EP1250733B1 - Elektrischer steckverbinder - Google Patents

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EP1250733B1
EP1250733B1 EP01901191A EP01901191A EP1250733B1 EP 1250733 B1 EP1250733 B1 EP 1250733B1 EP 01901191 A EP01901191 A EP 01901191A EP 01901191 A EP01901191 A EP 01901191A EP 1250733 B1 EP1250733 B1 EP 1250733B1
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EP
European Patent Office
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housing
pin housing
guide sleeve
pin
wall
Prior art date
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EP01901191A
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English (en)
French (fr)
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Inventor
Gerhard Birkenmaier
Henrik Schuh
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/625—Casing or ring with bayonet engagement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/73—Means for mounting coupling parts to apparatus or structures, e.g. to a wall
    • H01R13/74—Means for mounting coupling parts in openings of a panel
    • H01R13/741—Means for mounting coupling parts in openings of a panel using snap fastening means
    • H01R13/745—Means for mounting coupling parts in openings of a panel using snap fastening means separate from the housing

Definitions

  • the invention relates to an electrical connector for establishing an electrical connection through a housing wall, in particular the wall of a motor vehicle transmission.
  • Such connectors have at least one pin housing provided with electrical plug contacts and a guide sleeve releasably connectable to it by means of a bayonet lock, the pin housing being arranged essentially on the inside and the guide sleeve essentially on the outside of the housing wall.
  • the connector can be fixed in a bushing of the housing wall and an inner and an outer, essentially ring-shaped collar is formed on the pin housing on the end facing the guide sleeve.
  • a mechatronic module for converting electrical signals into mechanical movement is usually arranged in the transmission housing.
  • the mechatronic module is connected to the outside of the housing via the electrical connector so that, for example, a connection from the connector to the on-board electrical system of the motor vehicle can be established.
  • An electrical connector of the type mentioned above is known, for example, from DE 199 03 712 by the applicant.
  • the electrical connector described herein consists among other things of a pin housing, which contains the contact pins, and a guide sleeve. Both parts can be connected to each other by means of a bayonet catch.
  • a similar connector is known from DE 198 30 672 by the applicant.
  • the connector described in this document has on the one hand support means arranged on the guide sleeve, which are placed on the outer wall.
  • a locking means is provided on the inside of the housing wall, which clamps the pin housing with the guide sleeve or the housing wall.
  • Such connectors are subject to constant further development, since, for example, the assembly of the pin housing and the mechatronic module in the gearbox housing is relatively difficult to carry out, because the electrical connector penetrates the usually vertical housing wall in a horizontal direction and the mechatronic module is mounted in the vertical direction becomes. Therefore, on the one hand, there is a great risk of damage to the contact pins when the connection is assembled. On the other hand, the individual components are continuously improved and simplified, so that they can be manufactured more cost-effectively and are easier to assemble.
  • the object of the present invention is therefore to provide a simple, inexpensive and technically safe and easy-to-install solution of an electrical connector.
  • the connector is essentially horizontal when assembled has in the transmission housing, the housing wall usually extending vertically, and that the mechatronic module arranged in the transmission housing is usually installed in the vertical direction.
  • the pin housing is preferably also non-detachably connected to a mechatronic module.
  • a spring element for example a leaf spring, is arranged in a generic electrical connector between the pin housing and a mechatronic module.
  • This is an inexpensive way to reduce the axial play between the connector and the module.
  • This axial play is particularly advantageous when a mechatronic module that is permanently connected to the pin housing is used inside the housing, the module being mounted in the transmission housing and the connector in the housing wall.
  • the spring preload generated with the spring element achieves a flexible but resilient connection between the pin housing and the module.
  • the spring element is advantageously ring-shaped or U-shaped and inserted into an annular groove on the end face of the pin housing.
  • the pin housing is usually made of plastic, it is proposed to inject the spring element into the housing base of the pin housing during manufacture, so that the spring element advantageously generates an axial force on the corresponding end face of the module in the assembled state.
  • a locking element is provided. This locking element connects the electrical connector and the housing wall to one another in a positive and / or non-positive manner.
  • corresponding circumferential annular collars are provided on the outer wall of the housing and on the guide sleeve, which can be connected to one another by means of at least one spring clip, the spring clip or a plurality of spring clip elements being pushed onto the two corresponding collars in the radial direction.
  • An electrical connector 1 (FIG. 1) essentially consists of a pin housing 2 and a guide sleeve 3 which can be connected to it.
  • the pin housing 2 has two annular collars 5 and 6 arranged essentially concentrically to one another.
  • plug contacts 4 are arranged and on the inside of the outer collar 6 there are radially arranged locking pins 7 for locking with the bayonet link 8 of the guide sleeve 3.
  • the guide sleeve 3 In the direction of the two arrows, first inserted straight into the pin housing 2 and then turned to the right, so that the locking pins 7 latch in the final locking positions 28 of the first bayonet link 8.
  • the bayonet backdrop 8, like the second bayonet backdrop 9, can also be designed without such final locking positions.
  • a pin housing 2 is connected to a guide sleeve 13 as follows: the bayonet link 14 is arranged on the inner wall of the guide sleeve 13 and the sealing ring 15 is arranged on the outside.
  • the link 14 corresponds to the locking pin 12 on the outside of the inner collar 5 of the pin housing 2.
  • the assembly of the guide sleeve 12 with the pin housing 2 is again carried out according to the illustration of the two arrows.
  • the bayonet link 21 is now arranged on the outside of the inner collar 18 of the pin housing 16.
  • the plug contacts 20 are located in the interior of the inner collar 18.
  • the locking pins 36 corresponding to the link are located on the inside of the guide sleeve 17.
  • the lamellar sealing ring 15 is arranged on the outside of the guide sleeve 17. The assembly is again carried out according to the direction of the arrow.
  • FIG. 1 An electrical connector 1 according to the invention is shown in FIG. 1.
  • the pin housing 2 In the assembled state (FIG. 4) of the electrical connector 1, the pin housing 2 is arranged on the left or inside of the housing wall 23 and the guide sleeve 3 is arranged essentially on the right or outside of the housing wall 23.
  • the electrical connector 1 is passed through the opening 37 in the housing wall 23 and sealed against the housing wall 23 by means of the sealing element 11.
  • the sealing ring 10 seals the guide sleeve 3 against the pin housing 2.
  • an annular groove 25 On the end face of the pin housing 2 facing the module 26, an annular groove 25 is formed, in which a spring element 24 is provided, which is injected into the pin housing base, for example made of plastic. This spring element 24 generates an axial force on the mechatronic module 26. This ensures a play-free connection between the module and the pin housing or the housing wall 23.
  • the spring element described above can alternatively also be designed as an essentially U-shaped leaf spring 27 (FIG. 6).
  • the side view of the leaf spring 27 (FIG. 5) has an S shape, as a result of which the pretensioning force is generated between the two components to be assembled.
  • a pin housing 29 and a guide sleeve 30 are shown in the assembled state in the housing wall 31.
  • the guide sleeve 30 is positively and non-positively and releasably connected to the housing wall 31 via a locking means 35.
  • the locking means 35 consists for example of a collar-shaped locking means 32, which is located on the outside of the housing wall 31.
  • a corresponding collar-shaped locking means 33 is arranged on the outside of the guide sleeve 30 such that both collars 32 and 33 can be releasably connected to one another by means of a spring clip 34.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder zur Herstellung einer elektrischen Verbindung durch eine Gehäusewand, insbesondere der Wand eines Kraftfahrzeuggetriebes. Derartige Steckverbinder weisen mindestens ein mit elektrischen Steckkontakten versehenes Stiftgehäuse und eine mit diesem mittels eines Bajonett-Verschlusses lösbar verbindbare Führungshülse auf, wobei das Stiftgehäuse im wesentlichen an der Innenseite und die Führungshülse im wesentlichen an der Außenseite der Gehäusewand angeordnet sind. Der Steckverbinder ist in einer Durchführung der Gehäusewand festlegbar und an dem Stiftgehäuse ist auf dem der Führungshülse zugewandten Ende ein innerer und ein äußerer, im wesentlichen ringförmiger, Kragen ausgebildet.
  • Elektrische Steckverbinder der oben genannten Art werden beispielsweise zur elektrischen Verbindung von Getriebesteuerungen in Kraftfahrzeugen benötigt. Dabei ist üblicherweise in dem Getriebegehäuse ein Mechatronik-Modul zur Umsetzung elektrischer Signale in mechanische Bewegung angeordnet. Das Mechatronik-Modul ist über den elektrischen Steckverbinder mit der Gehäuseaußenseite derart verbunden, so daß beispielsweise über ein Kabel eine Verbindung von dem Steckverbinder zur Bordelektrik des Kraftfahrzeuges herstellbar ist.
  • Ein elektrischer Steckverbinder der oben genannten Art ist beispielsweise aus der DE 199 03 712 der Anmelderin bekannt. Der hierin beschriebene elektrische Steckverbinder besteht unter anderem aus einem Stiftgehäuse, welches die Kontaktstifte enthält, und einer Führungshülse. Beide Teile sind mittels eines Bajonett-Verschlusses miteinander verbindbar.
  • Ein ähnlicher Steckverbinder ist aus der DE 198 30 672 der Anmelderin bekannt. Der in diesem Dokument beschriebene Steckverbinder weist einerseits an der Führungshülse angeordnete Abstützmittel auf, welche auf die Außenwand aufgesetzt werden. An der Innenseite der Gehäusewand ist ein Verriegelungsmittel vorgesehen, welches das Stiftgehäuse mit der Führungshülse bzw. der Gehäusewand verspannt.
  • Derartige Steckverbinder unterliegen einer ständigen Weiterentwicklung, da beispielsweise die Montage des Stiftgehäuses und des Mechatronik-Moduls in dem Getriebegehäuse relativ schwierig durchführbar ist, weil nämlich der elektrische Steckverbinder die üblicherweise senkrecht stehende Gehäusewand in einer horizontalen Richtung durchdringt und das Mechatronik-Modul in vertikaler Richtung montiert wird. Daher besteht einerseits eine große Beschädigungsgefahr der Kontaktstifte bei Montage der Verbindung. Andererseits werden die einzelnen Bauteile kontinuierlich verbessert und vereinfacht, so daß diese kostengünstiger herstellbar und einfacher montierbar sind.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine einfache, kostengünstige sowie technisch sichere und gut montierbare Lösung eines elektrischen Steckverbinders anzugeben. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Steckverbinder in montiertem Zustand eine im wesentlichen horizontale Lage im Getriebegehäuse aufweist, wobei die Gehäusewand üblicherweise vertikal verläuft, und daß die Montage des im Getriebegehäuse angeordneten Mechatronik-Moduls üblicherweise in vertikaler Richtung erfolgt. Vorzugsweise ist hierbei auch das Stiftgehäuse unlösbar mit einem Mechatronik-Modul verbunden.
  • Die Lösung der vorgenannten Aufgabe erfolgt mit den in den unabhängigen Ansprüchen 1 bis 2 angegebenen Merkmalen. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist in dem abhängigen Anspruch 2 angegeben.
  • Erfindungsgemäß ist bei einem gattungsgemäßen elektrischen Steckverbinder zwischen dem Stiftgehäuse und einem Mechatronik-Modul ein Federelement, beispielsweise eine Blattfeder, angeordnet. Dies ist eine kostengünstige Möglichkeit, das Axialspiel zwischen dem Steckverbinder und dem Modul zu reduzieren. Dieses Axialspiel ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein mit dem Stiftgehäuse unlösbar verbundenes Mechatronik-Modul im Gehäuseinneren eingesetzt wird, wobei das Modul ortsfest in dem Getriebegehäuse und der Steckverbinder ortsfest in der Gehäusewand montiert sind. Durch die mit dem Federelement erzeugte Federvorspannung wird eine flexible, aber belastbare Verbindung zwischen dem Stiftgehäuse und dem Modul erreicht.
  • Vorteilhafterweise ist das Federelement ring- bzw. U-förmig ausgebildet und in eine Ringnut an der Stirnseite des Stiftgehäuses eingesetzt.
  • Da das Stiftgehäuse üblicherweise aus Kunststoff hergestellt ist, wird vorgeschlagen, das Federelement in den Gehäuseboden des Stiftgehäuses bei der Herstellung bereits einzuspritzen, so daß das Federelement vorteilhafterweise eine Axialkraft auf die korrespondierende Stirnfläche des Moduls in montiertem Zustand erzeugt.
  • In einer weiteren Ausbildung wird vorgeschlagen, daß zur Festlegung des elektrischen Steckverbinders an der Gehäusewand des Kraftfahrzeuggetriebes wenigstens ein Verriegelungselement vorgesehen ist. Dieses Verriegelungselement verbindet den elektrischen Steckverbinder und die Gehäusewand form- und/oder kraftschlüssig miteinander.
  • Beispielsweise sind an der Gehäuseaußenwand und an der Führungshülse korrespondierende umlaufende ringförmige Kragen vorgesehen, welche mittels mindestens einer Federklammer miteinander verbindbar sind, wobei die Federklammer bzw. mehrere Federklammerelemente in radialer Richtung auf die beiden korrespondierenden Kragen aufgeschoben werden.
  • Weitere Ziele, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen näher dargestellt sind.
    Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine erste Ausbildung einer elektrischen Steckverbindung in schematischer Darstellung;
    Fig. 2
    eine zweite Ausbildung eines elektrischen Steckverbinders in schematischer Darstellung;
    Fig. 3
    eine dritte Ausbildung eines elektrischen Steckverbinders in schematischer Darstellung;
    Fig. 4
    einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder in montiertem Zustand mit einem Federelement;
    Fig. 5/6
    ein Federelement, ähnlich dem in Fig. 4, in der Draufsicht und Seitenansicht sowie
    Fig. 7
    einen elektrischen Steckverbinder in montiertem Zustand mit einem Verriegelungselement zur Verbindung mit einer Getriebegehäusewand.
  • Ein elektrischer Steckverbinder 1 (Fig. 1) besteht im wesentlichen aus einem Stiftgehäuse 2 sowie aus einer mit diesem verbindbaren Führungshülse 3. Das Stiftgehäuse 2 weist zwei im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnete ringförmige Kragen 5 und 6 auf. Im Innenraum des inneren Kragens 5 sind Steckkontakte 4 angeordnet und auf der Innenseite des äußeren Kragens 6 befinden sich radial angeordnete Verriegelungszapfen 7 zur Verriegelung mit der Bajonett-Kulisse 8 der Führungshülse 3. Zur Verbindung der Führungshülse 3 mit dem Stiftgehäuse 2 wird die Führungshülse 3 in Richtung der beiden Pfeile zunächst geradlinig in das Stiftgehäuse 2 eingeschoben und anschließend nach rechts gedreht, so daß die Verriegelungszapfen 7 in den Endraststellungen 28 der ersten Bajonett-Kulisse 8 verrasten. Die Bajonett-Kulisse 8, wie auch die zweite Bajonett-Kulisse 9, kann auch ohne derartige Endraststellungen ausgebildet sein. An der Außenseite der Führungshülse 3 sind ferner zwei Dichtelemente 10 und 11, beispielsweise in Form von Ringdichtungen mit Mehrfachlippen, vorgesehen, welche die Führungshülse 3 einerseits gegen das Stiftgehäuse 2 und andererseits gegen eine Gehäusewand 23 (siehe auch Fig. 4) abdichten.
  • In einer alternativen Ausbildung des elektrischen Steckverbinders (Fig. 2) ist vorgesehen, daß ein Stiftgehäuse 2 mit einer Führungshülse 13 folgendermaßen verbunden wird: auf der Innenwand der Führungshülse 13 ist die Bajonett-Kulisse 14 und auf der Außenseite ist der Dichtring 15 angeordnet. Die Kulisse 14 korrespondiert mit den Verriegelungszapfen 12 auf der Außenseite des inneren Kragens 5 des Stiftgehäuses 2. Die Montage der Führungshülse 12 mit dem Stiftgehäuse 2 erfolgt wieder gemäß der Darstellung der beiden Pfeile.
  • In einer weiteren alternativen Ausbildung des elektrischen Steckverbinders ist nun die Bajonett-Kulisse 21 auf der Außenseite des inneren Kragens 18 des Stiftgehäuses 16 angeordnet. Die Steckkontakte 20 befinden sich im Innenraum des inneren Kragens 18. Die mit der Kulisse korrespondierenden Verriegelungszapfen 36 befinden sich auf der Innenseite der Führungshülse 17. Der Lamellendichtring 15 ist auf der Außenseite der Führungshülse 17 angeordnet. Die Montage erfolgt wieder gemäß der angegebenen Pfeilrichtung.
  • Ein erfindungsgemäßer elektrischer Steckverbinder 1 ist in Fig. 1 dargestellt.
  • In montiertem Zustand (Fig. 4) des elektrischen Steckverbinders 1 ist das Stiftgehäuse 2 auf der linken bzw. Innenseite der Gehäusewand 23 und die Führungshülse 3 im wesentlichen auf der rechten bzw. Außenseite der Gehäusewand 23 angeordnet. Der elektrische Steckverbinder 1 ist durch die Öffnung 37 in der Gehäusewand 23 hindurchgeführt und mittels des Dichtelements 11 gegen die Gehäusewand 23 abgedichtet. Der Dichtring 10 dichtet die Führungshülse 3 gegen das Stiftgehäuse 2. Auf der dem Modul 26 zugewandten Stirnseite des Stiftgehäuses 2 ist eine Ringnut 25 ausgebildet, in der ein Federelement 24 vorgesehen ist, welches in den beispielsweise aus Kunststoff hergestellten Stiftgehäuseboden eingespritzt ist. Dieses Federelement 24 erzeugt eine Axialkraft auf das Mechatronik-Modul 26. Dadurch wird eine spielfreie Verbindung zwischen dem Modul und dem Stiftgehäuse bzw. der Gehäusewand 23 gewährleistet.
  • Das vorbeschriebene Federelement kann alternativ auch als im wesentlichen U-förmige Blattfeder 27 (Fig. 6) ausgebildet sein. Dabei weist die Blattfeder 27 in ihrer Seitenansicht (Fig. 5) eine S-Form auf, wodurch die Vorspannkraft zwischen den beiden zu montierenden Bauteilen erzeugt wird.
  • In einer weiteren alternativen Ausgestaltung (Fig. 7) sind ein Stiftgehäuse 29 sowie eine Führungshülse 30 in montiertem Zustand in der Gehäusewand 31 dargestellt. Die Führungshülse 30 ist über ein Verriegelungsmittel 35 mit der Gehäusewand 31 form- und kraftschlüssig und lösbar verbunden. Das Verriegelungsmittel 35 besteht beispielsweise aus einem kragenförmigen Rastmittel 32, welches sich an der Außenseite der Gehäusewand 31 befindet. Ein korrespondierendes kragenförmiges Rastmittel 33 ist auf der Außenseite der Führungshülse 30 derart angeordnet, so daß beide Kragen 32 und 33 mittels einer Federklammer 34 lösbar miteinander verbindbar sind.
    • Bezugszeichen
    • 1
    elektrischer Steckverbinder
    2
    Stiftgehäuse
    3
    Führungshülse
    4
    Steckkontakte
    5
    innerer Kragen
    6
    äußerer Kragen
    7
    Verriegelungszapfen
    8
    Bajonett-Kulisse
    9
    Bajonett-Kulisse
    10
    Dichtelement/-ring
    11
    Dichtelement/-ring
    12
    Verriegelungszapfen
    13
    Führungshülse
    14
    Bajonett-Kulisse
    15
    Dichtring
    16
    Stiftgehäuse
    17
    Führungshülse
    18
    innerer Kragen
    19
    äußerer Kragen
    20
    Steckkontakte
    21
    Bajonett-Kulisse
    22
    Federhaken
    23
    Gehäusewand
    24
    Federelement
    25
    Ringnut
    26
    Mechatronik-Modul
    27
    Blattfeder
    28
    Endraststellung
    29
    Stiftgehäuse
    30
    Führungshülse
    31
    Gehäusewand
    32
    Kragen
    33
    Kragen
    34
    Federklammer
    35
    Verriegelungsmittel
    36
    Verriegelungszapfen
    37
    Durchführungsöffnung

Claims (2)

  1. Elektrischer Steckverbinder (1) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung durch eine Gehäusewand (23, 31), insbesondere der Wand eines Kraftfahrzeuggetriebes, mit einem elektrische Steckkontakte (4, 20) aufweisenden Stiftgehäuse (2, 16, 29) und einer mit diesem mittels Bajonett-Verschluss (8, 7) lösbar verbindbaren Führungshülse (3, 13, 17), wobei das Stiftgehäuse (2, 16, 29) im wesentlichen an der Innenseite und die Führungshülse (3, 13, 17) im wesentlichen an der Außenseite der Gehäusewand (23, 31) angeordnet ist und der Steckverbinder (1) in einer Öffnung (37) der Gehäusewand (23, 31) festlegbar ist und das Stiftgehäuse (2, 16, 29) auf seinem der Führungshülse (3, 13, 17) zugewandten Ende einen inneren und einen äußeren im wesentlichen ringförmigen Kragen (5, 6, 18, 19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stiftgehäuse (2) und einem mit diesem verbindbaren Modul (26) ein Federelement, beispielsweise eine Blattfeder (24, 27), angeordnet ist, wobei das Stiftgehäuse (2) aus Kunststoff hergestellt und das Federelement (24) in den Gehäuseboden des Stiftgehäuses (2) eingespritzt ist, so dass das Federelement (24) eine Axialkraft auf eine Stirnfläche des Moduls (26) erzeugt.
  2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (3) durch die Durchführungsöffnung (37) der Gehäusewand (23) durchführbar ist.
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DE10003924A DE10003924A1 (de) 2000-01-29 2000-01-29 Elektrischer Steckverbinder
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PCT/EP2001/000688 WO2001056118A2 (de) 2000-01-29 2001-01-23 Elektrischer steckverbinder

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EP1250733A2 EP1250733A2 (de) 2002-10-23
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EP (1) EP1250733B1 (de)
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