EP2131451A1 - Geschirmte elektrische Verbindungsanordnung - Google Patents

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EP2131451A1
EP2131451A1 EP09003995A EP09003995A EP2131451A1 EP 2131451 A1 EP2131451 A1 EP 2131451A1 EP 09003995 A EP09003995 A EP 09003995A EP 09003995 A EP09003995 A EP 09003995A EP 2131451 A1 EP2131451 A1 EP 2131451A1
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EP
European Patent Office
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plug
contour
arrangement according
shields
cover
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Withdrawn
Application number
EP09003995A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Alfred Annecke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Original Assignee
Amphenol Tuchel Electronics GmbH
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Filing date
Publication date
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    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
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    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a shielded electrical connection arrangement with a plug-in contact at least receiving plug contour with a plug-in area and a receiving area for receiving and holding the plug contact in a fixing of the plug contact, and a lid for fixing the fixing in the receiving area of the plug contour, wherein cover and receiving area have their outer contour shielding, and wherein electrically conductive connecting elements for contacting the connectors and mechanical connection of the lid are provided with the plug contour.
  • connection cables from the connectors. Since the electrical connection arrangements are very small components, production tolerance tolerances play a significant role, in particular in the development of so-called EMC gaps.
  • the invention is therefore based on the object to propose a shielded electrical connection arrangement, on the one hand high electrical shielding and on the other hand optimal mechanical and electrical connection of the individual parts of the connection arrangement with each other, especially at the EMC problem areas, provides.
  • the invention is based on the idea of providing shieldings on the cover and fixing section of the plug-in contour receiving at least one plug-in contact such that electrically conductive connecting elements are provided for contacting the shields and at the same time for mechanical connection of the cover to the plug-in contour. Due to the dual function of the electrically conductive connection elements, on the one hand very simple, but on the other hand very effective electrical connection arrangement with shielding is provided, which is at the same time very good mechanical sealable.
  • the electrically conductive connecting elements can be configured without detent connection in order to obtain a permanent connection quality, wherein a positive connection is advantageous, preferably a non-destructive releasable.
  • the shields are at least partially formed from an electrically conductive coating, which is particularly simple and especially applicable nationwide.
  • the connecting elements are rivets, preferably solid metal rivets.
  • connection elements are sunk into the outer contour of the lid and receiving area, preferably in such a way that they are substantially flush with the outer contour. This measure avoids antenna effect and / or voltage peaks on the outer contour. Furthermore, the encapsulation of the connection arrangement is facilitated and material saved by the aforementioned measure.
  • the receiving area on a peripheral shoulder in which the connecting elements are arranged.
  • the peripheral shoulder of the receiving area corresponds to the lid and both components are penetrated by rivet holes, which are aligned with each other after the lid has been placed on the receiving portion of the male contour.
  • preferably coding ribs are provided to prevent incorrect assembly and to facilitate assembly.
  • the assembly is further facilitated by the peripheral shoulder is arranged transversely to the insertion direction S.
  • connection arrangement In order to protect the connection arrangement and in particular the shielding, the connection arrangement has an insulating encapsulation, which at the same time can form part of the plug-in contour.
  • the shielding effect can be significantly improved.
  • FIG. 1 an electrical connection arrangement without encapsulation 1 is shown, wherein the encapsulation 1 in FIG. 3 can be seen.
  • the plug contour comprises a plug-in region 5 and a receiving region 6 for receiving and holding the plug-in contact 2, 2 'in a fixing section 7, 7' of the plug contacts 2, 2 '.
  • the fixing portions 7, 7 'of the plug contacts 2, 2' are T-shaped in cross-section, each with a collar 8, 8 ', which prevents slippage of the plug contacts 2, 2' through the passage openings 3, 3 '.
  • the receiving region 6 has a substantially rectangular peripheral shoulder 11, the outer dimensions of which substantially coincide with the cover 9, so that the cover 9 and peripheral shoulder 11 are flush in the region of their lateral edges.
  • the plug contour 4 and the lid 9 are preferably made of plastic, while the plug contacts 2, 2 'consist of an electrically conductive material.
  • rivet holes 12, 13 electrically conductive connecting elements, namely rivets 14 are performed.
  • cover 9 and peripheral shoulder 11 are fixed, wherein after performing each Nietschachts 15 of the rivets 14 through the rivet holes 12, 13 and stop each setting head 16 of the rivets 14 to a stop 18 of a recess 19 in the receiving area 6, each closing head 17th the rivets 14 each formed in a recess 20 to a stop 21.
  • the shielding 22 of the receiving region 6 extends into the plug-in region 5 of the plug-in contour 4, in order to be connectable to a shield, not shown, of the mating plug (not shown).
  • the shields 22, 23 are led out via a shielding connection 26 from an encapsulation 1 enclosing the above-described components. Furthermore, terminals 27, 27 'for the plug contacts 2, 2' are provided.
  • the shielding connection 26 and the connections 27, 27 ' are designed as flat conductors in order to ensure optimum shielding in the region of the passage of the connections 27, 27' and of the shielding connection 26 through the shields 22, 23.
  • the plug contacts 2, 2 'each have plug-in ends 28, 28' which can be plugged in, in particular flush with the plug contacts 2, 2 ', caps 2p, 2p', which act as contact protection in the region of the plug-in opening of the connection arrangement.
  • caps 2p, 2p ' which act as contact protection in the region of the plug-in opening of the connection arrangement.

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine geschirmte elektrische Verbindungsanordnung mit einer mindestens einen Steckkontakt aufnehmenden Steckkontur mit einem Steckbereich und einem Aufnahmebereich zur Aufnahme und Halterung des Steckkontakts in einem Fixierabschnitt des Steckkontakts, sowie einem Deckel zur Fixierung des Fixierabschnitts im Aufnahmebereich der Steckkontur, wobei Deckel und Aufnahmebereich an ihrer Außenkontur Schirmungen aufweisen, und wobei elektrisch leitfähige Verbindungselemente zur Kontaktierung der Steckverbindungen und mechanischen Verbindung des Deckels mit der Steckkontur vorgesehen sind.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer geschirmten elektrischen Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit folgenden Schritten:
- Aufnahme des Fixierabschnitts des Steckkontakts zwischen dem Deckel und dem Aufnahmebereich und
- mechanische Fixierung von Deckel und Fixierabschnitt und Kontaktierung der Schirmungen durch elektrisch leitfähige Verbindungselemente.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine geschirmte elektrische Verbindungsanordnung mit einer mindestens einen Steckkontakt aufnehmenden Steckkontur mit einem Steckbereich und einem Aufnahmebereich zur Aufnahme und Halterung des Steckkontakts in einem Fixierabschnitt des Steckkontakts, sowie einem Deckel zur Fixierung des Fixierabschnitts im Aufnahmebereich der Steckkontur, wobei Deckel und Aufnahmebereich an ihrer Außenkontur Schirmungen aufweisen, und wobei elektrisch leitfähige Verbindungselemente zur Kontaktierung der Steckverbindungen und mechanischen Verbindung des Deckels mit der Steckkontur vorgesehen sind.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer geschirmten elektrischen Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit folgenden Schritten:
    • Aufnahme des Fixierabschnitts des Steckkontakts zwischen dem Deckel und dem Aufnahmebereich und
    • mechanische Fixierung von Deckel und Fixierabschnitt und Kontaktierung der Schirmungen durch elektrisch leitfähige Verbindungselemente.
  • Insbesondere bei der elektrischen Kontaktierung von störanfälligen Geräten wie Hybridantrieben oder elektrischen Antrieben in Fahrzeugen werden in der Regel störsichere Ausführungen vorgesehen. Ein wesentlicher Störfaktor für die Steuerung der Antriebe wird in der Einstrahlung von elektrischen Störfeldern gesehen. Andererseits ist auch die Ausstrahlung von Störfeldern aus solchen Leistungsverbindungen in die Steuerelektronik zu vermeiden. Insofern sind in der Fahrzeugtechnik extrem hohe Anforderungen an elektrische Abschirmungen und an die Abdichtung der Kontaktierungen beziehungsweise Verbindungsanordnungen gegenüber ein- und austretender Störung vorzusehen. Auch eine mechanische Abdichtung solcher Verbindungsanordnungen gegen Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit ist von großer Bedeutung.
  • Im Stand der Technik sind spezielle Metallüberzüge oder Schirmbleche bekannt, welche steckbare Verbindungen gegenüber vorgenannten Störeinflüssen abschirmen beziehungsweise verhindern, dass elektromagnetische Störstrahlungen aus der Verbindungsanordnung austreten. Nachteilig bei solchen Anordnungen ist der hohe mechanische Aufwand bei der Montage oder beim Aufbringen entsprechender Schutzschichten, insbesondere wenn solche Gehäuseanordnungen einteilig auszuführen sind. In der Regel sind die Anforderungen und applikationsspezifischen Einbausituationen so, dass eine entsprechende Verbindungsanordnung als Steckverbindung ausgebildet sein muss. Diese sind in der Regel aus einer Mehrzahl von Teilen aufgebaut (Gehäuseteile und Kontakte), welche sicher montiert werden müssen, beispielsweise durch Rastverbindungen. Soweit zusätzlich eine Schirmung gefordert wird, ist diese zumindest an allen außen liegenden Gehäuseteilen so anzubringen, dass die Schirmung dicht ist, was insbesondere bei mehreren zusammengesetzten Gehäuseteilen problematisch ist. An Stoßstellen, an welchen die EMV-Schirmfläche von einem Gehäuseteil auf das andere Gehäuseteil übergeführt werden muss, besteht einerseits das Problem der mechanischen und elektrischen Verbindung und andererseits das Problem, eine gute elektromagnetische Dichtheit zu gewährleisten.
  • Weiterhin ist darauf zu achten, dass aus den Steckverbindern die anzuschließenden Kontakte mit Anschlussleitungen versehen sind. Da es sich bei den elektrischen Verbindungsanordnungen um sehr kleine Bauteile handelt, spielen fertigungstechnische Tolleranzen eine erhebliche Rolle, insbesondere beim Entstehen sogenannter EMV-Lücken.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine geschirmte elektrische Verbindungsanordnung vorzuschlagen, die einerseits eine hohe elektrische Abschirmung und andererseits eine möglichst optimale mechanische und elektrische Verbindung der Einzelteile der Verbindungsanordnung untereinander, insbesondere an den EMV-Problemzonen, vorsieht.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Zeichnungen angegebenen Merkmale.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, Schirmungen an Deckel und Fixierabschnitt der mindestens einen Steckkontakt aufnehmenden Steckkontur derart vorzusehen, dass elektrisch leitfähige Verbindungselemente zur Kontaktierung der Schirmungen und gleichzeitig zur mechanischen Verbindung des Deckels mit der Steckkontur vorgesehen sind. Durch die Doppelfunktion der elektrisch leitfähigen Verbindungselemente wird eine auf der einen Seite sehr einfache, auf der anderen Seite aber sehr wirkungsvolle elektrische Verbindungsanordnung mit Schirmung vorgesehen, die gleichzeitig sehr gut mechanisch abdichtbar ist. Mit Vorteil können die elektrisch leitfähigen Verbindungselemente rastverbindungsfrei ausgestaltet werden, um eine dauerhafte Verbindungsqualität zu erhalten, wobei eine formschlüssige Verbindung vorteilhaft ist, vorzugsweise eine nicht zerstörungsfrei lösbare.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Schirmungen zumindest teilweise aus einer elektrisch leitfähigen Beschichtung gebildet, die besonders einfach und insbesondere flächendeckend aufbringbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Verbindungselemente Nieten, vorzugsweise Vollmetallnieten. Durch Nieten kann eine definierte mechanische Verbindungskraft erzeugt werden und gleichzeitig eine Kontaktierung der vorzugsweise als Beschichtung vorgesehenen Schirmung erfolgen, indem die Nietenköpfe sowie das Gegennietstück der Nieten auf die Schirmung gepresst werden. Besonders bei den in Fahrzeugen gegebenen Dauerschwingverhältnissen sind die auf Verbindungsqualität leicht überprüfbaren Vollmetallnieten von Vorteil.
  • Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Verbindungselemente in die Außenkontur von Deckel und Aufnahmebereich eingesenkt sind, vorzugsweise derart, dass sie im Wesentlichen bündig mit der Außenkontur abschließen. Durch diese Maßnahme werden Antennenwirkung und/oder Spannungsspitzen an der Außenkontur vermieden. Weiterhin wird durch die vorgenannte Maßnahme die Umspritzung der Verbindungsanordnung erleichtert und Material eingespart.
  • Mit Vorteil weist der Aufnahmebereich eine Umfangsschulter auf, in der die Verbindungselemente angeordnet sind. Die Umfangsschulter des Aufnahmebereichs korrespondiert zu dem Deckel und beide Bauteile sind von Nietlöchern durchsetzt, die entsprechend miteinander fluchten, nachdem der Deckel auf den Aufnahmebereich der Steckkontur aufgesetzt wurde. Hierzu sind vorzugsweise Kodierungsrippen vorgesehen, um ein falsches Zusammenbauen zu verhindern und die Montage zu erleichtern.
  • Die Montage wird weiter erleichtert, indem die Umfangsschulter quer zur Steckrichtung S angeordnet ist.
  • Um die Verbindungsanordnung und insbesondere die Schirmung zu schützen, weist die Verbindungsanordnung eine isolierende Umspritzung auf, die gleichzeitig einen Teil der Steckkontur bilden kann.
  • Soweit an die Schirmungen ein Schirmungsanschluss angeschlossen ist, der vorzugsweise durch die Verbindungselemente fixiert und/oder kontaktiert ist, kann die Schirmwirkung noch deutlich verbessert werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie an Hand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
    • Fig. 1:
    eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungsanordnung,
    Fig. 2:
    eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung entgegen der Steckrichtung S und
    Fig. 3:
    eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung gemäß Schnittlinie A-A aus Figur 2.
  • In Figur 1 ist eine elektrische Verbindungsanordnung ohne Umspritzung 1 dargestellt, wobei die Umspritzung 1 in Figur 3 zu erkennen ist.
  • Zwei Steckkontakte 2, 2' sind in entsprechende Durchgangsöffnungen 3, 3' einer die Steckkontakte 2, 2' aufnehmenden Steckkontur 4 eingesetzt.
    Die Steckkontur umfasst einen Steckbereich 5 und einem Aufnahmebereich 6 zur Aufnahme und Halterung des Steckkontakts 2, 2' in einem Fixierabschnitt 7, 7' der Steckkontakte 2, 2'.
  • Die Fixierabschnitte 7, 7' der Steckkontakte 2, 2' sind im Querschnitt T-förmig ausgebildet mit je einem Kragen 8, 8', der ein Durchrutschen der Steckkontakte 2, 2' durch die Durchgangsöffnungen 3, 3' verhindert.
  • Fixiert werden die Steckkontakte 2, 2' durch einen Deckel 9, der formschlüssig mit dem Aufnahmebereich 6 zusammengesetzt wird, wobei Kodierrippen 10 eine Falschmontage oder eine falsche Ausrichtung des Deckels 9 zu dem Aufnahmebereich 6 verhindern.
  • Der Aufnahmebereich 6 weist eine im Wesentlichen rechteckige Umfangsschulter 11 auf, deren Außenabmessungen sich im Wesentlichen mit dem Deckel 9 decken, so dass Deckel 9 und Umfangsschulter 11 im Bereich Ihrer Seitenränder bündig abschließen.
  • Die Steckkontur 4 sowie der Deckel 9 sind vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt, während die Steckkontakte 2, 2' aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen. Durch sechs sowohl im Deckel 9 als auch in der Umfangsschulter 11 vorgesehene Nietlöcher 12, 13 werden elektrisch leitfähige Verbindungselemente, nämlich Nieten 14 geführt. Mittels der Nieten 14 werden Deckel 9 und Umfangsschulter 11 fixiert, wobei nach Durchführen jedes Nietschachts 15 der Nieten 14 durch die Nietlöcher 12, 13 und nach Anschlag jedes Setzkopfes 16 der Nieten 14 an einen Anschlag 18 einer Vertiefung 19 im Aufnahmebereich 6 wird jeder Schließkopf 17 der Nieten 14 in je einer Ausnehmung 20 an einen Anschlag 21 angeformt.
  • Indem der Aufnahmebereich 6 und der Deckel 9 im Bereich deren Außenkonturen 24, 25 durch Schirmungen 22, 23 abgeschirmt sind und die Schirmungen 22, 23 durch die Nieten 14 vom Anschlag 18 zum Anschlag 21 elektrisch leitend verbunden sind, ist einerseits eine optimal leitende Verbindung der Schirmungen 22 und 23 möglich und andererseits wird durch die Nieten 14 gleichzeitig die mechanische Fixierung der Steckkontakte 2, 2' zwischen Deckel 9 und dem Aufnahmebereich 6 gewährleistet.
  • Die Schirmung 22 des Aufnahmebereichs 6 erstreckt sich bis in den Steckbereich 5 der Steckkontur 4 hinein, um an eine nicht dargestellte Schirmung des Gegensteckers (nicht dargestellt) anschließbar zu sein.
  • Die Schirmungen 22, 23 sind über einen Schirmungsanschluss 26 aus einer die vorbeschriebenen Bestandteile umschließenden Umspritzung 1 herausgeführt. Weiterhin sind Anschlüsse 27, 27' für die Steckkontakte 2, 2' vorgesehen.
  • Der Schirmungsanschluss 26 und die Anschlüsse 27, 27' sind als Flachleiter ausgebildet, um eine optimale Schirmung im Bereich des Durchtritts der Anschlüsse 27, 27' sowie des Schirmungsanschlusses 26 durch die Schirmungen 22, 23 zu gewährleisten.
  • Die Steckkontakte 2, 2' verfügen jeweils über in Steckrichtung S liegende Steckenden 28, 28' einsteckbare, insbesondere bündig an die Steckkontakte 2, 2' anschließbare, Kappen 2p, 2p', die als Berührschutz im Bereich der Stecköffnung der Verbindungsanordnung wirken. Trotz der, insbesondere pilzförmigen, vorzugsweise nicht leitfähigen, Kappen 2p, 2p' sind die Steckkontakte 2, 2' durch den Gegenstecker kontaktierbar, indem der Gegenstecker die Kappen 2p, 2p' übergreift oder umgreift.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Umspritzung
    2, 2'
    Steckkontakte
    2p, 2p'
    Kappen
    3, 3'
    Durchgangsöffnungen
    4
    Steckkontur
    5
    Steckbereich
    6
    Aufnahmebereich
    7, 7'
    Fixierabschnitt
    8, 8'
    Kragen
    9
    Deckel
    10
    Kodierrippe
    11
    Umfangsschulter
    12
    Nietlöcher
    13
    Nietlöcher
    13
    Nietlöcher
    14
    Nieten
    15
    Nietschaft
    16
    Setzkopf
    17
    Schließkopf
    18
    Anschlag
    19
    Vertiefung
    20
    Ausnehmung
    21
    Anschlag
    22
    Schirmung
    23
    Schirmung
    24
    Außenkontur
    25
    Außenkontur
    26
    Schirmungsanschluss
    27, 27'
    Anschlüsse
    28, 28'
    Steckenden
    S
    Steckrichtung

Claims (9)

  1. Geschirmte elektrische Verbindungsanordnung mit folgenden Merkmalen:
    - einer mindestens einen Steckkontakt (2, 2') aufnehmenden Steckkontur (4) mit einem Steckbereich (5) und einem Aufnahmebereich (6) zur Aufnahme und Halterung des Steckkontakts (2, 2') in einem Fixierabschnitt (7, 7') des Steckkontakts (2, 2'),
    - einem Deckel (9) zur Fixierung des Fixierabschnitts (7, 7') im Aufnahmebereich (6) der Steckkontur (4),
    - Deckel (9) und Aufnahmebereich (6) weisen an ihrer Außenkontur (24, 25) Schirmungen (22, 23) auf, und
    - elektrisch leitfähige Verbindungselemente (14) zur Kontaktierung der Schirmungen (22, 23) und mechanischen Verbindung des Deckels (9) mit der Steckkontur (4).
  2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Schirmungen (22, 23) zumindest teilweise aus einer elektrisch leitfähigen Beschichtung bestehen.
  3. Verbindungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Verbindungselemente (14) Nieten (14), vorzugsweise Vollmetallnieten, sind.
  4. Verbindungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Verbindungselemente (14) in die Außenkontur (24, 25) von Deckel (9) und Aufnahmebereich (6) eingesenkt sind, vorzugsweise derart, dass sie im Wesentlichen bündig mit der Außenkontur (24, 25) abschließen.
  5. Verbindungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Aufnahmebereich (6) eine Umfangsschulter (11) aufweist, in der die Verbindungselemente (14) angeordnet sind.
  6. Verbindungsanordnung nach Anspruch 5, bei der die Umfangsschulter (11) quer zur Steckrichtung S angeordnet ist.
  7. Verbindungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Verbindungsanordnung eine isolierende Umspritzung (1) aufweist.
  8. Verbindungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der an die Schirmungen (22, 23) ein Schirmungsanschluss (26) angeschlossen ist, vorzugsweise fixiert und/oder kontaktiert durch die Verbindungselemente (14).
  9. Verfahren zur Herstellung einer geschirmten elektrischen Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit folgenden Schritten:
    - Aufnahme des Fixierabschnitts (7, 7') des Steckkontakts (2, 2') zwischen den Deckel (9) und den Aufnahmebereich (9) und
    - mechanische Fixierung von Deckel (9) und Aufnahmebereich (6) und Kontaktierung der Schirmungen (22, 23) durch elektrisch leitfähige Verbindungselemente (14).
EP09003995A 2008-06-04 2009-03-20 Geschirmte elektrische Verbindungsanordnung Withdrawn EP2131451A1 (de)

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