DE3045329A1 - Vorrichtung zur zentralen anordnung von elektrischen verbindungselementen in kraftfahrzeugen stichwort: zentralelektrik - Google Patents

Vorrichtung zur zentralen anordnung von elektrischen verbindungselementen in kraftfahrzeugen stichwort: zentralelektrik

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DE3045329A1 DE19803045329 DE3045329A DE3045329A1 DE 3045329 A1 DE3045329 A1 DE 3045329A1 DE 19803045329 DE19803045329 DE 19803045329 DE 3045329 A DE3045329 A DE 3045329A DE 3045329 A1 DE3045329 A1 DE 3045329A1
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Description

Kostal 7540/etf * '.."..*
Vorrichtung zur zentralen Anordnung von elektrischen Verbindungselementen in Kraftfahrzeugen
Stichbjort: Zentralelektrik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur zentralen Anordnung von elektrischen Verbindungselementen in Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem Gehäuse aus Isolier·· stoff, zum Beispiel Kunststoff, und Leiterplatten. Eine derartige Vorrichtung uiird üblicherweise als Zentralelektrik bezeichnet.
Bisher uiar es üblich derartige Zentralelektriken so aufzubauen, daß die metallischen Leiterplatten durch Kunststoffplatten oder Kunststoffschichten elektrisch voneinander getrennt wurden.
Beiden bekannten System haften aber eine Reihe von Nachteilen an, die systembedingt sind. So konnte es beispielsuieise passieren, daß die Kunststaffüberzüge bzw. die Kunststoffplatten rissen, so daß eine einwandfreie elektrische Isolation nicht mehr erreichbar mar. Derartige Fehlstellen uiaren nicht zu lokalisieren. Desuieiteren eruBrmten sich die bekannten Vorrichtungen im Betrieb erheblich, bb uierden beispielsweise Zündströme mit maximal 50 Ampere durch die Zentralelektrik geleitet, so daß es zu Ausfallen wegen zu
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hoher Spannungsabfälle gekommen ist. Darüber hinaus traten häufig Kriechströme auf, die aus ziuiechen den Schichten sich bildender Feuchtigkeit resultierten. Derartige Kriechströme konnten ueder lokalisiert werden noch konnten sie reproduziert werden, da sie je nach Ulitterungszustand auf« traten oder eben nicht auftraten. Dies hat dazu geführt, daß ganze Serien von Kraftfahrzeugen zum Austausch der Zentralelektrik in die bJerkstätten zurückgerufen werden mußten. Beim Aufbau aus Kunststoffplatten und Leiterplatten, in sogenannter Schichtbauhieise, wurde zwar durch die Kunststoff" platten eine Montagehilfe erreicht, jedoch uiar nachteilig daran über oben geschilderte Nachteile hinaus, daß die Toleranzen der einzelnen Platten sich addierten, so daß im Ergebnis die mit den einzelnen Leiterplatten verbundenen Steckerstifte unterschiedlich uieit aus dem entsprechenden Gehäuse herausragten.
Es sei noch bemerkt, daß bei den bekannten Systemen die Steckerstifte üblicherweise nachträglich mit den Leiterplatten verbunden wurden. Dies ist relativ aufwendig und führt zu weiteren möglichen Fehlerquellen.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
Kastal 75^0/80
eine Vorrichtung eingangs beschriebener Art zu schaffen, die hervorragend funktionstüchtig ist. Dabei sollen Funktionsstörungen, die durch unerwünschte Erwärmung in Folge Wärmeleitung zwischen den einzelnen Leiterplatten, durch mechanische Zerstörung der Isolierschichten, durch Feuchtigkeit (Kriechströme), soweit dies eine Beeinflussung zwischen den einzelnen Leiterplatten umfaßt, vermieden werden. Desweiteren soll sichergestellt sein, daß eine Fertigung innerhalb geringster Toleranzen möglich ist.
Dieses zu lösende Problem gestaltet sich deswegen besonders schwierig, weil auf engstem Raum beispielsweise acht Ebenen mit zehn Platinen angeordnet werden müssen, wobei ca. 25D Ausgänge in Form von Steckerstiften oder Buchsen vorzusehen sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß das Gehäuse bodenseitig angeformte Tragstifte aufweist, an deren freien Enden die als Platinen ausgebildeten Leiterplatten befestigbar sind, daB für jede Platinenebene eine V/ielzahl gleichlanger Tragstifte vorgesehen sind, wobei die Tragstifte unterschiedlicher Platinenebenen unterschiedlich, nMmlich dem gewählten Platinenniveau entaprechend, lang ausgebildet sind, und daß ferner jede im Niveau
ORIGINAL INSPECTED
niedriger angeordnete Platine van den Tragstiften aller im Niveau höherliegenden Platinen durchgreifbar ist.
Mit diesem Vorschlag löst sich die Erfindung völlig von der bisher üblichen Technik, die Kunststoff als mechanisch haltendes und elektrisch isolierendes Mittel für unbedingt erforderlich hielt, in dem sie Luft als bekanntermaßen vorzüglicher Isolator benutzt und zur mechanischen Halterung lediglich am Gehäuse angeformte Tragstifte aus Isolierstoff, insbesondere Kunststoff, vorsieht. Zudem sind diese Tragstifte jeweils nur mit einer einzigen Leiterplatte mechanisch verbunden, so daß eine Wärmeleitung zwischen einzelnen Leiterplatten über die Tragatifte praktisch ausgeschlossen ist. Auch das Auftreten von Kriechströmen zwischen den einzelnen Leiterplatten sind durch die erfindungsgemäBe Vorrichtung unterbunden. Auch ein Defekt durch mechanische Zerstörung einzelner Tragstifte ist höchst unwahrscheinlich, weil immer noch genügend Tragstifte zur Halterung jeder Leiterplatte zur Verfügung stehen.
Im Prinzip ISBt sich die Erfindung auf die Idee reduzieren, jede einzelne Leiterplatte an nur mit dieser und mit dem
KoBtal 75W/BCT
Gehäuse verbundenen Tragstiften zu haltern und Luft alß Iaaliermittel vorzusehen, was bisher vom Stand der Technik deswegen als unmöglich betrachtet wurde, weil die Unterbringung derart vieler Leiterplatten und Kontaktstellen auf so geringem Raum bei der hohen mechanischen Beanspruchung im Anwendungsgebiet Kraftfahrzeugtechnik nur durch feste, mechanisch haltbare Isoliermittel möglich schien.
Die Erfindung zeigt nun erstmals einen Weg, wie trotz filigraner Bauweise und entsprechender Qeuiichtsersparnis eine mechanisch hoch belastbare und elektrisch außerordentlich funktionstüchtige Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art geschaffen werden kann.
Die Befestigung der Platinen an den Tragstiften kann in geeigneter Weise, zum Beispiel durch Kleben, erfolgen. Die erfindungsgemSBe Vorrichtung ist mit nur geringen FertigungstoleranzBn behaftet, weil jeweils nur die Toleranz einer Platine maßgeblich ist. In Konsequenz ragen die angebundenen Kontaktsteckerstifte bzw. Hülsen praktisch niveaugleich aus dem GehMuse heraus. Es sei noch bemerkt, daS die Platinen aus Blechen gestanzt werden und nur ihrer Belastung entsprechend als flache Stegleiter ausgebildet sind.
ORIGINAL INSPECTED
Hostal 75ifG/8Q
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Dies hat zur Folge, daß nur ein geringes Gewicht auf den jeweiligen Tragstiften laatet und ferner auereichend Raum für den Durchgriff der nicht zu der jeweiligen Platine gehörenden längeren Tragstifte vorhanden ist. Eine besonders vorteilhafte und bisher bei der Ausbildung einer Zentral·» elektrik nicht übliche Weiterbildung der Erfindung wird darin gesehen, daß die Platinen einstückig angeformte, rechtwinklig aus der Platinenebene abgebogene Anschlußkontaktstreifen aufweisen.
Durch diese Anordnung entfällt einerseits ein zusätzlicher Arbeitsgang, nämlich das Anbringen der Anschlußkontaktatreifen, und andererseits wird eine zusätzliche Fehlerquelle, nämlich die Verbindungsstelle zwischen Hontaktstreifen und Platine vermieden.
In Weiterbildung dieses Merkmals schlägt die Erfindung vor, daß die AnachluBkontaktstreifen als Messerkontakte ausgebildet sind.
Dies läßt einerseits die Fertigung im Stanzvorgang zu, wobei andererseita die Verbindung mit einem entsprechenden Hontaktstift sehr einfach möglich ist.
Ein weiter besonders vorteilhaftes Merkmal der Erfindung wird darin gesehen, daß die Tragstifte an ihren freien
Kostal
Enden Einführhilfen für die entsprechend gelachten Platinen aufreißen.
In Weiterbildung schlägt die Erfindung vor, daß die Platinen an den Stützstellen der zugehörigen Tragstifte Lachungen aufweisen, die ein Einführen der an den Tragetiftenden angeformt en, stiftförmigen Einführhilfen bie zum Anliegen der Platine an den jeweiligen Tragstiftenden ermöglichen.
Bevorzugt ist, daß die Einführhilfen am Tragstiftende angeformt ε dünne Stifte sind, wobei die Tragstifte und diese Stifte kreisrunde Querschnitte aufweisen, die Querschnitte der Stifte aber geringere Durchmesser als die Tragatifte und die entsprechenden Lachungen der Platinen haben.
Es kann auch vorteilhaft 9ein, daß die Tragstifte jeder Platinenebene unterschiedliche Querschnittsform und/oder Dimension aufweisen.
Damit ist ein verwechaelungafreies Montieren einzelnen Platinen in der jeweils zugehörigen Ebene sichergestellt.
Ansich bedarf es dieser zusätzlichen Sicherung nicht, da die Platinen zwangsläufig alle eine andere geometrische Form haben müssen.
Zur mechanischen Befestigung der Platinen an den Tragstiften ist es besonders vorteilhaft, daß die Tragstifte
KoBtal 75Μ3/βΐΓ ** *
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nietkopfartig verfarmbare, durch die entsprechende PlatinenlDchung durchsteckbare Enden aufweisen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß diese nietkopfartig verformbaren Enden gleichzeitig die EinfUhrhilfen sind.
Bei der Montage werden die Platinen zunächst über die Einführhilfen der Tragatifte mit ihren entsprechenden Lachungen geschoben und sodann werden die Stifte, die die Einführhilfen bilden, pilzkopfartig verformt, bo daS eine feste mechanische Verbindung zwischen Tragstift und Platine entsteht.
Weiterhin ist vorgesehen, daß das Gehäuse mit UlSnden versehen ist, die eine dem höchsten Platinenniveau zuzüglich angeformter AnschluBkontaktstreifen entsprechende Höhe aufueisen.
Desueitsren kann das GehHuse mit einem Deckel abdeckbar sein.
In Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Deckel mit Haltestiften versehen ist, die einstückig angeformt sind und zum Boden hin gerichtet verlaufen, wobei die Haltestifte jeüieils koaxial zum zugehörigen Tragstift angeordnet sind und die LSnge der zugehörigen Halte- und Tragstifte jeweils
* r Ψ * tf · * · kr
Koatal 754Q/8Ö"
gering kürzer als die lichte Höhe des Gehäuses zwischen Baden und Deckel ist, wobei in der Endlage zwischen dem zugehörigen Haltestiftende und Tragstiftende ein kleiner Spalt verbleibt.
Oiese Haltestifte bilden eine zusätzliche Sicherung, sofern der mechanische Halt zwischen Haltestift und Platine einmal verlorengehen sollte.
Es ist vorgesehen, einen kleinen Spalt zwischen Haltestift und Tragstift zu belassen, damit kein unnötig großer Aufwand bezüglich der Fertigungstoleranz getrieben werden muS.
In Weiterbildung ist vorgesehen, daß im Deckel Taschen für die AnschluBkontaktstreifen gebildet sind, die durch einen steckeratiftbreiten Schlitz van außen zugänglich sind.
Durch diese Taschen sind einerseits die Anschlußkontaktstreifen zusätzlich mechanisch gehalten , und andererseits bilden sie eine Einführhilfe für den entsprechenden Steckerstift.
Es ist noch vorgesehen, daß der Deckel mit dem Gehäuse rastverbunden ist.
Damit ist eine besonders einfache Verbindung zwischen Deckel und Gehäuse möglich.
ORIGINAL INSPECTED
Zn Weiterbildung uiird vorgeschlagen, daß die Tragstifte hohl ausgebildet sind.
Zudem kann vorteilhaft Bein, daß in dia hohlen Tragatifte AnschluBsteckerBtifte eingesetzt sind, die einerseits mit der zugehörigen Platine mechanisch und elektrisch leitend verbunden sind und andererseits den Boden durchtretend niveaugleich zu weiteren Anschlußsteckerstiften nach außen ragen.
Die AnschluBsteckerstifte können Flach- ader Hülaensteckerstifte sein.
Besonders vorteilhaft ist, daß das Gehäuse, die Seitentüände und/oder der Deckel mit LUftungsschlitzen versehen Bind.
Dadurch ist eine gute Belüftung und Wärmeableitung aus der Zentralelektrik möglich.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausfuhrungsbeispieles näher erläutert und im einzelnen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 die erfindungsgemäBe Vorrichtung im Querschnitt; Fig. 2 das Gehäuseunterteil in Ansicht; Fig. 3 den GehäUBedeckel in Ansicht.
304b3Zy
Die Vorrichtung zur zentralen Anordnung von elektrischen Verbindungselementen in Kraftfahrzeugen, kurz Zentralelektrik, besteht aus einem GehMuse 1 mit UMnden 6, sowie einem Deckel 7. Das aus Kunststoff bestehende Gehäuse 1 meist bodenseitig angeformte Tragstifte 2 auf, an deren freien Enden die ala Platinen 3 ausgebildeten Leiterplatten befestigt sind. Für jede Platinenebene ist eine Vielzahl gleichlanger Tragstifte 2 vorgesehen. Die Tragstifte unterschiedlicher Platinenebenen sind unterschiedlich lang, wobei ihre Länge dem gewählten Platinenniveau entspricht. Desueiteren greifen die längeren Tragstifte 2 berührungslos durch die im Niveau niedriger angeordneten Platinen 3 hindurch. Im Auaführungabeispiel sind zehn Platinen 3 in acht Ebenen übereinander angeordnet. Die Platinen sind dabei jeweils als flache Stegleiter ausgebildet. Sie sind aus üblichen Leiterblechen gestanzt. Im Stanzvorgang sind gleichzeitig Anschlußkontaktstreifen k an die jeweilige Platine angeschnitten, die in einem nachfolgenden Arbeitsgang rechtwinklig aus der Platinenebene abgebogen werden. Die AnschluBkantaktstreifen if sind im Ausführungsbeispiel als Messerkontakt ausgebildet.
Kostal 75ί»θ7βΰ"* ** *"
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An ihren freien Enden tragen die Tragetifte 2 Einführhilfen 5, in die die Platinen mit entsprechenden Lachungen eingefädelt werden· Die EinfUhrhilfen 5 sind stiftförmig ausgebildet und im AuBfUhrungsbeispiel ebenso tiiie die Tragstifte 2 selbst kreisförmigen Querschnitts. Die Stifte, die die EinfUhrhilfen 5 bilden, Bind relativ zu dem züge« hörigen Tragstift 2 dünner ausgebildet, so daß die entsprechende Platine 3 mit ihrer Lochung übergeschoben werden kann bis sie vor das Tragstiftende atÖBt und dort anliegt, lilie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, uierden die die Einführhilfen 5 bildenden Stifte nach Auflegen der entsprechenden Platine nietkopfartig verformt, so daB eine feste Verbindung zwiachen Platine und Tragatift entsteht, (siehe insbesondere Fig. 1 links unten)
Die Geh&ueeuände 6 Bind so hoch ausgebildet, daB die An-BchluBkontaktBtrelfen innerhalb dea GehBusea 1 liegen, das zusätzlich mit dem verrastbaren Deckel 7 abgedeckt ist. Am Deckel 7 sind Haltestifte 8 angeformt, die zum Boden 9 hin gerichtet verlaufen. Die Haltestifte S sind jeuieils koaxial zum zugehörigen Tragstift 2 angeordnet, uiobei in der Endmantagelage gemäß Fig. 1 zwischen den Enden der Halteatifte β und der Tragstifte 2 ein schmaler Spalt verbleibt.
Kostal 75kü/SÜ " " ""
Im DeckBl 7 sind zudem nach Taschen 1D für die AnschluB-kontaktstreifen 4 vorgesehen, die durch einen steckerstiftbreiten Schlitz van außen zugänglich sind.
UJIe insbesondere in Fig. 1 zu sehen, sind die Tragstifte 2 teilweise hohl ausgebildet, so daß darin Anschlußsteckerstifte 11 einschiebbar sind. Diese AnschluBsteckerBtifte 11 sind durch eine geeignete Rastverbindung praktisch unlösbar in dem zugehörigen Tragstift 2 angeordnet, wobei sie mit der zugehörigen Platine 3 mechanisch und elektrisch leitend verbunden sind. Sie ragen nach außen aus dem Boden 9 heraus, uobei am Boden ein Kragen angeformt ist, der die zugehörigen Anschlußsteckerstifte umgibt.
Während in Fig. 1 das Schnittbild einer komplett montierten Zentralelektrik gezeigt ist, stellen Fig. Z und 3 nur Einzelteilzeichnungen dar. In Fig. Z sieht man in das Innere des Gehäuses auf den Boden 9. Eb sind dort eine Vielzahl von Tragatiften 2 mit Einführhilfen 5 ersichtlich. Deewueiteren sind Schlitze für Steckerstifte souie Aufnahmen für hülsenförmige Steckerstifte ersichtlich. Fig. 3 zeigt den Deckel der Vorrichtung von innen gesehen. Dabei sind insbesondere die Haltestifte B souiie die Taschen 10. für die AnschluBsteckerBtifte 11 ersichtlich.
Alle neuen in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungsuesent«. lieh angesehen.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche :
    * 1. vorrichtung zur zentralen Anordnung von elektrischen v—Verbindungaeleraenten in Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem GehHuee aus Isolierstoff, zum Beispiel Kunststoff, und Leiterplatten, zum Beispiel aus Kupferblech, dadurch gekennzeichnet, daB das GehHuse (1) bodenseltig angeformte Tragstifte (2) aufweist, an deren freien Enden die als Platinen (3) ausgebildeten Leiterplatten befestigbar sind, daß für jede Platinenebene eine Vielzahl gleichlanger Tragstifte (2) vorgesehen sind, wobei die Tragstifte (2) unterschiedlicher Platinenebenen unterschiedlich, nämlich dem gewühlten Platinenniveau entsprechend, lang ausgebildet sind, und daß ferner jede im Niveau niedriger angeordnete Platine (3) von den Tragstiften (2) aller im Niveau höher« liegenden Platinen (3) durchgreifbar iBt.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platinen (3) als flache Stegleiter ausgebildet sind.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    HoBtal 754G/8G
    M 2 -
    daß die Platinen (3) einstückig angeformte, rechtwinklig aus der Platinenebene abgebogene AnschluBkontaktstreifen aufweisen.
    k. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die AnschluBkontaktstreifen (4) als Messerkontakte ausgebildet sind.
    5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis kf dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstifte (2) an ihren freien Enden Einführhilfen (5) für die entsprechend gelochten Platinen (3) aufweisen.
    6. Warrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platinen (3) an den Stützstellen der zugehörigen Trag«- stifte (2) Lochungen aufweisen, die ein Einführen der an den Tragstiftenden angeformten, stiftförmigen Einführhilfen (5) bis zum Anliegen der Platine (3) an den jeweiligen Trag-» stiftenden ermöglichen.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführhilfen (5) am Tragstiftende angeformte dünne Stifte sind, wobei die Tragstifte (2) und die Stifte kreisrunde Querschnitte aufweisen, die Querschnitte der
    ORIGINAL INSPECTED
    75ί*0780
    Stifte aber geringere Durchmesser als die Tragstifte (2) und die entsprechenden Lachungen der Platinen (3) haben.
    8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daB die Tragetifte (2) jeder Platinenebene unterschiedliche Querschnittsfarm und/ader Dimension aufweisen.
    9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daB die Tragstifte (2) nietkopfartig verfarmbare, durch die entsprechende Platinenlochung durchsteckbare Enden aufweisen.
    1G. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die nietkopfartig verformbaren Enden die Einfuhrhilfen (5) sind.
    11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuee (1) mit ülMnden versehen ist, die eine dem höchsten Platinenniveau zuzüglich angeformter AnschluBkontaktstreifen (.k) entsprechende Höhe auf blei sen.
    HoBtal 7540/80
    12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 biß 11, dadurch gekennzeichnet, daß das GehMuee (1) mit einem Deckel (7) abdeckbar ist.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (7) mit Haltestiften (8) versehen ist, die einstückig angeformt sind und zum Boden (9) hin gerichtet verlaufen, uiobei die Haltestifte (8) jeweils koaxial zum zugehörigen Tragstift (2) angeordnet sind und die Länge der zugehörigen Halte- (8) und Tragstifte (2) jeweils gering kürzer als die lichte Höhe des Gehäuses (1) zwischen Boden O) und Deckel (7) ist, uiobei in der Endlage zwischen dem zugehörigen Haltestiftende und Tragstiftende ein kleiner Spalt verbleibt.
    14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Deckel (7) Taschen (1G) für die Anschlußkantaktstreifen (4) gebildet sind, die durch einen steckerstiftbreiten Schlitz von außen zugänglich sind.
    15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (7) mit dem Gehäuse (1) rastverbunden ist.
    Kostal 15kQ/BQ
    16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstifte (2) hohl ausgebildet sind.
    17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daB in die hohlen Tragstifte (5) AnschluBsteckerstifte (11) eingesetzt sind, die einerseits mit der zugehörigen Platine (3) mechanisch und leitend verbunden sind und andererseits den Boden durchtretend niveaugleich zu weiteren AnschluBsteckerstiften (11) nach außen ragen.
    1ß. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die AnschluBsteckerstifte (11) Flach- oder Hülsensteckerstifte sind.
    19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß dae GehBuae (1), die Seitenuände (6) und/oder der Deckel (7) mit Lüftungsachlitzen versehen sind.
    PAT ETJ-TX Kl Wa ι τ
    TiM KOCHUNG
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