EP2642609A1 - Steckverbinderteil für ein medizinisches Gerät oder Instrument - Google Patents

Steckverbinderteil für ein medizinisches Gerät oder Instrument Download PDF

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EP2642609A1
EP2642609A1 EP12161065.3A EP12161065A EP2642609A1 EP 2642609 A1 EP2642609 A1 EP 2642609A1 EP 12161065 A EP12161065 A EP 12161065A EP 2642609 A1 EP2642609 A1 EP 2642609A1
Authority
EP
European Patent Office
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fluid
contact
connector
plug
electrical contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12161065.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Gross
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.)
Erbe Elecktromedizin GmbH
Original Assignee
Erbe Elecktromedizin GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Erbe Elecktromedizin GmbH filed Critical Erbe Elecktromedizin GmbH
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Priority to US13/801,440 priority patent/US20130252461A1/en
Priority to KR1020130030385A priority patent/KR101550492B1/ko
Priority to CN2013100936712A priority patent/CN103326204A/zh
Priority to JP2013062375A priority patent/JP5718964B2/ja
Priority to BRBR102013006863-2A priority patent/BR102013006863A2/pt
Publication of EP2642609A1 publication Critical patent/EP2642609A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01R13/005—Electrical coupling combined with fluidic coupling
    • 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
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5224—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases for medical use
    • 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
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5227—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases with evacuation of penetrating liquids

Definitions

  • the invention relates to a connector part for a medical device or a medical instrument.
  • Some medical instruments are designed to be supplied with at least one fluid as well as at least one electrical signal.
  • the fluid may be a gas, a liquid, a supercritical fluid, an aerosol, or a combination thereof.
  • the electrical signal may be an information-bearing signal, such as a signal. a switching signal, a bit string, or the like, or also a power signal, such as an RF voltage or an RF current, with which an effect on a biological tissue can be achieved.
  • An example of a medical instrument that requires both an electrical supply, as well as the supply of a fluid is from the DE 69126721 T2 known.
  • the instrument has a flexible connection hose, which initially leads to an electrical connector and branches from there to a fluid connection.
  • the connector part according to the invention is according to claim 1 a plug and according to claim 2 a socket.
  • the connector part has at least one fluid plug element, which is designed in the case of the plug as a plug pin and in the case of the socket as a socket.
  • the plug pin can be any elongated metal or other material, e.g. Plastic, be existing part with a round or non-circular, for example polygonal cross-section, which is formed substantially straight or stretched.
  • each element can be understood, which encloses an open at least on one side elongated receiving space into which a plug pin is inserted.
  • the receiving space has a cross section, which may be round or out of round, for example polygonal.
  • the receiving space is straight and unaltered in cross-section along its length, e.g. cylindrically shaped.
  • the connector part has at least one fluid channel which adjoins an opening thereof.
  • the opening is used for the removal of fluid media, such as. Liquids, gases, supercritical fluids, aerosols, smoke or the like.
  • fluid media such as. Liquids, gases, supercritical fluids, aerosols, smoke or the like.
  • a fluid supply line and / or a fluid discharge line is connected to the fluid channel.
  • the connector part according to the invention also has an electrical contact device. This is preferably at one end of the fluid plug element - in the case of the plug pin at the free end of the same and in the case of the socket at its inner end or Floor - arranged.
  • an electrical contact device This is preferably at one end of the fluid plug element - in the case of the plug pin at the free end of the same and in the case of the socket at its inner end or Floor - arranged.
  • the electrical contact device and the plug-in element are arranged coaxially with one another.
  • the merging of corresponding connector parts is particularly easy.
  • the plug pin of the plug can receive a radial guide in the socket of the socket, which promotes concentric assembly of the contact means of the plug and the socket.
  • Delicate electrical contacts are protected. It can be worked with tight tolerances, without the risk of damage in case of improper handling.
  • the two fluid connector elements form a linear guide device for the two electrical contact devices.
  • the electrical contact device can be formed in one or more poles independently of the specific embodiment.
  • it may be formed as a monopolar contact pin.
  • it may be considered non-conductive Pin may be formed, which carries on its surface a plurality of axially spaced circumferentially spaced apart and mutually insulated contact strip to form a multi-pin plug pin.
  • the contact device if it is designed as a contact socket, as a monopolar, at least on its inner side electrically conductive bushing to be formed as a non-conductive book with a plurality of axially extending from each other in the circumferential direction spaced contacts.
  • the electrical contact device and the plug element are electrically connected to one another independently of the other structural design of the connector device.
  • the plug-in element itself can be used as an electrical conductor, which contributes to the constructive simplicity and simplification of the cable routing.
  • the electrical contact device and the plug-in element are arranged from each other electrically isolated. This can be helpful when using high voltages, which requires good insulation to ensure the necessary contact protection.
  • the electrical separation of contact device and plug-in element can also provide other advantages, for example. With regard to the transmission of electrical information-carrying signals and their immunity to interference.
  • the electrical contact device is designed as a contact socket, it can be rigid or alternatively have one or more spring contacts. Accordingly, the contact pin may have one or more spring contacts or in turn be rigid. Thus, at least one spring contact is preferably active between the two contact devices designed as a contact socket and as a contact pin.
  • a self-centering spring contact arrangement is preferred which comprises at least two, preferably three or more, spring contacts arranged along the circumference of the contact pin and / or the contact socket.
  • the electrical contact device may comprise an axially oriented contact surface.
  • This may be formed on the contact bush, for example, at the bottom thereof or on an axially oriented contact pin, for example, in the form of its end face.
  • the contact surface may be a flat surface or a curved surface of greater or lesser curvature, a tip or the like.
  • axial orientation of this contact surface is meant that the surface is oriented substantially transverse to the axial direction of the contact socket and / or the contact pin.
  • the axial direction is that direction with which the plug pin and the socket can be brought into or out of engagement with each other.
  • the contact pin can be rigid or spring-mounted his. In the case of a resilient mounting, it is preferably axially resiliently mounted, for example, to reach with its end face to a corresponding contact surface of the contact socket.
  • the contact pin is held in the male member under a bias.
  • the bias can be applied by a spring. By biasing the contact pressure at the electrical contact surface can be set within narrow limits at the same time.
  • the fluid channel extends to the opening, wherein it is preferably transverse to the axial direction of the plug element following the opening.
  • a seal is preferably arranged on both sides of the opening axially in front of and behind the same.
  • Suitable seals are O-rings or other sealing elements.
  • FIG. 1 a medical device 10 is shown, which serves for feeding a surgical instrument 11.
  • the latter has a grip part 12 with which a part 13 to be brought into contact with a patient is to be guided and / or operated.
  • the handle part 12 is connected to the device 10 via a line 14 through which the desired fluid medium for supplying the part 13 and electrical voltages and / or currents are guided.
  • the line 14 connects the handle part 12 with a connector part 15 in the form of a plug 16.
  • the connector parts 15, 17 together form a plug-in device for transmitting a fluid medium and for transmitting electrical signals. These can be power signals, information-carrying signals or mixed forms of the same.
  • FIG. 2 illustrates the conduit 14, which includes a jacket tube 19, one or more inner tubes or tubes 20, 21, 22, and / or one or more bare electrical or insulated conductors 23.
  • the connector parts 15, 17 are in FIG. 3 separately illustrated. As can be seen in particular from the connector part 15, this is a combined connector part with at least one, preferably a plurality of fluid connector elements 24, 25, 26, which are formed here, for example, as a plug pins 27-29. At least one of the plug pins 27-29 is a combined plug pin which serves both as a fluid connection and as an electrical connection. As shown, the fluid plug elements 24-26 may be arranged side by side in parallel orientation. You can do this on a straight or even a curved line in be positioned the same or different distances, for example, to ensure that the connector part 15 can be assembled only in a selected position with the connector part 17.
  • the fluid plug elements 24-26 contain at least one fluid channel 30, 32 or even a plurality of fluid channels 31, 31 a as in the example of the fluid plug element 25 in FIG FIG. 3 is illustrated. However, it is also possible to provide each fluid connector 24-26 each with only one fluid channel. Furthermore, individual fluid connector elements can be provided without a fluid channel or even with more than two fluid channels. Any combination of said fluid connector elements with each other is possible.
  • the fluid connector 24-26 of the connector part 15 are in FIG. 3 assigned to the left dashed sleeve-like fluid connector elements 33-35 of the connector part 17, their positions and lateral distances and other arrangement corresponds to those of the fluid connector 24-26.
  • the fluid plug elements 33-35 is at least one, preferably more or all with fluid channels 36, 37, 37 a, 38 in connection.
  • at least one of the fluid plug elements 33-35, preferably several or all, is connected to an electrical line 39, 40 and / or 41.
  • the connector part 15 at least one, preferably two or more electrical lines 42, 43, 44, which are connected to one or more of the fluid connector elements 24-26.
  • FIG. 4 illustrates:
  • FIG. 4 illustrated fluid connectors 24, 33 are in turn formed by the plug pin 27 and a socket 45.
  • the fluid plug members 34 and 35 become, as with recourse FIG. 3 can be seen, correspondingly formed by sockets 46, 47.
  • the fluid plug element 24 which is preferably formed as an approximately cylindrical body, provided at its front end with an electrical contact means 48. This is formed for example by a contact pin 49.
  • the contact pin 49 is arranged coaxially with the fluid plug element 24, which is in FIG. 4 is indicated by a common axis 50.
  • the axis 50 extends along the axial direction of the plug element 24 and parallel to that direction in which the plug-in elements 24, 33 are plugged together or pulled apart.
  • the contact pin 49 may, as shown, be formed as a cylinder pin or deviating shapes, for example, a mushroom head shape, barrel shape or the like, for example, to achieve a tactile locking effect.
  • the contact pin 49 may also have the same diameter as the plug pin 27.
  • the contact pin 49 irrespective of its diameter part of the plug pin 27, that is integrally connected to this seamlessly. It can also be made as a separate part and attached to the pin 27.
  • the contact device 48 for example in the form of the contact pin 49, is preferably made of metal or at least partially metallized on the surface.
  • the electrically conductive surface formed in this way is in electrical connection with the line 42.
  • the plug pin 27 itself may be made of metal and thus produce the electrical contact between the line 42 and the contact pin 49. It is also possible to form the plug pin 27 of electrically non-conductive material, such as plastic and lead the electrical line 42 through a not further illustrated axial channel of the plug pin 27 to the contact pin 49 and to contact this.
  • the conduit 49 may extend in isolated or blank form through the body of the male pin 27 and, if made of plastic, may be embedded therein.
  • the plug-side contact device 48 is associated with a socket-side contact device 51, which is arranged at the inner end of the socket 45 and the fluid plug element 33.
  • the contact device 51 may be formed as a contact socket 52 into which the contact pin 49 is to be inserted.
  • the contact socket 52 may be formed of metal or other conductive material.
  • one, two or more contact means 53, 54 may be arranged, which are supported for example with both ends on the inner wall of the contact socket 52 and bulge toward the contact pin 49 to resiliently abut against this.
  • the contact socket 52 establishes the electrical contact to the electrical line 39. It is also possible to form the contact bushing 52 from a non-conductive material and to connect the conduit 39 with the contact means 53, 54 in another way.
  • the fluid channel 36 leads substantially radially to an opening 55 in the wall of the socket 45.
  • an opening 56 is provided, which leads to a radial or otherwise transverse to the axis 50 extending portion of the fluid channel 30.
  • seals 57, 58 are arranged on the plug pin.
  • seated in corresponding annular grooves 0-rings 57, 58 may be provided which define an outwardly fluid-tight gap 59 with which the fluid channels 30, 36 communicate.
  • the connector described so far consisting of the two connector parts 15, 17 functions as follows:
  • the insertion and removal of the plug 16 into the socket 18 can be done manually, for example, by the plug 16 is inserted or withdrawn in the direction indicated by the axis 50 axial direction of the plug pins 27-29 in the socket 18.
  • the plug pins 27-29 are found in the sockets 45-47.
  • the O-rings 57, 58 or other seals slide on the inner wall of the socket 45-47. The closer to the free end of the pin 27-29 O-ring 57 runs over the opening 55, while the other O-ring 58 does not reach them.
  • the contact device 48 Shortly before the end of the insertion movement, preferably after the opening 55 is already between the O-rings 57, 58, the contact device 48 comes into operative connection with the contact device 51.
  • Any fluid with high flow velocity and / or high pressure can be transmitted via the fluid channels 30, 36.
  • any fluid with high flow velocity and / or high pressure can be transmitted via the fluid channels 30, 36.
  • electrical signals for transmission of information or power can be transmitted.
  • the assignments of electrical contact pin 49 and contact bush 51 to the fluid plug elements 24, 33 may be reversed, as it is FIG. 5 shows.
  • the contact pin 49 is disposed at the bottom of the socket 45, while the contact device 51 and the contact socket 52 is disposed in an end-side exception of the fluid plug element 24, that is, the plug pin 27.
  • FIG. 6 There are further modifications possible, based on the previous description in FIG. 6 are illustrated. Construction or functionally identical parts are here without further explanation with the same Provided with reference numerals.
  • a socket-side contact device 51 is here a contact pin 60 which can be mounted axially movable along the axis 50 and by a means 61, for example, a spring 61 on the Plug pin 27 can be biased towards.
  • the contact pin 60 is preferably substantially cylindrical. Its diameter may be less than or equal to the diameter of the male pin 27.
  • Preferably provided for contact end face of the contact pin 60 is flat or curved.
  • the spring 61 can establish electrical contact between the lead 39 and the contact pin 60.
  • the line 39 may also be connected directly to the contact pin 60.
  • the electrical contact is particularly simple.
  • the conduit 39 may be connected to the body of the fluid plug element 33, while the contact pin 60 is seated in the preferably electrically conductive body of the plug pin 27 or contacted therewith by the means 61.
  • the line 42 in turn connects to the pin 27.
  • fluid channels 30 - 32 can apply, which open at the end face of the plug pin 27 - 29. This applies to all embodiments.
  • One single seal e.g. the O-ring 57 for sealing.
  • FIG. 8 An example of such a design is in FIG. 8 illustrated. Reference is made to the previous description based on the introduced reference numerals. It can, as shown, a stepped or ungestufte a plug pin 27 are used.
  • the contact means 53, 54 for example in the form of one or more spring contacts mounted on one or both ends, are preferably arranged near the open end of the socket 45.
  • the seal 57 is preferably arranged at the distal end of the plug pin 27, the diameter of which is at least preferably smaller than the diameter of the remaining plug pin 27.
  • the fluid contact is preferably lagging when plugged in and the electrical contact terminal is arranged in advance, while disconnecting this arrangement in the reverse order comes to effect.
  • a connector system according to the invention in particular for use in medical technology, comprises a plug 16 and a socket 18, both of which each have at least one fluid plug element 24, 33.
  • the fluid connector elements 24, 33 are provided with electrical contact means 48, 51, which results in a space-saving robust and safe system.

Abstract

Ein erfindungsgemäßes, insbesondere zur Anwendung in der Medizintechnik, vorgesehenes Steckverbindersystem umfasst einen Stecker 16 und eine Steckdose 18, wobei beide jeweils mindestens ein Fluidsteckelement 24, 33 aufweisen. Die Fluidsteckelemente 24, 33 sind mit elektrischen Kontakteinrichtungen 48, 51 versehen, womit sich ein platzsparendes robustes und sicheres System ergibt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Steckverbinderteil für ein medizinisches Gerät oder ein medizinisches Instrument.
  • Einige medizinische Instrumente sind so ausgebildet, dass sie sowohl mit mindestens einem Fluid sowie mit mindestens einem elektrischen Signal versorgt werden müssen. Bei dem Fluid kann es sich um ein Gas, eine Flüssigkeit, ein Fluid im superkritischem Zustand, ein Aerosol oder eine Kombination aus diesen handeln. Bei dem elektrischen Signal kann es sich um ein informationstragendes Signal, wie z.B. ein Schaltsignal, eine Bitfolge oder dergleichen, oder auch um ein Leistungssignal handeln, wie bspw. eine HF-Spannung oder ein HF-Strom, mit dem an einem biologischen Gewebe eine Wirkung zu erzielen ist.
  • Ein Beispiel für ein medizinisches Instrument, das sowohl eine elektrische Versorgung, als auch die Versorgung mit einem Fluid erfordert, ist aus der DE 69126721 T2 bekannt. Das Instrument weist einen flexiblen Anschlussschlauch auf, der zunächst zu einem elektrischen Stecker führt und von dort zu einem Fluidanschluss verzweigt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Steckverbinderteil zum Aufbau eines Steckverbindersystems anzugeben, mit dem sich auf einfache und sichere Weise sowohl fluide Medien als auch elektrische Signale übertragen lassen.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Steckverbinderteil nach Anspruch 1 und/oder mit dem Steckverbinderteil nach Anspruch 2 gelöst:
  • Das erfindungsgemäße Steckverbinderteil ist nach Anspruch 1 ein Stecker und nach Anspruch 2 eine Steckdose. Das Steckverbinderteil weist mindestens ein Fluidsteckelement auf, das im Falle des Steckers als Steckstift und im Falle der Steckdose als Steckbuchse ausgebildet ist. Der Steckstift kann dabei jedes längliche aus Metall oder einem anderen Werkstoff, z.B. Kunststoff, bestehende Teil mit rundem oder unrundem beispielsweise polygonalem Querschnitt sein, das im Wesentlichen gerade bzw. gestreckt ausgebildet ist. Unter einer Steckbuchse kann jedes Element verstanden werden, das einen mindestens einseitig offenen länglichen Aufnahmeraum umschließt in den ein Steckstift einführbar ist. Der Aufnahmeraum weist einen Querschnitt auf, der rund oder unrund, bspw. polygonal, ausgebildet sein kann. Vorzugsweise ist der Aufnahmeraum gerade und im Querschnitt entlang seiner Länge unverändert, also z.B. zylindrisch ausgebildet.
  • Das Steckverbinderteil weist mindestens einen Fluidkanal auf, der an eine Öffnung desselben anschließt. Die Öffnung dient zur Zu- der Abführung von fluiden Medien, wie bspw. Flüssigkeiten, Gasen, superkritischen Fluiden, Aerosolen, Rauch oder ähnlichem. An den Fluidkanal ist eine Fluidzuleitung und/oder eine Fluidableitung angeschlossen.
  • Das erfindungsgemäße Steckverbinderteil weist außerdem eine elektrische Kontakteinrichtung auf. Diese ist vorzugsweise an einem Ende des Fluidsteckelements - im Falle des Steckstifts an dem freien Ende desselben und im Falle der Steckbuchse an deren innenliegendem Ende oder Boden - angeordnet. Mit diesem Grundkonzept gelingt es, über eine einzige Paarung von zwei zueinander passenden Steckverbinderteilen, sowohl ein fluides Medium als auch einen Strom zu übertragen. Die Übertragung sowohl des Fluids als auch des Stroms erfolgt unmittelbar an dem Fluidsteckelement, das die elektrische Kontakteinrichtung trägt. Somit sind an einem Stecker oder einer Steckdose, die in der vorgenannten Art ausgebildet ist, bei Verwendung einer oder mehrerer der genannten kombinierten Steckelemente keine elektrischen Kontakte außerhalb von Fluidsteckkontakten erforderlich. Wackelkontakte oder sonstige Kontaktunsicherheiten sind somit auf einfache Weise auszuschließen. Ebenso können auf diese Weise relativ schlanke einfach zu bedienende Stecker gestaltet werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die elektrische Kontakteinrichtung und das Steckelement zueinander koaxial angeordnet. Dadurch wird das Zusammenführen entsprechender Steckverbinderteile besonders einfach. Der Steckstift des Steckers kann in der Steckbuchse der Steckdose eine radiale Führung erhalten, die konzentrisches Zusammenfügen der Kontakteinrichtungen des Steckers und der Steckdose fördert. Empfindliche elektrische Kontakte werden dadurch geschont. Es kann mit engen Toleranzen gearbeitet werden, ohne dass die Gefahr der Beschädigung bei unsachgemäßer Handhabung besteht. Die beiden Fluidsteckelemente bilden eine Linearführungseinrichtung für die beiden elektrischen Kontakteinrichtungen.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die elektrische Kontakteinrichtung unabhängig von der konkreten Ausführungsform ein- oder mehrpolig ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann sie als monopolarer Kontaktstift ausgebildet sein. Alternativ kann sie als nicht leitender Stift ausgebildet sein, der an seiner Oberfläche mehrere axial verlaufende in Umfangsrichtung voneinander beabstandete und gegeneinander isolierte Kontaktstreifen trägt, um einen mehrpoligen Steckstift zu bilden. Entsprechend dazu kann die Kontakteinrichtung, wenn sie als Kontaktbuchse ausgebildet ist, als monopolare, zumindest an ihrer Innenseite elektrisch leitende Buchse der als nicht leitende Buchs mit mehreren sich axial erstreckenden voneinander in Umfangsrichtung beabstandeten Kontakten ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise sind die elektrische Kontakteinrichtung und das Steckelement untereinander unabhängig von der sonstigen konstruktiven Ausbildung der Steckverbindereinrichtung elektrisch verbunden. Dadurch kann das Steckelement selbst als elektrischer Leiter genutzt werden, was zur konstruktiven Einfachheit und Vereinfachung der Leitungsführung beiträgt.
  • Unabhängig von der sonstigen konstruktiven Ausbildung der Steckverbindereinrichtung ist es alternativ auch möglich, die elektrische Kontakteinrichtung und das Steckelement voneinander elektrisch isoliert anzuordnen. Dies kann bei Nutzung hoher Spannungen hilfreich sein, die eine gute Isolation erfordert, um den nötigen Berührungsschutz sicherzustellen.
  • Die elektrische Trennung von Kontakteinrichtung und Steckelement kann auch andere Vorteile erbringen, bspw. im Hinblick auf die Übertragung von elektrischen informationstragenden Signalen und deren Störfestigkeit.
  • Es ist möglich, eine elektrische Leitung mit der Kontakteinrichtung direkt und/oder über das Steckelement zu verbinden. Die direkte Verbindung der Leitung mit der elektrischen Kontakteinrichtung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn das Steckelement selbst nicht leitend ausgebildet ist. Ansonsten können beide genannten Varianten unabhängig von den sonstigen Gegebenheiten der Steckverbindereinrichtung Anwendung finden.
  • Ist die elektrische Kontakteinrichtung als Kontaktbuchse ausgebildet, kann diese starr sein oder alternativ einen oder mehrere Federkontakte aufweisen. Entsprechend kann der Kontaktstift einen oder mehrere Federkontakte aufweisen oder seinerseits starr sein. Somit ist zwischen den beiden als Kontaktbuchse und als Kontaktstift ausgebildeten Kontakteinrichtungen vorzugsweise wenigstens ein Federkontakt wirksam. Vorzugsweise wird eine selbstzentrierende Federkontaktanordnung bevorzugt, die mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehrere entlang des Umfangs des Kontaktstifts und/oder der Kontaktbuchse angeordnete Federkontakte umfasst.
  • Alternativ kann die elektrische Kontakteinrichtung eine axial orientierte Kontaktfläche umfassen. Diese kann an der Kontaktbuchse bspw. an deren Boden oder an einem axial orientierten Kontaktstift bspw. in Gestalt von dessen Stirnfläche ausgebildet sein. Die Kontaktfläche kann eine ebene Fläche oder eine gewölbte Fläche mit größerer oder geringerer Krümmung eine Spitze oder dergleichen sein. Unter axialer Orientierung dieser Kontaktfläche wird verstanden, dass die Fläche im Wesentlichen quer zu der Axialrichtung der Kontaktbuchse und/oder des Kontaktstifts orientiert ist. Die Axialrichtung ist dabei diejenige Richtung, mit der der Steckstift und die Steckbuchse miteinander in oder außer Eingriff gebracht werden können.
  • Der Kontaktstift kann starr oder federnd gelagert sein. Im Falle einer federnden Lagerung ist er vorzugsweise axial federnd gelagert, um bspw. mit seiner Stirnfläche an eine entsprechende Kontaktfläche der Kontaktbuchse zu gelangen. Vorzugsweise ist der Kontaktstift in dem Steckelement unter einer Vorspannung gehalten. Die Vorspannung kann von einer Feder aufgebracht werden. Durch die Vorspannung lässt sich zugleich der Kontaktdruck an der elektrischen Kontaktfläche innerhalb enger Grenzen einstellen.
  • Der Fluidkanal erstreckt sich zu der Öffnung, wobei er im Anschluss an die Öffnung vorzugsweise quer zur Axialrichtung des Steckelements verläuft. Zu beiden Seiten der Öffnung axial vor und hinter derselben, ist vorzugsweise eine Dichtung angeordnet. Damit kann eine hohe Druckfestigkeit der Steckverbindung erreicht werden. Als Dichtungen eignen sich O-Ringe oder auch andere Dichtungselemente.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Steckverbindereinrichtung sind der Zeichnung zu entnehmen. Es zeigen:
    • Figur 1 ein medizinisches Gerät und ein medizinisches Instrument mit zugehörigem Steckverbinder, in schematischer Darstellung,
    • Figur 2 eine Leitung, die von dem medizinischen Gerät zu dem medizinischen Instrument führt, in schematisierter, ausschnittsweiser, geschnittener Perspektivdarstellung,
    • Figur 3 den Steckverbinder nach Figur 1 in einer getrennten, teilweise schematisierten Seitenansicht,
    • Figur 3-7 ineinander gefügte Steckverbindereinrichtungen, jeweils zur Herstellung eines elektrischen Kontakts und einer Fluidverbindung, jeweils in geschnittener schematischer Darstellung, und
    • Figur 8 eine abgewandelte Ausführungsform einer ineinander gefügten Steckverbindereinrichtung, zur Herstellung eines elektrischen Kontakts und einer Fluidverbindung, in geschnittener schematischer Darstellung.
  • In Figur 1 ist ein medizinisches Gerät 10 veranschaulicht, das zur Speisung eines chirurgischen Instruments 11 dient. Letzteres weist ein Griffteil 12 auf, mit dem ein mit einem Patienten in Berührung zu bringender Teil 13 zu führen und/oder zu bedienen ist. Das Griffteil 12 ist mit dem Gerät 10 über eine Leitung 14 verbunden, über die das gewünschte fluide Medium zur Versorgung des Teils 13 sowie elektrische Spannungen und/oder Ströme geführt werden. Die Leitung 14 verbindet dabei das Griffteil 12 mit einem Steckverbinderteil 15 in Form eines Steckers 16. Diesem ist seitens des Geräts 10 ein weiterer Steckverbinderteil 17 zugeordnet, der eine Steckdose 18 bildet. Die Steckverbinderteile 15, 17 bilden zusammen eine Steckvorrichtung zur Übertragung eines fluiden Mediums und zur Übertragung elektrischer Signale. Diese können Leistungssignale, informationstragende Signale oder Mischformen derselben sein. Figur 2 veranschaulicht die Leitung 14, die einen Mantelschlauch 19, einen oder mehrere innere Rohre oder Schläuche 20, 21, 22 und/oder eine oder mehrere elektrische blank liegende oder isolierte Leitung 23 enthält.
  • Die Steckverbinderteile 15, 17 sind in Figur 3 gesondert veranschaulicht. Wie insbesondere an dem Steckverbinderteil 15 zu erkennen ist, ist dieses ein kombiniertes Steckverbinderteil mit mindestens einem, vorzugsweise mehreren Fluidsteckelementen 24, 25, 26, die hier beispielsweise als Steckstifte 27-29 ausgebildet sind. Wenigstens einer der Steckstifte 27-29 ist ein kombinierter Steckstift, der sowohl als Fluidanschluss als auch als elektrischer Anschluss dient. Die Fluidsteckelemente 24-26 können wie dargestellt im seitlichen Abstand nebeneinander in paralleler Orientierung angeordnet sein. Sie können dabei auf einer geraden oder auch einer gekrümmten Linie in gleichen oder unterschiedlichen Abständen positioniert sein, beispielsweise um sicherzustellen, dass das Steckverbinderteil 15 nur in einer ausgewählten Position mit dem Steckverbinderteil 17 zusammengefügt werden kann.
  • Die Fluidsteckelemente 24-26 enthalten mindestens einen Fluidkanal 30, 32 oder auch mehrere Fluidkanäle 31, 31a wie am Beispiel des Fluidsteckelements 25 in Figur 3 veranschaulicht ist. Es ist jedoch auch möglich, alle Fluidsteckelemente 24-26 jeweils mit lediglich einem Fluidkanal zu versehen. Weiter können einzelne Fluidsteckelemente ohne Fluidkanal oder auch mit mehr als zwei Fluidkanälen versehen sein. Eine beliebige Kombination der genannten Fluidsteckelemente miteinander ist möglich.
  • Den Fluidsteckelementen 24-26 des Steckverbinderteils 15 sind in Figur 3 links gestrichelt dargestellte buchsenartige Fluidsteckelemente 33-35 des Steckverbinderteils 17 zugeordnet, deren Positionen und seitlichen Abstände sowie sonstige Anordnung denen der Fluidsteckelemente 24-26 entspricht. Von den Fluidsteckelementen 33-35 steht wenigstens eines, vorzugsweise mehrere oder alle mit Fluidkanälen 36, 37, 37a, 38 in Verbindung. Außerdem steht mindestens eines der Fluidsteckelemente 33-35, vorzugsweise mehrere oder alle mit einer elektrischen Leitung 39, 40 und/oder 41 in Verbindung. Entsprechend weist das Steckverbinderteil 15 mindestens eine, vorzugsweise zwei oder mehrere elektrische Leitungen 42, 43, 44 auf, die mit einem oder mehreren der Fluidsteckelemente 24-26 verbunden sind.
  • Eine mögliche Ausbildung des Fluidsteckelements 24 und des zugeordneten Fluidsteckelements 33 der Figur 3 wird nun in Figur 4 veranschaulicht:
  • Die in Figur 4 veranschaulichten Fluidsteckelemente 24, 33 werden wiederum durch den Steckstift 27 und eine Steckbuchse 45 gebildet. Die Fluidsteckelemente 34 und 35 werden, wie mit Rückgriff auf Figur 3 erkennbar ist, entsprechend durch Steckbuchsen 46, 47 gebildet.
  • Wie ersichtlich, ist das Fluidsteckelement 24, das vorzugsweise als etwa zylindrischer Körper ausgebildet ist, an seinem stirnseitigen Ende mit einer elektrischen Kontakteinrichtung 48 versehen. Diese wird beispielsweise durch einen Kontaktstift 49 gebildet. Vorzugsweise ist der Kontaktstift 49 koaxial zu dem Fluidsteckelement 24 angeordnet, was in Figur 4 durch eine gemeinsame Achse 50 angedeutet ist. Die Achse 50 erstreckt sich entlang der Axialrichtung des Steckelements 24 und parallel zu derjenigen Richtung, in der die Steckelemente 24, 33 zusammensteckbar oder auseinanderziehbar sind.
  • Der Kontaktstift 49 kann, wie dargestellt, als Zylinderstift ausgebildet sein oder davon abweichende Formen, beispielsweise eine Pilzkopfform, Tonnenform oder dergleichen aufweisen, beispielsweise um eine fühlbare Einrastwirkung zu erzielen.
  • Der Kontaktstift 49 weist vorzugsweise einen wesentlich geringeren Durchmesser auf als der Steckstift 27. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der Kontaktstift 49 auch den gleichen Durchmesser wie der Steckstift 27 aufweisen kann. Außerdem kann der Kontaktstift 49 unabhängig von seinem Durchmesser Teil des Steckstifts 27, d.h. einstückig nahtlos mit diesem verbunden sein. Er kann auch als gesondertes Teil hergestellt und an den Steckstift 27 angebracht worden sein.
  • Die Kontakteinrichtung 48, zum Beispiel in Gestalt des Kontaktstifts 49 ist vorzugsweise aus Metall ausgebildet oder wenigstens an der Oberfläche zumindest bereichsweise metallisiert. Die so gebildete elektrisch leitende Oberfläche steht mit der Leitung 42 in elektrischer Verbindung. Der Steckstift 27 selbst kann aus Metall bestehen und somit den elektrischen Kontakt zwischen der Leitung 42 und den Kontaktstift 49 herstellen. Es ist auch möglich, den Steckstift 27 aus elektrisch nicht leitendem Material, beispielsweise Kunststoff auszubilden und die elektrische Leitung 42 durch einen nicht weiter veranschaulichten axialen Kanal des Steckstifts 27 bis zu dem Kontaktstift 49 zu führen und diesen zu kontaktieren. Die Leitung 49 kann sich in isolierter Form oder blanker Form durch den Körper des Steckstifts 27 erstrecken und, falls dieser aus Kunststoff besteht, in diesen eingebettet sein.
  • Der steckerseitigen Kontakteinrichtung 48 ist eine buchsenseitige Kontakteinrichtung 51 zugeordnet, die an dem inneren Ende der Steckbuchse 45 bzw. des Fluidsteckelements 33 angeordnet ist. Die Kontakteinrichtung 51 kann als Kontaktbuchse 52 ausgebildet sein, in die der Kontaktstift 49 einzustecken ist. Die Kontaktbuchse 52 kann aus Metall oder einem sonstigen leitenden Werkstoff ausgebildet sein. In ihrem beispielsweise zylindrischen Innenraum können ein, zwei oder mehrere Kontaktmittel 53, 54 angeordnet sein, die sich beispielsweise mit beiden Enden an der inneren Wandung der Kontaktbuchse 52 abstützen und sich zu dem Kontaktstift 49 hin wölben, um federnd an diesem anzuliegen. Die Kontaktbuchse 52 stellt den elektrischen Kontakt zu der elektrischen Leitung 39 her. Es ist auch möglich, die Kontaktbuchse 52 aus einem nicht leitenden Material auszubilden und die Leitung 39 auf andere Weise mit dem Kontaktmittel 53, 54 zu verbinden.
  • Wie ersichtlich führt der Fluidkanal 36 im Wesentlichen radial zu einer Öffnung 55 in der Wandung der Steckbuchse 45. An gleicher oder ähnlicher Axialposition ist eine Öffnung 56 vorgesehen, die zu einem radialen oder anderweitig quer zu der Achse 50 verlaufenden Abschnitt des Fluidkanals 30 führt. Axial vor und hinter der Öffnung 56 sowie auch der Öffnung 55 (bei eingestecktem Steckstift 27) sind an dem Steckstift 27 Dichtungen 57, 58 angeordnet. Dazu können beispielsweise in entsprechenden Ringnuten sitzende 0-Ringe 57, 58 vorgesehen sein, die einen nach außen fluiddichten Zwischenraum 59 abgrenzen, mit dem die Fluidkanäle 30, 36 kommunizieren.
  • Der in soweit beschriebene aus den beiden Steckverbinderteilen 15, 17 bestehende Steckverbinder funktioniert wie folgt:
  • Das Ein- und Ausstecken des Steckers 16 in die Steckdose 18 kann zum Beispiel manuell erfolgen, indem der Stecker 16 in der durch die Achse 50 bezeichneten Axialrichtung der Steckstifte 27-29 in die Steckdose 18 eingesteckt bzw. herausgezogen wird. Beim Zusammenstecken finden die Steckstifte 27-29 in die Steckbuchsen 45-47. Dabei gleiten die O-Ringe 57, 58 oder sonstigen Dichtungen an der inneren Wand der Steckbuchse 45-47. Der dem freien Ende des Steckstifts 27-29 näher liegende O-Ring 57 läuft dabei über die Öffnung 55, während der andere O-Ring 58 diese nicht erreicht. Kurz vor Ende der Einsteckbewegung, vorzugsweise nachdem die Öffnung 55 bereits zwischen den O-Ringen 57, 58 steht, gelangt die Kontakteinrichtung 48 in Wirkverbindung mit der Kontakteinrichtung 51. Allgemein ausgedrückt, erst wenn die zuverlässige und nach außen dichte Fluidverbindung zwischen den Fluidkanälen 30, 36 hergestellt ist, wird beim Einstecken des Fluidsteckelements 24 in das Fluidsteckelement 33 der elektrische Kontakt zwischen den Kontakteinrichtungen 48, 51 hergestellt. Der elektrische Kontaktschluss ist deshalb beim Einstecken nacheilend, während er beim Trennen voreilend ist. Der elektrische Kontakt kann so zugleich als Indikator dafür dienen, dass die Fluidsteckverbindung korrekt hergestellt ist. Ein Austreten von Gasen, insbesondere, wenn diese unter hohem Druck stehen, wird ausgeschlossen.
  • Über die Fluidkanäle 30, 36 kann beliebiges Fluid mit hoher Strömungsgeschwindigkeit und/oder hohem Druck übertragen werden. Über die Kontakteinrichtungen 48, 51 können elektrische Signale zur Übertragung von Information oder Leistung übertragen werden.
  • An der vorbeschriebenen Ausführungsform der Steckverbinderteile 15, 17 und deren Komponenten sind zahlreiche Abwandlungen möglich, die an einem einzelnen oder allen Steckelementen 24 bis 26 sowie 33 bis 35 angebracht werden können:
  • Beispielsweise können die Zuordnungen von elektrischem Kontaktstift 49 und Kontaktbuchse 51 zu den Fluidsteckelementen 24, 33 umgekehrt werden, wie es Figur 5 zeigt. Dort ist der Kontaktstift 49 am Boden der Steckbuchse 45 angeordnet, während die Kontakteinrichtung 51 und deren Kontaktbuchse 52 in einer stirnseitigen Ausnahme des Fluidsteckelements 24, also des Steckstifts 27 angeordnet ist.
  • Es sind weitere Abwandlungen möglich, die unter Zugrundelegung der vorigen Beschreibung in Figur 6 veranschaulicht sind. Bau- oder funktionsgleiche Teile sind hier ohne erneute Erläuterung mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es dient hier die z.B. plane oder auch anderweitig ausgebildete Stirnfläche des Steckstifts 27 als steckerseitige Kontakteinrichtung 48. Als buchsenseitige Kontakteinrichtung 51 dient hier ein Kontaktstift 60, der entlang der Achse 50 axial beweglich gelagert sein kann und durch ein Mittel 61 beispielsweise eine Feder 61 auf dem Steckstift 27 hin vorgespannt sein kann. Der Kontaktstift 60 ist vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisch. Sein Durchmesser kann geringer gleich groß oder größer als der Durchmesser des Steckstifts 27 sein. Vorzugsweise ist zum Kontakt vorgesehene Stirnfläche des Kontaktstifts 60 eben oder gewölbt ausgebildet. Die Feder 61 kann den elektrischen Kontakt zwischen der Leitung 39 und dem Kontaktstift 60 herstellen. Die Leitung 39 kann auch direkt an den Kontaktstift 60 angeschlossen sein.
  • Wie Figur 7 veranschaulicht ist es wiederum möglich, die Zuordnung der beiden Kontakteinrichtungen 48, 51 zu dem Fluidsteckelementen 24, 33 umzukehren. In diesem Fall ist die elektrische Kontaktierung besonders einfach. Die Leitung 39 kann mit dem Körper des Fluidsteckelements 33 verbunden sein, während der Kontaktstift 60 in dem vorzugsweise elektrisch leitenden Körper des Steckstifts 27 sitzt oder mit diesem durch das Mittel 61 kontaktiert ist. Die Leitung 42 schließt wiederum an den Steckstift 27 an.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass insbesondere zur Übertragung von Fluiden, die unter nur geringem Druck oder unter Unterdruck stehen, auch Fluidkanäle 30 - 32 Anwendung finden können, die an dem Steckstift 27 - 29 stirnseitig münden. Dies gilt für alle Ausführungsformen. Es genügt dann eine einzige Dichtung, z.B. der O-Ring 57 zur Abdichtung.
  • Ein Beispiel für eine solche Ausführung ist in Figur 8 veranschaulicht. Es wird unter Zugrundelegung der eingeführten Bezugszeichen auf die vorige Beschreibung verwiesen. Es kann, wie dargestellt, ein gestufter oder auch ein ungestufter Steckstift 27 zur Anwendung kommen. Die Kontaktmittel 53, 54, z.B. in Gestalt einer oder mehrerer an einem oder beiden Enden gelagerter Federkontakte, sind vorzugsweise nahe dem offnen Ende der Steckbuchse 45 angeordnet. Die Dichtung 57 ist vorzugsweise an dem distalen Ende des Steckstifts 27 angeordnet, dessen Durchmesser zumindest vorzugsweise geringer ist als der Durchmesser des übrigen Steckstifts 27. Der Fluidkontakt ist vorzugsweise beim Einstecken nacheilend und der elektrische Kontaktschluss voreilend angeordnet, während beim Trennen diese Anordnung in umgekehrter Reihenfolge zur Wirkung kommt.
  • Ein erfindungsgemäßes, insbesondere zur Anwendung in der Medizintechnik, vorgesehenes Steckverbindersystem umfasst einen Stecker 16 und eine Steckdose 18, wobei beide jeweils mindestens ein Fluidsteckelement 24, 33 aufweisen. Die Fluidsteckelemente 24, 33 sind mit elektrischen Kontakteinrichtungen 48, 51 versehen, womit sich ein platzsparendes robustes und sicheres System ergibt.
    • Bezugszeichenliste:
    • 10
    medizinisches Gerät
    11
    chirurgisches Instrument
    12
    Griffteil
    13
    Teil
    14
    Leitung
    15
    Steckverbinderteil
    16
    Stecker
    17
    Steckverbinderteil
    18
    Steckdose
    19
    Mantelschlauch
    20 - 22
    Rohre, Schläuche
    23
    elektrische Leitung
    24 - 26
    Fluidsteckelemente
    27 - 29
    Steckstifte
    30 - 32
    Fluidkanäle (31a)
    33 - 35
    Fluidsteckelemente
    36 - 38
    Fluidkanälen (37a)
    39 - 44
    elektrische Leitungen
    45 - 47
    Steckbuchsen
    48
    Kontakteinrichtung
    49
    Kontaktstift
    50
    Achse
    51
    Kontakteinrichtung
    52
    Kontaktbuchse
    53, 54
    Kontaktmittel
    55, 56
    Öffnungen
    57, 58
    Dichtungen
    59
    Zwischenraum
    60
    Kontaktstift
    61
    Mittel, Feder

Claims (15)

  1. Steckverbinderteil (15) in Form eines Steckers (16) für ein medizinisches Gerät (10) oder ein chirurgisches Instrument (11),
    mit mindestens einem Fluidsteckelement (24), das als Steckstift (27) ausgebildet ist,
    - der mindestens einen Fluidkanal (30) aufweist, der mit einer an dem Steckstift (27) vorgesehenen Öffnung (56) verbunden ist, und
    - an dem eine elektrische Kontakteinrichtung (48) angeordnet ist.
  2. Steckverbinderteil (17) in Form einer Steckdose (18) für ein medizinisches Gerät (10) oder ein chirurgisches Instrument (11),
    mit mindestens einem Fluidsteckelement (33), das als Steckbuchse (45) ausgebildet ist,
    - die mit mindestens einem Fluidkanal (36) in Verbindung steht, der mit einer in der Steckbuchse (45) vorgesehenen Öffnung (55) verbunden ist, und
    - in der eine elektrische Kontakteinrichtung (51) angeordnet ist.
  3. Steckverbindereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinrichtung (48, 51) und das Fluidsteckelement (24, 33) zueinander koaxial angeordnet sind.
  4. Steckverbindereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinrichtung (48, 51) und das Fluidsteckelement (24, 33) untereinander elektrisch verbunden sind.
  5. Steckverbindereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinrichtung (48, 51) und das Fluidsteckelement (24, 33) voneinander elektrisch isoliert sind.
  6. Steckverbindereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Leitung (39, 42) mit der Kontakteinrichtung (48, 51) und/oder mit dem Fluidsteckelement (24, 33) verbunden ist.
  7. Steckverbindereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinrichtung (48, 51) einpolig ausgebildet ist.
  8. Steckverbindereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinrichtung (51) eine Kontaktbuchse (52) ist.
  9. Steckverbindereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbuchse (52) mindestens einen Federkontakt (53) aufweist.
  10. Steckverbindereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinrichtung (48) eine axial orientierte Kontaktfläche ist.
  11. Steckverbindereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinrichtung (48, 51) ein Kontaktstift (49, 60) ist.
  12. Steckverbindereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (49, 60) starr oder federnd gelagert ist.
  13. Steckverbindereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (30, 36) im Anschluss an die Öffnung (55, 56) einen sich quer zur Axialrichtung erstreckenden Abschnitt aufweist.
  14. Steckverbindereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass axial vor und hinter der Öffnung (56) eine Dichtung (57, 58) angeordnet ist.
  15. Steckverbindereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinrichtung (48, 51) bezüglich des Fluidsteckelements (27, 33) beim Schließen der Fluidsteckverbindung nacheilend kontaktierend und beim Trennen der Fluidsteckverbindung voreilend elektrisch öffnend ausgebildet ist.
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