eine Verbindung der Verbraucher mit dem häuslichen Elektrizitätsnetz erfolgt dann durch ein Einstecken der Stecker der Verbraucher in die entsprechend platzierten Steckdosen des Energieversorgungssystems.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Energieversorgungssystem anzugeben, das besonders handhabungsfreundlich einen hinsichtlich der Positionen und der Anzahl flexiblen Anschluss von Verbrauchern an ein häusliches Elektrizitätsnetz ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Energieversorgungssystem gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen davon sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
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Der Erfindung lag der Gedanke zugrunde, bei einem auf einer Energieversorgungsschiene, wie sie von dem „p-track”-System bekannt ist, beruhenden System die Handhabung dadurch zu vereinfachen, dass ein mit dem Verbraucher direkt verbundener Stecker in die Energieversorgungsschiene eingesteckt und dadurch die Verbindung zu dem häuslichen Elektrizitätsnetz hergestellt wird. Demnach können die Stecker der Verbraucher direkt an den gewünschten Stellen mit der Energieversorgungsschiene verbunden werden. Die vorherige Positionierung und Verrieglung einer Steckdose, wie dies von dem „p-track”-System bekannt ist, kann dadurch entfallen. Auch ein Entfernen und Aufbewahren unbenutzter Steckdosen entfällt, was wiederum die Handhabung vereinfacht oder das optische Erscheinungsbild des Systems verbessert.
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Strukturell umgesetzt wird der Grundgedanke der Erfindung durch ein Energieversorgungssystem, das
- – (mindestens) eine Energieversorgungsleiste mit (mindestens) einem länglichen Profilkörper, (mindestens) einer sich in Richtung der Längsachse des Profilkörpers erstreckenden Aufnahmeöffnung und mindestens zwei, vorzugsweise drei Kontaktleisten, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Aufnahmeöffnung erstrecken und von dieser aus kontaktierbar sind; und
- – (mindestens) einen Stecker mit mindestens zwei, vorzugsweise drei Kontaktelemente zur Kontaktierung der Kontaktleisten der Energieversorgungsleiste im gesteckten Zustand des Steckers
umfasst, wobei die Aufnahmeöffnung der Energieversorgungsleiste und der Stecker derart ausgebildet sind, dass ein Stecken bis zum Kontaktieren durch eine (ausschließlich) axiale (und insbesondere in Richtung einer Längsachse des Steckers erfolgende) Steckbewegung des Steckers erfolgt.
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Unter „axialer Steckbewegung” wird eine Bewegung entlang einer geraden oder einfach gekrümmt verlaufenden Achse verstanden.
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Alternativ oder ergänzend kann sich das erfindungsgemäße Energieversorgungssystem auch dadurch auszeichnen, dass der Stecker mindestens zwei Anschlusselemente aufweist, die mit den Kontaktelementen elektrisch leitend verbunden sind und zur elektrischen und mechanischen Anbindung von Leitern eines Kabels ausgebildet sind. Dadurch ist der Stecker für den direkten Anschluss an einen Verbraucher (bzw. ein Netzkabel des Verbrauchers) vorgesehen.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems kann vorsehen, dass die Aufnahmeöffnung der Energieversorgungsleiste in Querrichtung (d. h. quer zu ihrer Längsrichtung) sowie der Stecker in Steckrichtung, d. h. zwischen einem steckseitigen Ende und insbesondere einem kabelseitigen Ende) einen bogenförmigen Verlauf aufweisen. Dadurch kann trotz einer axialen Steckbewegung beim Kontaktieren von Energieversorgungsleiste und Stecker ein Berührschutz für die von der Aufnahmeöffnung aus zugänglichen Kontaktleisten realisiert werden. Der Berührschutz kann zudem noch verbessert werden, wenn die Kontaktleisten, insbesondere diejenigen, die unter der Spannung des häuslichen Elektrizitätsnetzes stehen, möglichst tief in der Aufnahmeöffnung angeordnet sind und/oder wenn sich die Aufnahmeöffnung in der (montierten) Energieversorgungsleiste nach oben (d. h. entgegen der Schwerkraftrichtung) erstreckt.
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Um eine sichere Kontaktierung zwischen den Kontaktleisten der Energieversorgungsleiste und den Kontaktelementen des Steckers zu gewährleisten kann vorgesehen sein, dass diese federbelastet aneinander anliegen. Vorzugsweise kann hierzu vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente des Steckers federnd gelagert sind, und zwar derart, dass diese bei der Kontaktierung mit den Kontaktleisten elastisch ausgelenkt sind. Die Kontaktleisten der Energieversorgungsleiste können dann in der Energieversorgungsleiste unbeweglich angeordnet sein, was den Herstellungsaufwand für diese verringern kann. Dadurch können diese z. B. in den Profilkörper einextrudiert werden.
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Eine einfache Möglichkeit zur Ausgestaltung der federnden Lagerung der Kontaktelemente kann darin liegen, dass diese als (Teile von) Federlaschen ausgebildet sind. Besonders bevorzugt kann dann noch vorgesehen sein, dass jeweils ein Kontaktelement und ein Anschlusselement integral von einer Federlasche ausgebildet sind. Kontaktelement, Anschlusselement sowie die elektrische Verbindung zwischen diesen können dadurch kostengünstig in einem einzelnen, bevorzugt als Stanz- oder Stanzbiegebauteil ausgebildeten Bauteil integriert sein.
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In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems können weiterhin Mittel zur mechanischen Fixierung des Steckers in der Energieversorgungsschiene vorgesehen sein. Diese können insbesondere formschlüssig wirken und besonders bevorzugt in Form einer Rastverbindung zwischen der Energieversorgungsleiste und dem Stecker ausgebildet sein.
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Alternativ oder ergänzend kann auch eine Magnetverbindung zwischen der Energieversorgungsleiste und dem Stecker im gesteckten Zustand vorgesehen sein. Dazu kann der Stecker (mindestens) einen Magneten umfassen, der mit einer ferromagnetischen Leiste, die sich entlang der Aufnahmeöffnung der Energieversorgungsleiste erstreckt, zusammenwirkt.
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Die Anordnung der Kontaktleisten in der Energieversorgungsleiste und der Kontaktelemente in oder an dem Stecker kann vorzugsweise derart vorgesehen sein, dass beim Einstecken des Steckers in die Aufnahmeöffnung ein erstes Kontaktelemente vor einem zweiten Kontaktelement mit der dazugehörigen Kontaktleiste kontaktiert. Das erste Kontaktelement kann beim Stecken des Steckers somit voreilend und beim Lösen des Steckers nacheilend ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten Kontaktelement und der dazugehörigen Kontaktleiste um einen Schutzkontakt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
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1: eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems in einem teilweisen Querschnitt;
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2: den Stecker des Energieversorgungssystems gemäß 1 in einer ersten perspektivischen Darstellung;
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3: den Stecker des Energieversorgungssystems gemäß 1 in einer zweiten perspektivischen Darstellung;
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4: Teile des Steckers des Energieversorgungssystems gemäß 1, in einer perspektivischen Darstellung;
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5: eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems in einem teilweisen Querschnitt;
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6: eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems in einem teilweisen Querschnitt;
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7: einen Endabschnitt der Energieversorgungsschiene des Energieversorgungssystems gemäß 6 in einer ersten perspektivischen Darstellung;
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8: den Endabschnitt der Energieversorgungsschiene gemäß 6 in einer zweiten perspektivischen Darstellung; und
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9: eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems in einem teilweisen Querschnitt;
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Die in den 1 bis 5 dargestellte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems umfasst eine Energieversorgungsleiste 1 sowie einen Stecker 2, der in die Energieversorgungsleiste 1 gesteckt werden kann, wodurch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem häuslichen Elektrizitätsnetz (nicht dargestellt), an das die Energieversorgungsleiste 1 angeschlossen ist, und einem Verbraucher (nicht dargestellt), an den der Stecker 2 angeschlossen ist, hergestellt wird.
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Die Energieversorgungsleiste 1 umfasst einen länglichen Profilkörper 3, in dem eine sich über dessen gesamte Länge erstreckende Aufnahmeöffnung 4 für den Stecker 2 ausgebildet ist. Die Energieversorgungsleiste 1 umfasst weiterhin eine zweiteilige Dekorleiste 5, die auswechselbar mit dem Profilkörper 3 verbindbar ist und die Sichtseite der beispielsweise in einem Übergang von einem Fußboden zu einer Wand anzubringenden Energieversorgungsleiste 1 darstellt.
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Die Aufnahmeöffnung 4 weist in Querrichtung des Profilkörpers 3 einen bogenförmigen (konkret teilkreisförmigen) Verlauf auf. In die Aufnahmeöffnung 4 kann an beliebiger Stelle der Energieversorgungsleiste 1 der Stecker 2 durch eine axiale Steckbewegung (quer zur Längsachse der Energieversorgungsleiste 1) eingesteckt werden, der hierzu einen hinsichtlich seiner Form an die Aufnahmeöffnung 4 angepassten, in seiner Längsrichtung bogen- bzw. teilkreisförmig verlaufenden Grundkörper aufweist.
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Nach einem vollständigen Einstecken des Steckers 2 kontaktieren insgesamt drei Kontaktelemente 6 des Steckers 2 drei diesen zugeordnete Kontaktleisten 7 der Energieversorgungsleiste 1. Dabei sind zwei Kontaktelemente 6 im Bereich des steckseitigen Endes, auf gegenüberliegenden Breitseiten des Steckers 2 angeordnet. Hierbei handelt es sich um diejenigen Kontaktelemente 6, an denen die Versorgungsspannung für den Verbraucher anliegt. Die beiden zu diesen Kontaktelementen 6 gehörenden Kontaktleisten 7 sind entsprechend an das häusliche Elektrizitätsnetz (Gleich- oder Wechselspannung) angeschlossen. Das dritte, näher dem kabelseitigen Ende des Steckers 2 angeordnete Kontaktelement 6 bildet mit der dazugehörigen Kontaktleiste 7 einen Schutzkontakt aus. Dieser soll in bekannter Weise Fehlerströme ableiten, die z. B. bei einem Körperschluss auftretenden können, sobald durch die beiden anderen, steckseitigen Kontaktelemente 6 und die dazugehörigen Kontaktleisten 7 der Versorgungsstromkreis geschlossen ist. Hierzu ist vorgesehen, dass das den Schutzkontakt ausbildende Kontaktelement 6 beim Einstecken des Steckers 2 die dazugehörige Kontaktleiste 7 kontaktiert, bevor die beiden anderen Kontaktelemente 6 deren Kontaktleisten 7 kontaktieren. Dies wird durch eine entsprechende Positionierung der Kontaktelemente 6 in dem Stecker 2 und der Kontaktleisten 7 in der Energieversorgungsleiste 1 realisiert. Der Schutzkontakt ist dementsprechend beim Stecken des Steckers 2 voreilend ausgebildet. Beim Lösen ergibt sich ein Nacheilen, d. h. die Kontaktelemente 6 des Versorgungsstromkreises sind bereits von den dazugehörigen Kontaktleisten 7 getrennt, wenn sich das Kontaktelement 6 des Schutzkontakts von dessen Kontaktleiste 7 löst.
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Der Stecker 2 weist ein zweiteiliges Gehäuse 8 auf, das über Schraub- oder sonstige Verbindungen zusammengehalten wird. Innerhalb des Gehäuses 8 sind metallische Federlaschen 9 angeordnet, die jeweils an ihrem einen Ende mit dem Gehäuse 8 verschraubt sind. Die Verschraubung erfolgt jeweils in Verbindung mit einer Befestigungsplatte 10, die von der Verschraubung gegen den entsprechenden Abschnitt der Federlasche 9 gedrückt wird. Die Befestigungsplatten 10 dienen in Verbindung mit den dazugehörigen Abschnitten der Federlaschen 9 als Anschlusselemente, zwischen denen jeweils ein abisolierter Abschnitt einer Litze eines Kabels des Verbrauchers angeschlossen werden kann. Das Kabel des Verbrauchers wird durch eine von den beiden Teilen des Gehäuses 8 ausgebildete Klemmöffnung 11 aus dem Stecker 2 herausgeführt und in dieser Klemmöffnung 11 kraftschlüssig fixiert. Die Federlaschen 9 bilden an ihren freien Enden die Kontaktelemente 6 aus, die sich durch entsprechende Öffnungen des Gehäuses 8 erstrecken.
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Das Gehäuse 8 des Steckers 2 bildet auf seinen beiden Breitseiten weiterhin noch jeweils eine Verriegelungslasche 12 aus, die elastisch auslenkbar ist und der Ausbildung einer Rastverbindung mit der Energieversorgungsschiene 1 dient, wenn der Stecker 2 vollständig in die Aufnahmeöffnung 4 eingesteckt ist. Der Profilkörper 3 der Energieversorgungsschiene 1 weist hierzu im Bereich der Aufnahmeöffnung 4 Rastnuten 13 auf, die sich über die gesamte Länge der Energieversorgungsschiene 1 erstrecken.
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Die Energieversorgungsleiste 1 ist in dem Grund der Aufnahmeöffnung 4 noch mit einer ferromagnetischen Leiste 14 versehen. Mit dieser kann ein am steckseitigen Ende in das Gehäuse 8 des Steckers 2 integrierter oder außenseitig daran befestigter (Permanent-)Magnet (in den 1 bis 4 nicht dargestellt) zusammenwirken, wodurch ebenfalls eine mechanische Fixierung des Steckers in der Aufnahmeöffnung erreicht wird.
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Bei den Kontaktleisten 7 der Energieversorgungsschiene handelt es sich um einfache metallische Bänder (z. B. aus Kupfer), deren Querschnitt an den zu übertragenden Nennstrom angepasst ist. Die Kontaktleisten 7 sind in entsprechenden Vertiefungen des Profilkörpers 3 angeordnet (ggf. einextrudiert), so dass sich weitgehend stufenlose Übergänge ergeben.
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Die 5 und 6 zeigen zwei alternative Ausführungsform erfindungsgemäßer Energieversorgungssysteme.
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Bei der Ausführungsform gemäß der 5 ist die Energieversorgungsleiste 1 für die Integration in eine längliche Öffnung einer Wand 16 ausgelegt. Der Stecker 2 weist bezüglich seiner Längsachse einen S-förmigen Verlauf auf. Dadurch wird ermöglicht, ein aus dem Stecker 2 herausgeführte Kabel (nicht dargestellt) ohne weitere Umlenkung parallel zur Wand 16 zu führen.
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Die 6 zeigt eine doppelte Energieversorgungsleiste 1, bei der auf gegenüberliegenden Seiten des Profilkörpers 3 jeweils eine Aufnahmeöffnung 4 ausgebildet ist. Diese Ausführungsform eignet sich z. B. für eine Anordnung auf einem Tisch oder einer Arbeitsplatte.
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Die 7 und 8 zeigen einen zweiteiligen Anschlussdeckel 15, der an einem Ende mit der Energieversorgungsleiste 1 (hier beispielhaft derjenigen der 6) verbunden werden kann und Anschlussteile 16 aufweist, die zum einen mit Litzen eines Kabels des häuslichen Elektrizitätsnetzes verbunden werden können und zum anderen an den Kontaktleisten 7 der Energieversorgungsleiste 1 anliegen. Dies erfolgt mit einem durch eine elastische Auslenkung der ebenfalls in Form von Federlaschen ausgebildeten Anschlussteile 16 erzeugten Kontaktdruck. In den Anschlussdeckel kann ein Schalter und/oder eine Sicherung integriert sein, wodurch die Spannungsversorgung der Kontaktleisten der Energieversorgungsleiste gewollt oder bei Überspannung unterbrochen werden kann.
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Die in der 9 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems unterscheidet sich von den anderen Ausführungsformen zum einen darin, dass ein gerader Verlauf der Aufnahmeöffnung 4 sowie des daran angepassten Grundkörpers des Steckers 2 vorgesehen ist. Weiterhin ist eine andersartige Anordnung der Kontaktleisten 7 der Energieversorgungsleiste 1 und der dazugehörigen Kontaktelemente 6 des Steckers 2 vorgesehen. Konkret ist eine Kontaktleiste 7 in dem Grund der Aufnahmeöffnung 4 bzw. ein Kontaktelement 6 in der Stirnseite des Steckers 2 angeordnet. Jeweils eine weitere Kontaktleiste 7 bzw. das dazugehörige Kontaktelement 6 ist auf einer der Breitseiten der Aufnahmeöffnung 4 und des Grundkörper des Steckers 2 angeordnet. Zudem sind die Kontaktleisten 7 in den dazugehörigen Vertiefungen der Energieversorgungsleiste 1 derart angeordnet, dass die Kontaktelemente 6 für eine Kontaktierung aus dem Gehäuse 8 des Steckers 2 herausbewegt werden. Die Kontaktelemente 6 sind grundsätzlich federbelastet in einer zurückgezogenen Stellung innerhalb des Gehäuses 8 gehalten. Erst nach dem vollständigen Einstecken des Steckers 2 in die Aufnahmeöffnung 4 werden diese aus der zurückgezogenen Stellung herausbewegt. Hierzu sind die Kontaktelemente 6 mit (Permanent-)Magneten versehen, die magnetisch mit z. B. einem Weicheisenkern der Kontaktleisten 7 zusammenwirken.
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Neben den in den Zeichnungen dargestellten Steckern, die für einen direkten Anschluss an ein Netzkabel eines Verbrauchers ausgelegt sind, können auch solche vorgesehen sein, die an dem dem steckseitigen Ende gegenüberliegenden Ende eine Steckdose ausbilden, in die der konventionelle Stecker des Verbrauchers dann eingesteckt wird. Auch können in den Stecker zusätzliche Funktionselemente integriert werden, wie z. B. eine Leuchtanzeige, eine Ladeelektronik und/oder ein Spannungswandler, um z. B. Verbraucher mit einer abweichenden Betriebsspannung zum Laden eines Akkus oder für einen Betrieb anzuschließen (z. B. über einen USB-Stecker).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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