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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckvorrichtung
mit einem Kragenteil und einem im bzw. am Kragenteil angeordneten, Aufnahmen
für Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte aufweisenden Kontaktträger,
welche Aufnahmen als in Richtung zur Achse des Kontaktträgers,
vorzugsweise radial zur Achse des Kontaktträgers, verlaufende
Langlöcher ausgebildet sind, die ein Einschieben der Kontaktbuchsen
bzw. Kontaktstifte in deren achsnahe Betriebsstellung ermöglichen,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Solche
auch als „CEE-Steckverbinder" bezeichneten und z. B. nach
DIN 60309 genormten elektrischen Steckvorrichtungen sind hinreichend
bekannt. Nachteilig bei solchen bereits bekannten elektrischen Steckvorrichtungen
ist die Art und Weise, wie die Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte
im Kontaktträger befestigt werden. Dies geschieht in der
Regel durch axiales Einschieben der Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte
in den am Kontaktträger dafür vorgesehenen Aufnahmen.
Um die Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte danach axial zu fixieren,
müssen die Aufnahmen in einem nachgeordneten Arbeitsgang
verschlossen werden. Die hierzu erforderlichen Klemm- und Plattenelemente
bedingen eine große Bauweise der Steckvorrichtung sowie
einen hohen Montage- und Fertigungsaufwand.
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Es
sind daher, beispielsweise aus der
DE 9 01 841 U1 , der
EP 610 681 A2 oder der
DE 20 2005 017 978
U1 auch elektrische Steckvorrichtungen bekannt, die einen ähnlich
einem Revolvermagazin aufgebauten Kontaktträger aufweisen,
der jedoch ein seitliches, vorzugsweise radiales Einschieben der Kontaktbuchsen
bzw. Kontaktstifte dadurch ermöglicht, dass die Aufnahmen
des Kontaktträgers seitlich offen sind. Problematisch dabei
ist jedoch die radiale Positionierung der Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte
in den Aufnahmen, da diese nur in einer bestimmten radialen Position
das Zusammenführen von Kontaktträger und Kragenteil
ermöglicht. Befinden sich die Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte
beispielsweise radial zu weit außen in den Aufnahmen, muss
manuell jede Kontaktbuchse bzw. jeder Kontaktstift weiter in Richtung
Achse des Kontaktträgers geführt werden, um das
Zusammenführen von Kontaktträger und Kragenteil
zu ermöglichen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen
Nachteil zu vermeiden und, und eine elektrische Steckvorrichtungen
zu schaffen, deren Kontaktträger in einfacher und zuverlässiger
Weise mit Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstiften bestückt werden
kann und unempfindlich ist gegen ungenaue Positionierung der Kontaktbuchsen bzw.
Kontaktstifte in den radial verlaufenden Aufnahmen des Kontaktträgers.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Steckvorrichtung
derart zu gestalten, dass zur Befestigung der Kontaktbuchsen bzw.
Kontaktstifte am Kontaktträger kein zusätzliches
Bauteil erforderlich ist.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch eine elektrische Steckvorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Eine
gattungsgemäße elektrische Steckvorrichtung umfasst
einen Kragenteil und einen im bzw. am Kragenteil angeordneten, Aufnahmen
für Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte aufweisenden Kontaktträger,
wobei die Aufnahmen als in Richtung zur Achse des Kontaktträgers,
vorzugsweise radial zur Achse des Kontaktträgers, verlaufende
Langlöcher ausgebildet sind, die ein Einschieben der Kontaktbuchsen
bzw. Kontaktstifte in deren achsnahe Betriebsstellung ermöglichen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kragenteil
mit Anlaufschrägen versehen ist, durch welche die Kontaktbuchsen
bzw. Kontaktstifte bei Zusammenführen von Kontaktträger und
Kragenteil in die Betriebsposition der elektrischen Steckvorrichtung
in ihre achsnahen Betriebsstellungen in den Aufnahmen geführt
und/oder fixiert werden.
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Auf
diese Weise kann der Kontaktträger der elektrischen Steckvorrichtung
in zuverlässiger Weise mit Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstiften
bestückt werden, ohne dass zu deren Fixierung ein zusätzliches
Halte- oder Schraubelement vorgesehen werden muss. Die Positionierung
der Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte innerhalb der Aufnahmen ist
unkritisch, da im Zuge der Zusammenführung von Kontaktträger
und Kragenteil die erfindungsgemäßen Anlaufschrägen
dafür Sorge tragen, dass die Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte
in deren achsnahe Betriebsstellung geführt werden und/oder
in dieser fixiert werden.
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In
einer ersten Ausführungsvariante des Kontaktträgers
gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
2 sind die Aufnahmen in ihren von der Achse wegweisenden Endbereichen
des Kontaktträgers offen. Auf diese Weise wird ein einfaches
Bestücken des Kontaktträgers mit Kontaktbuchsen
bzw. Kontaktstiften ermöglicht.
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Um
das vorzugsweise radiale Einschieben der Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte
in die Aufnahmen in Richtung achsnahe Betriebsstellung zu ermöglichen,
ist es gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 3 vorgesehen, dass die Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte
einen Bereich mit reduziertem Durchmesser aufweisen, beispielsweise in
Form eines Nuteinstichs, wodurch die Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte
in die Aufnahmen eingehängt werden können.
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Um
im Falle einer offenen Ausführung der Aufnahmen bzw. Langlöcher
ein leichtes und schnelles manuelles Bestücken des Kontaktträgers
mit Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstiften zu ermöglichen, ohne
Gefahr zu laufen, dass die bereits in den Kontaktträger
eingesetzten Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte vor dem Einsetzen
des Kontaktträgers in den Kragenteil wieder aus dem Kontaktträger
herausfallen, ist es in einer bevorzugten Ausführungsvariante
gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
4 vorgesehen, dass die lichte Breite der Aufnahmen in Richtung zur
Achse des Kontaktträgers abnimmt. So können die
Aufnahmen etwa, betrachtet in ihrem Verlauf vom radialen Endbereich des
Kontaktträgers in Richtung der Achse des Kontaktträgers,
konisch verjüngt sein.
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In
einer Fortbildung dieser Ausführungsvariante ist es zufolge
der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 5 vorgesehen, dass die
in Richtung zur Achse des Kontaktträgers abnehmende lichte Breite
der Aufnahmen in einer kleinsten lichte Breite endet, welche zumindest
geringfügig kleiner ist als der hindurchzuführende
Querschnitt der Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte und sich die Aufnahme
in einem daran anschließenden, der achsnahen Betriebsstellung
der Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte entsprechenden Bereich wieder
auf eine im wesentlichen dem Querschnitt der Kontaktbuchsen bzw.
Kontaktstifte entsprechende lichte Breite erweitert. Im Falle konventioneller
runder Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte ergibt sich also eine Aufnahme
mit Schlüssellochform.
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Anstelle
einer offenen Ausbildung der Aufnahmen des Kontaktträgers
ist es in einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung
gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
6 jedoch auch möglich, die Aufnahmen als umfangsseitig geschlossene
Langlöcher auszubilden, wobei jede Kontaktbuchse in der
ihr zugeordneten Aufnahme von einer Montagestellung, in welcher
die Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte in die Aufnahmen steckbar
sind, in eine achsnahe Betriebsstellung, in welcher die Kontaktbuchsen
bzw. Kontaktstifte in den Aufnahmen axial gesichert sind, verschiebbar
ist. Auf diese Weise wird ein zuverlässiger Halt und eine
präzise Positionierung der Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte
am Kontaktträger ermöglicht.
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Um
hierbei ein axiales Einfädeln der Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte
in die zugeordneten Aufnahmen zu ermöglichen, ist es zufolge
der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 7 vorgesehen, dass jene
Abschnitte der Aufnahmen, die weiter von der Achse des Kontaktträgers
entfernt sind, eine größere lichte Breite aufweisen
als jene näher zur Achse angeordneten Abschnitte.
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Auch
bei dieser bevorzugten Ausführungsvariante weisen die Kontaktbuchsen
bzw. Kontaktstifte gemäß den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruchs 8 einen Bereich mit reduziertem Durchmesser auf, mittels
welchem ein präzises Einfädeln bzw. Einschieben
der Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte in den achsnahen Abschnitt
der jeweiligen Aufnahme, und damit in die Betriebsstellung erfolgen
kann.
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Um
ein schnelles und problemloses Einfädeln der Kontaktbuchsen
bzw. Kontaktstifte in die Aufnahmen des Kontaktträgers
zu ermöglichen, ist es gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 9 vorgesehen, dass der Durchmesser der Kontaktbuchsen
bzw. Kontaktstifte in den nicht reduzierten Bereichen kleiner als
die größere lichte Breite der Aufnahme. Hierbei
ist vorzugsweise ein, in Einführrichtung der Kontaktbuchsen
bzw. Kontaktstifte betrachtet, dem Bereich mit reduziertem Durchmesser
nachgeordneter Bereich der Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte größer
ausgestaltet als eine lichte Breite des achsnahen Abschnitts der
Aufnahme. Falls der besagte nachgeordnete Bereich der Kontaktbuchsen
bzw. Kontaktstifte darüber hinaus auch größer
als die lichte Breite des achsferneren Abschnitts ist, wird ein
Durchfallen der Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte während
des manuellen Bestückens des Kontaktträgers verhindert
und die Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte kommen in einer genau voradjustierten
Stellung am Kontaktträger zum Liegen.
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Indem
der Kontaktträger gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 10 drehbar im Kragenteil angeordnet ist,
wird eine vereinfachte Montage der elektrischen Steckvorrichtung
ermöglicht.
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Eine
mit einer einfachen Verdrehbewegung von Kontaktträger und
Kragenteil einhergehende Bewegung der Kontaktbuchsen bzw. Kontaktstifte
in ihre gewünschte achsnahe Betriebsposition und/oder dortige
Fixierung wird entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
11 ermöglicht. Hierbei ist vorgesehen, dass der Kragenteil
mit Anlaufschrägen versehen ist, durch welche die Kontaktbuchsen
bzw. Kontaktstifte beim Verdrehen des Kontaktträgers in
den Aufnahmen in ihre achsnahen Betriebspositionen verschoben und/oder
fixiert werden.
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Dazu
korrespondierend sind am Kontaktträger gemäß den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 12 Rastelemente vorgesehen,
hinter welche die jeweiligen der Kontaktbuchse zugeordneten Anlaufschrägen
nach dem Verdrehen des Kontaktträgers verrasten. Im Sinne
einer erhöhten Betriebssicherheit der elektrischen Steckvorrichtung
ist diese Verrastung in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
unlösbar.
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In
fertigungsökonomischer Weise handelt es sich bei diesen
Rastelementen gemäß den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruchs 13 um jede Kontaktbuchse zumindest teilweise ummantelnde Isolationswände
des Kontaktträgers bzw. um Abschnitte dieser Isolationswände.
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Um
eine einfache axiale Fixierung von Kontaktträger und Kragenteil
zueinander zu ermöglichen, ist es gemäß den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 14 vorgesehen, dass der
Kontaktträger Anlauframpen aufweist, die beim Verdrehen
des Kontaktträgers unter am Kragenteil angeordnete Haltestege
schiebbar sind.
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Mittels
der erfindungsgemäßen elektrischen Steckvorrichtung
ist es somit möglich, mittels einer einzigen Verdrehbewegung
sowohl die am Kontaktträger vorbereiteten Kontaktbuchsen
bzw. Kontaktstifte in ihre achsnahe Betriebsstellung zu befördern, als
auch, den Kontaktträger sicher am Kragenteil zu befestigen.
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Gemäß den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 15 sind Kragenteil und Kontaktträger miteinander
verschraubt. Obwohl eine solche Fixierung des Kontaktträgers
am Kragenteil insbesondere bei einer beschriebenen Ausführungsvariante
des Kontaktträgers gemäß Anspruch 2 Anwendung
findet, also wo ein Verdrehen nicht notwendig ist, kann je nach
dem gegebenen Einsatzgebiet auch im Falle einer beschriebenen zweiten
Ausführungsvariante des Kontaktträgers gemäß Anspruch
6 bzw. Anspruch 14 eine solche axiale Verschraubung als zusätzliche
Sicherheitsmaßnahme gegen ein unerwünschtes Lösen
von Kontaktträger und Kragenteil vorgesehen sein.
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Anspruch
16 beschreibt eine vorteilhafte Ausgestaltung des Kragenteils, um
den Fertigungsaufwand der elektrischen Steckvorrichtung zu reduzieren.
Hierbei ist vorgesehen, dass ein in Richtung eines an die elektrische
Steckvorrichtung anzuschließenden komplementären
Steckers weisender, mit Kontaktöffnungen versehener Frontbereich
der elektrischen Steckvorrichtung einstückig mit dem Kragenteil
ausgeführt ist.
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Gemäß den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs weisen die Anlaufschrägen
jeweils Halteabschnitte auf, welche auf einer der Achse zugewandten
Seite in ihrer Geometrie dem Querschnitt der Kontaktbuchsen bzw.
Kontaktstifte angepasst sind, wodurch besonders gute Führungs-
und Fixierungseigenschaften der Anlaufschrägen erzielbar sind.
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Im
Anschluss erfolgt nun eine detaillierte Beschreibung der Erfindung
anhand von zwei Ausführungsbeispielen. Dabei zeigt
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1 eine
Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen
Steckvorrichtung einer ersten Ausführungsvariante
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2 eine
Schrägansicht des Kontaktträgers der ersten Ausführungsvariante
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3 eine
Schrägansicht einer zusammengebauten Steckvorrichtung der
ersten Ausführungsvariante
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4 eine
Seitenansicht einer zusammengebauten Steckvorrichtung der ersten
Ausführungsvariante
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5 eine
Schnittansicht gemäß Linie BB aus 4
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6 eine
Draufsicht auf eine zusammengebaute Steckvorrichtung der ersten
Ausführungsvariante
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7 eine
Schnittansicht gemäß Linie AA aus 6 mit
schraublosen Kontaktbuchsen
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8 eine
Schnittansicht gemäß Linie AA aus 6 mit
Schraubkontaktbuchsen
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9 eine
Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen
Steckvorrichtung einer zweiten Ausführungsvariante
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10 eine
Schrägansicht des Kontaktträgers der zweiten Ausführungsvariante
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11 eine
Seitenansicht einer zusammengebauten Steckvorrichtung der zweiten
Ausführungsvariante
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12 eine
Schnittansicht gemäß Linie BB aus 11 (Kontaktbuchsen
in Montageposition)
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13 eine
Schnittansicht gemäß Linie BB aus 11 (Kontaktbuchsen
in achsnaher Betriebsposition)
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14 eine
Draufsicht auf eine zusammengebaute Steckvorrichtung der zweiten
Ausführungsvariante in nicht arretierter Stellung des Kontaktträgers
(ohne Kontaktbuchsen)
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15 eine
Draufsicht auf eine zusammengebaute Steckvorrichtung der zweiten
Ausführungsvariante in arretierter Stellung des Kontaktträgers (ohne
Kontaktbuchsen)
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16 eine
Draufsicht auf eine zusammengebaute Steckvorrichtung der zweiten
Ausführungsvariante in nicht arretierter Stellung des Kontaktträgers
(bestückt mit schraublosen Kontaktbuchsen)
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17 eine
Draufsicht auf eine zusammengebaute Steckvorrichtung der zweiten
Ausführungsvariante in arretierter Stellung des Kontaktträgers (bestückt
mit schraublosen Kontaktbuchsen)
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18 eine
Rückansicht der zweiten Ausführungsvariante einer
erfindungsgemäßen Steckvorrichtung
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19 eine
Schnittansicht der zweiten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen
Steckvorrichtung gemäß Linie AA aus 18
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20 eine
Draufsicht auf eine zusammengebaute Steckvorrichtung der zweiten
Ausführungsvariante in arretierter Stellung des Kontaktträgers (bestückt
mit Schraubkontaktbuchsen)
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21 eine
Schnittansicht einer zweiten Ausführungsvariante einer
erfindungsgemäßen Steckvorrichtung gemäß Linie
AA aus 20 (bestückt mit Schraubkontaktbuchsen)
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22 eine
schematische Darstellung einer offenen Aufnahme im Kontaktträger
gemäß einer ersten Ausführungsvariante
einer erfindungsgemäßen Steckvorrichtung
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23 eine
schematische Darstellung einer weitergebildeten offenen Aufnahme
im Kontaktträger gemäß einer ersten Ausführungsvariante
einer erfindungsgemäßen Steckvorrichtung
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1 zeigt
eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen
elektrischen Steckvorrichtung einer ersten Ausführungsvariante
der Erfindung, wobei sich die Bezeichnung erste Ausführungsvariante auf
die Ausgestaltung des Kontaktträgers 1 bezieht. Die
elektrische Steckvorrichtung umfasst des weiteren einen Kragenteil 2 mit
einer in dieser Figur nicht eingezeichneten Verschlussklappe 22 sowie
Kontaktbuchsen 4, die aber auch als Kontaktstifte ausgebildet
sein können.
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Die
Kontaktbuchsen
4 sind in der in
1 dargestellten
Ausführungsvariante als schraublose Kontaktbuchsen ausgebildet,
d. h. zur Befestigung von elektrischen Leitern (nicht eingezeichnet)
in deren Endbereichen
5 sind schraubenlos arbeitende Leiteranschlussklemmen
6 vorgesehen,
wie sie beispielsweise aus der
AT
8.654 U bekannt sind.
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Der
Kontaktträger 1 ist in 2 in Alleinstellung
dargestellt. Er ist aus einer im wesentlichen kreisrunden Basisplatte 7 aufgebaut,
von der in beide Richtungen Isolationswände 8a, 8b abstehen.
Die Basisplatte 7 ist mit Aufnahmen 9 für
die Kontaktbuchsen 4 ausgestattet. Die Aufnahmen 9 verlaufen vom
Umfang der Basisplatte 7 ausgehend in Richtung Achse 10 des
Kontaktträgers 1 und haben die Form eines Langlochs.
Die Aufnahmen 9 sind in dieser Ausführungsvariante
des Kontaktträgers 1 also in ihren von der Achse 10 wegweisenden
radialen Endbereichen 1c des Kontaktträgers 1 offen.
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1 und 2 zeigen
beide eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der
Erfindung, in welcher die Aufnahmen 9 radial verlaufend
angeordnet sind. Prinzipiell ist jedoch jeder Verlauf vom Umfang
der Basisplatte 7 ausgehend in Richtung Achse 10 denkbar.
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Der
Kontaktträger 1 weist des weiteren eine zentrale
Bohrung 11a auf, die zur Befestigung am Kragenteil 2,
beispielsweise mittels einer Schraube 16 dient, sowie Führungsnuten 14,
die das Einführen des Kontaktträgers 1 in
den Kragenteil 2 unterstützen und einen falschen
Zusammenbau verhindern.
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Zur
Befestigung der Kontaktbuchsen 4 am Kontaktteil 1 weisen
die Kontaktbuchsen 4 zumindest einen in Form eines Nuteinstichs
ausgeführten Bereich 12 mit reduziertem Durchmesser
auf, wodurch ein vorzugsweise radiales Aufschieben in Richtung der
Achse 10 auf die Basisplatte 7 über die
Aufnahmen 9 möglich ist und die Kontaktbuchsen 4 axial
fixiert sind (1). Der Durchmesser der Kontaktbuchsen
im Bereich 12 ist etwas kleiner als die lichte Breite der
Langlöcher, kann jedoch im Falle einer Presspassung auch
geringfügig größer sein als diese. Die
Kontaktbuchsen werden dabei so nahe wie möglich an die
Achse 10 geschoben, in eine Position, welche der Betriebsstellung
der Kontaktbuchsen 4 entspricht. In dieser Position ist
auch ein Einführen des Kontaktträgers 1 samt
Kontaktbuchsen 4 in den Kragenteil 2 möglich
sowie eine Fixierung des Kontaktträgers 1 am Kragenteil 2 mittels
der bereits erwähnten Schraube 16 (7).
Zu diesem Zweck ist der Kragenteil 2 ebenfalls mit einer
zentralen Bohrung 11b versehen.
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Um
ein Verrutschen der Kontaktbuchsen 4 in den als Langlöchern
ausgebildeten Aufnahmen 9 des Kontaktträgers 1 zu
verhindern und die Kontaktbuchsen 4 auch radial zu fixieren,
weist der Kragenteil erfindungsgemäß Anlaufschrägen 13 auf,
deren Anzahl der Anzahl der Kontaktbuchsen 4 entspricht.
Die Anlaufschrägen 13 sind vom Mantel 15 des
Kragenteils nach innen abstehend angeordnet, wie in 1 aber
auch in 5 sehr gut erkennbar, und fixieren die
Kontaktbuchsen 4 in ihrer achsnahen Betriebsstellung. Wie
ersichtlich, ist in dieser ersten Ausführungsvariante ein
Einschieben des Kontaktträgers 1 samt Kontaktbuchsen 4 in
den Kragenteil 2 nur dann möglich, wenn sich die
Kontaktbuchsen 4 in ihrer achsnahen Betriebsstellung befinden,
andernfalls die Anlaufschrägen 13 die Kontaktbuchsen 4 in
deren axialer Einschiebebewegung blockieren würden.
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Die
Anlaufschrägen 13 sind im wesentlichen starr ausgebildet,
können jedoch auch eine mehr oder weniger große
Elastizität aufweisen, um die in den Kontaktträgers 1 eingeführten
Kontaktbuchsen 4 sicher zu fixieren. Erfindungsgemäß kann
es auch vorgesehen sein, die Anlaufschrägen 13 mit
einer geeigneten Schräge gegenüber der Längsachse 10 des Kontaktträgers 1 zu
versehen, um nicht in ihrer achsnahen Betriebsstellung befindliche
Kontaktbuchsen 4 im Zuge des Einführens des mit
den Kontaktbuchsen 4 bestückten Kontaktträgers 1 in
den Kragenteil 2 zwangsläufig in jene achsnahe
Betriebsstellung zu führen.
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Es
sei angemerkt, dass jene Position, in welcher die Kontaktbuchsen 4 in
der Aufnahme 9 nach erfolgter Fixierung von Kontaktträger 1 und
Kragenteil zueinander landen, also die „achsnahe Betriebsstellung",
jene Buchsenkonfiguration ergibt, welche hinsichtlich ihrer Achsabstände
und Winkelanordnung normgemäß vorgeschrieben ist
und den problemlosen Anschluss einer komplementären Steckervorrichtung
an die beschriebene elektrische Steckvorrichtung erlaubt.
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Die
Isolationswände 8b müssen nicht notwendigerweise
Teil des Kontaktträgers 1 sein, sondern können
auch Teil des Kragenteils 2 und somit als Hülse
ausgebildet sein.
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In 3 ist
eine zusammengebaute erfindungsgemäße Steckvorrichtung
in Schrägansicht dargestellt, wobei insbesondere erkennbar
ist, wie die einzelnen Kontaktbuchsen 4 durch Isolationswände 8a voneinander
separiert sind.
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Selbiger
Zusammenbau ist in 7 auch in einer geschnittenen
Seitenansicht dargestellt, wobei der Kontaktträger 1 am
Kragenteil 2 mittels einer von Seiten der zentralen Bohrung 11a einführbaren Schraube 16 befestigt
ist.
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Anstatt
der Vorsehung schraubloser Kontaktbuchsen 4 können
jedoch ebenfalls Schraubkontaktbuchsen 4 am Kontaktträger 1 angeordnet
sein, bei welchen ein elektrischer Leiter in an sich bekannter Weise
mittels Schraubelementen 17 an den Endbereichen 5 der
Kontaktbuchsen 4 befestigbar ist (siehe 8).
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Alternativ
zur Vorsehung vorangehend beschriebener offener Aufnahmen 9 ist
in den 9 bis 21 eine zweite Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Kontaktträgers 1 dargestellt,
bei welcher die Aufnahmen 9 als umfangsseitig geschlossene
Langlöcher ausgebildet sind.
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In
einer Explosionsdarstellung einer solchen erfindungsgemäßen
elektrischen Steckvorrichtung gemäß 9 sind
rein beispielhaft fünf Schraubkontaktbuchsen 4 dargestellt,
welche in axialer Richtung 30 in anhand 11 näher
ersichtliche Aufnahmen 9, nämlich umfangsseitig
geschlossene Langlöcher des Kontaktträgers 1 einführbar
sind.
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Wie
insbesondere aus 14 ersichtlich, weisen jene
Abschnitte 9b der Aufnahmen 9, die weiter von
der Achse 10 des Kontaktträgers 1 entfernt sind,
eine größere lichte Breite 9b' auf als
jene näher zur Achse 10 angeordneten Abschnitte 9a,
welche eine relativ dazu geringere lichte Breite 9a' besitzen.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Abschnitte 9a, 9b der
Aufnahmen 9 jeweils als Bohrungen ausgeführt,
welche mit ihrem Querschnitt ineinander übergehen. Je nach
Ausführungsform bzw. Querschnittsgeometrie des am Kontaktträger 1 zu
befestigenden elektrischen Leiters können die Querschnitte
der Aufnahmen 9 jedoch entsprechend adaptiert sein und
z. B. auch eckig oder polygonförmig ausgeführt
sein, sofern nur die im Anschluss beschriebene Funktion erzielt
wird.
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Wesentlich
ist dabei stets, dass ein schnelles und unkompliziertes Einfädeln
der Kontaktbuchsen 4 in den achsnahen Abschnitt 9a der
jeweiligen Aufnahme 9 erfolgen kann. Dies wird ermöglicht,
indem die Kontaktbuchsen 4 einen Bereich 12 mit
reduziertem Durchmesser aufweisen (9), welcher
im Wesentlichen mit dem jeweils zugeordneten Bohrungsdurchmesser
bzw. der kleineren lichten Breite 9a' der Aufnahme 9 in
der Basisplatte 7 des Kontaktträgers 1 korrespondiert.
Zur montagegerechten Bestückung des Kontaktträgers 1 werden
die einzelnen Kontaktbuchsen 4 also zunächst in
axialer Richtung 30 in die der Achse 10 ferner
liegenden, eine größere lichte Breite 9b' aufweisenden
Abschnitte 9b der Aufnahme 9 eingeführt,
bis sich jener den Bereich 12 mit reduziertem Durchmesser
aufweisende Abschnitt der Kontaktbuchsen 4 auf Höhe
der Basisplatte 7 bzw. der Aufnahme 9 befindet.
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Vorteilhafterweise
weist jener für den Anschluss des elektrischen Leiters
vorgesehene Endbereich 5 der Kontaktbuchse 4 einen
Durchmesser bzw. eine lichte Breite auf, welcher/welche etwas größer
als der restliche, in die Aufnahme 9 einzuführende
Abschnitt der Kontaktbuchse 4 sowie größer
als der Durchmesser bzw. lichte Breite 9b des von der Achse 10 weiter
entfernten Abschnitts 9b der Aufnahme 9 ausgestaltet
ist. Auf diese Weise kommen die axial in die Aufnahme 9 eingeführten
Kontaktbuchsen 4 mit dem Bereich 12 des reduzierten
Durchmessers zwangsläufig in jener Stellung am Abschnitt 9b zum
Liegen, in welcher ein Verschieben und Fixieren der Kontaktbuchse 4 in
Richtung der Achse 10 des Kontaktträgers 1 gemäß einem
nachfolgend beschriebenen Mechanismus erfolgen kann. Selbstverständlich
können die Kontaktbuchsen 4 auch jeweils einen über
ihren gesamten Längsverlauf einheitlichen Durchmesser bzw.
Querschnitt aufweisen, wobei eine die Montage ausführende
Person dann jedoch darauf achten muss, dass die Kontaktbuchsen 4 mit
ihrem Bereich 12 reduzierten Durchmessers bereits zumindest
ein Stück weit radial in Richtung des achsnahen Abschnitts 9a der
Aufnahme 9 eingeschoben werden, um ein Herausfallen der
Kontaktbuchsen 4 aus der Basisplatte des Kontaktträgers 1 zu
verhindern.
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Bei
der zweiten Ausführungsvariante gemäß 9–20 ist
ein Verschieben und Fixieren der Kontaktbuchsen 4 aus einer Montageposition
in eine achsnahe Betriebsstellung, in welcher die Kontaktbuchsen 4 in
den Aufnahmen 9 axial gesichert sind, ebenfalls automatisiert
ermöglicht, indem der Kontaktträger 1 hier
nach Einführen in den Kragenteil 2 in diesem drehbar,
beispielsweise um ca. 20° drehbar angeordnet ist und der
Mantel 15 des Kragenteils 2 nach innen bzw. in
Richtung der Achse 10 abstehende Anlaufschrägen 13 aufweist,
durch welche die Kontaktbuchsen 4 beim Verdrehen des Kontaktträgers 1 in
den Aufnahmen 9 in ihre achsnahen Betriebspositionen verschoben
und dort fixiert werden.
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Zu
diesem Zweck sind an den die Kontaktbuchsen 4 teilweise
ummantelnden Isolationswänden 8b des Kontaktträgers 1 Rastelemente 19 vorgesehen,
hinter welche die jeweilige der Kontaktbuchse 4 zugeordnete
Anlaufschräge 13 nach dem Verdrehen des Kontaktträgers 1 sicher
verrastet. Um ein erneutes Lösen von Kontaktträger 1 vom
Kragenteil 2 auszuschließen, ist diese Rastverbindung
unlösbar ausgestaltet.
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Die
bisher beschriebene Funktionsweise der erfindungsgemäßen
Steckvorrichtung ist am besten anhand der 12 und 13 nachzuvollziehen, welche
jeweils eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B aus einer
Seitenansicht der Steckvorrichtung gemäß 11 zeigen.
Hierbei ist in 12 ein mit Kontaktbuchsen 4 bestückter,
in den Kragenteil 2 eingeführter Kontaktträger 1 in
Montagestellung dargestellt, während in 13 die
achsnahe Betriebsposition der Kontaktbuchsen 4, also ein
gegenüber dem Kragenteil 2 bereits um 20° im
Uhrzeigersinn verdrehter Kontaktträger 1 gezeigt
ist.
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Wie
hierbei erkennbar, weisen die erfindungsgemäßen
Anlaufschrägen 13 jeweils Halteabschnitte 13a auf,
welche auf einer der Achse 10 zugewandten Seite in ihrer
Geometrie dem Querschnitt der Kontaktbuchsen 4 angepasst
sind, im vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechend
der runden Kontaktbuchsen 4 also einen kreissegmentförmigen Abschnitt
aufweisen.
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Ein
Verdrehen der in Montageposition befindlichen, also noch ungesicherten
Anordnung gemäß 12 in
Richtung des Uhrzeigersinns bewirkt somit, dass sich die Halteabschnitte 13a der
dem Kragenteil 2 zugehörigen Anlaufschrägen 13 beim Passieren
der Rastelemente 19 des Kontaktträgers 1 jeweils
geringfügig in einer zur Achse 10 zentrifugalen
Richtung umbiegen bzw. weiten, um dann nach endgültigem
Passieren der Rastelemente 19 in ihre Ausgangsstellung
zurückzufedern und die in den Langlöchern bzw.
Aufnahmen 9 geführten Kontaktbuchsen 4 gemäß 13 in
ihre achsnahe Betriebsposition zu drücken und dort sicher
zu fixieren. Die in 9 detaillierter ersichtlichen,
an die Isolationswände 8b des Kontaktträgers 1 angeformten
Rastelemente 19 verhindern hierbei ein erneutes Zurückdrehen
des Kontaktträgers 1 entgegen dem Uhrzeigersinn
und sichern die nun vollständig im achsnahen Abschnitt 9a der
Aufnahme 9 gelandeten Kontaktbuchsen 4 vor einem
erneuten Zurückgleiten in den achsferneren Abschnitt 9b der
Aufnahme 9. Wie in 9 ersichtlich,
erstrecken sich die Rastelemente 19 nicht über
die gesamte axiale Länge der Isolationswände 8b,
sondern sind in Form von relativ kurzen, der Basisplatte 7 benachbarten,
im Wesentlichen in einer radial von der Achse 10 abweisenden Richtung
verlaufenden Zacken ausgebildet.
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Anstelle
der in den vorliegenden Ausführungsbeispielen abgebildeten
zungenförmigen Anlaufschrägen 13 können
selbstverständlich auch andere Bauteile eingesetzt werden,
welche sich in konstruktiver Hinsicht von dieser Ausführungsweise
unterscheiden, jedoch die gleiche Funktion erfüllen, z. B.
Spiralfeder- oder sonstige Kompressionselemente.
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Um
den Kontaktträger 1 nach dem Verdrehen am Kragenteil 2 in
einer arretierten Stellung axial zu sichern, weist der Kontaktträger 1 des
weiteren Anlauframpen 20 auf (siehe 10 und 14), welche
mit ihren achsnormal verlaufenden Schenkeln 20b unter am
Kragenteil 2 angeordnete Haltestege 21 schiebbar
sind. Die Anlauframpen 20 weisen jeweils einen an der Basisplatte 7 angeformten, sich
im Wesentlichen parallel zur Achse 10 des Kontaktträgers 1 erstreckenden
Anlaufabschnitt 20a auf, welcher in der arretierten Stellung
des Kontaktträgers 1 an den Haltestegen 21 des
Kragenteils in Umfangsrichtung einen Anschlag findet.
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Bei
dieser Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen
Steckvorrichtung erübrigt sich also die axiale Sicherung
des Kontaktträgers 1 am Kragenteil 2 durch
eine Schraube 16, so wie im Ausführungsbeispiel
gemäß 8 dargestellt, obwohl eine solche
Schraube 16 oder ein anderes Sicherungselement erforderlichenfalls
als zusätzliche Sicherungsmaßnahme vorgesehen
sein kann.
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Der
beschriebene axiale Sicherungsmechanismus von Kontaktträger 1 und
Kragenteil 2 zueinander ist am besten in den 14 und 15 ersichtlich.
Hierbei zeigt 14 den soeben in den Kragenteil 2 eingesetzten
Kontaktträger 1 in nicht arretierter, also axial
beweglicher Stellung, während der Kontaktträger 1 gemäß 15 bereits
um ca. 20° gegenüber dem Kragenteil 2 im
Uhrzeigersinn verdreht wurde, sodass sich die Schenkel 20b der
Anlauframpen 20 des Kontaktträgers 1 nun
unterhalb der Haltestege 21 des Kragenteils 2 befinden,
wobei die in einem Kontaktbereich der Kontur der Haltestege 21 entsprechenden
Anlaufabschnitte 20a der Anlauframpen 20 an die
Haltestege 21 anstoßen und dadurch die endgültige
Stellung des Kontaktträgers 1 in seiner arretierten
Position definieren. Die arretierte Stellung des Kontaktträgers 1 entspricht
hierbei immer jener Anordnung, in welcher sich die Kontaktbuchsen 4 in
ihrer achsnahen Betriebsstellung befinden.
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Zur
besseren Verständlichkeit des erfindungsgemäßen
Arretierungsmechanismus ist der Kontaktträger 1 in
den 14 und 15 ohne
Kontaktbuchsen 4, also mit leeren Aufnahmen 9 abgebildet.
Hierbei sind in der Draufsicht gemäß 15 auch
die Anlaufschrägen 13 des Kragenteils 2 bzw. dessen
Halteabschnitte 13a teilweise ersichtlich, welche die gedachten
Kontaktbuchsen 4 in dieser arretierten Stellung sicher
in den jeweils zugeordneten Abschnitten 9a der Aufnahmen 9 fixieren
sollen.
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Ein
mit fünf schraublosen Kontaktbuchsen 4 bestückter,
in den Kragenteil 2 eingeführter Kontaktträger 1 ist
in 16 ersichtlich, wobei sich diese Anordnung gemäß 17 bereits
in einer analog zu 15 arretierten Stellung befindet.
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Nachdem
der Kontaktträger 1 in beschriebener Weise am
Kragenteil 2 arretiert wurde, wird zur Vervollständigung
der erfindungsgemäßen elektrischen Steckvorrichtung
noch ein Anschlussgehäuse 28 auf den Kragenteil 2 aufgesetzt
und mittels einer an sich bekannten Rastverbindung 29 verrastet
(siehe 11). Zu diesem Zweck weist der
Mantel 15 des Kragenteils 2 auf seiner der Achse 10 abgewandten,
also peripheren Seite mehrere über den Umfang verteilte
Stegelemente 29a auf (siehe auch 9), welche
im Falle eines Zusammenführens von Kragenteil 2 und
Anschlussgehäuse 28 in entsprechende Ausnehmungen
des Anschlussgehäuses 28 eingreifen. Diese Rastverbindung 29 kann
mittels eines geeigneten Werkzeugs wie etwa eines Schraubendrehers
wieder gelöst werden, um gegebenenfalls an den Leiteranschlussklemmen 6 der
Kontaktbuchsen 4 manipulieren zu können.
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Gemäß 19 weist
die erfindungsgemäße elektrische Steckvorrichtung
noch ein abdichtendes Abschlusselement 27 auf, welches
mittels eines Gewindes 31 in an sich bekannter Weise am
Anschlussgehäuse 28 befestigbar ist. Das Abschlusselement 27 besitzt
eine zentrische Leitereinführungsöffnung 3 und
vorzugsweise eine Zugentlastungsvorrichtung für ein in
der Leitereinführungsöffnung 3 gehaltenes Kabel,
auf welche an dieser Stelle nicht näher eingegangen sei.
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Zum
Schutz der elektrischen Steckvorrichtung vor Schmutz und Feuchtigkeit
ist diese mit einer in den 18 und 19 abgebildeten
Verschlussklappe 22 versehen, welche an einer trapezförmigen Halterung 23 des
Kragenteils 2 beweglich angelenkt ist. Hierzu sind sowohl
die Halterung 23 des Kragenteils 2 als auch ein
Scharnierteil 22a der Verschlussklappe 22 mit
korrespondierenden Öffnungen 26a, 26b versehen,
durch welche ein Achselement 24 geführt wird,
um welches ein in 9 ersichtliches Federelement 25 gewunden
ist, welches die Verschlussklappe 22 selbsttätig
in jene in den 18 und 19 abgebildete
Stellung klappt, sodass also ein in Montageposition des Kontaktträgers 1 in
Richtung eines an die elektrische Steckvorrichtung anzuschließenden
(nicht dargestellten) komplementären Steckers weisender
Kontaktendbereich 1b des Kontaktträgers 1 abgedeckt
ist.
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Der
dem Kontaktendbereich 1b des Kontaktträgers 1 gegenüberliegende,
vom Anschlussgehäuse 28 ummantelte und als Leitereinführungsbereich 1a bezeichnete
Endbereich des Kontaktträgers 1 ist in einer bevorzugten
Ausführungsweise einstückig mit der Basisplatte 7 und
dem Kontaktendbereich 1b ausgebildet.
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Im
Sinne einer ökonomischen Fertigung ist es weiters vorgesehen,
dass ein, in Richtung eines an die elektrische Steckvorrichtung
anzuschließenden komplementären Steckers weisender,
mit Kontaktöffnungen 32 versehener Frontbereich 2a der elektrischen
Steckvorrichtung einstückig mit dem Kragenteil 2 ausgeführt
ist (siehe z. B. 8 oder 19).
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Anstelle
der in der Schnittdarstellung gemäß 19 abgebildeten
schraublosen Kontaktbuchsen 4 können selbstverständlich
auch konventionelle Schraubkontaktbuchsen 4 am Kontaktträger 1 angeordnet
sein, bei welchen ein elektrischer Leiter in an sich bekannter Weise
mittels Schraubelementen 17 an den Endbereichen 5 der
Kontaktbuchsen 4 befestigbar ist (siehe Draufsicht auf
die Steckvorrichtung gemäß 20 sowie
eine entsprechende Schnittdarstellung gemäß 21).
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Es
sei angemerkt, dass die anhand der zweiten Ausführungsvariante
des Kontaktträgers 1 (9–21)
geschilderten Verriegelungsmechanismen, und zwar sowohl der dem
Verschieben und Fixieren der Kontaktbuchsen 4 aus einer
Montageposition in eine achsnahe Betriebsstellung in den Aufnahmen 9 dienende
Verriegelungsmechanismus mittels eines im mit Anlaufschrägen 13 versehenen
Kragenteil 2 drehbaren, mit Rastelementen 19 versehenen
Kontaktträgers 1, als auch jener Verriegelungsmechanismus,
welcher den Kontaktträger 1 am Kragenteil 2 mittels
Anlauframpen 20 und Haltestegen 21 gegen ein axiales
Verschieben sichert, auch bei der eingangs anhand der 1–8 beschriebenen
ersten Ausführungsvariante des Kontaktträgers 1 (offene
anstelle geschlossener Aufnahmen 9) vorgesehen sein können.
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Im
Falle einer Vorsehung solcher im radialen Endbereich 1c des
Kontaktträgers 1 offener Aufnahmen 9 bei
gleichzeitiger Vorsehung eines erfindungsgemäßen
Verriegelungsmechanismus wäre es in einer speziellen Ausführungsvariante
auch möglich, die Langlöcher bzw. Aufnahmen 9 konisch
auszugestalten. Konisch insofern, als zwei symmetrisch zur Langlochachse 9c verlaufende
Seitenflächen 9d, 9e der Aufnahme 9 einen
sich vom radialen Endbereich 1c der Basisplatte 7 in
Richtung der Achse 10 des Kontaktträgers 1 konisch
verjüngenden Verlauf aufweisen (siehe 22).
Selbstverständlich muss die sich solchermaßen
verengende Aufnahme 9 nicht symmetrisch bzw. konisch sein;
wesentlich ist lediglich, dass die lichte Breite der Aufnahme 9 in
Richtung zur Achse 10 des Kontaktträgers 1 abnimmt.
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Der
konisch verjüngte Verlauf der Aufnahme 9 ist hierbei
lediglich minimal gehalten und in 22 zwecks
besserer Erkennbarkeit übertrieben eingezeichnet, sodass
eine von der Richtung des offenen Endbereichs 1c der Basisplatte 7 in
die Aufnahme 9 eingesetzte Kontaktbuchse 4 leicht
in die Aufnahme 9 bzw. das Langloch eingeführt
und dort auch für die Zeitdauer dieses Montageschritts
zuverlässig und mit ausreichender Pressung gehalten wird,
bis schließlich mittels des geschilderten Verdreh- bzw.
Verriegelungsmechanismus ein endgültiges Befördern
der Kontaktbuchse 4 in deren achsnahe Betriebsstellung und
dortiges Fixieren erfolgt.
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Insbesondere
bei einer Bauweise gemäß 22 wird
ein schnelles manuelles Bestücken des Kontaktträgers 1 mit
Kontaktbuchsen 4 ermöglicht, da die Kontaktbuchsen 4 in
solchem Falle nicht axial in das Langloch bzw. die Aufnahme 9 eingefädelt werden
müssen, sondern in effizienter Weise am Kontaktträger 1 aufmagaziniert
werden können.
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Eine
Fortbildung der Bauweise des Kontaktträgers 1 gemäß 22 ist
in 23 abgebildet, wobei die Aufnahme 9 in
schlüssellochähnlicher Form ausgestaltet ist.
Hier wurde der konische Verlauf der Seitenflächen 9d, 9e der
Aufnahme 9 etwas modifiziert, indem die Seitenflächen 9d, 9e jeweils
in einem die lichte Breite der Aufnahme 9 verengenden Höcker 9g bzw.
in einer dort zu messenden kleinsten lichten Breite 9g' enden,
an welcher Stelle die Kontaktbuchsen 4 beim (aus im Wesentlichen
in radialer Richtung erfolgenden) Bestücken des Kontaktträgers 1 aufgrund
ihres etwas größeren Querschnitts zunächst
zum Stoppen kommen und dort weiterhin mittels einer Presspassung
gehalten werden, bis sie dann durch den geschilderten Verdreh- bzw.
Verriegelungsmechanismus endgültig in deren achsnahe Betriebsstellung
befördert werden und in dieser eine im Wesentlichen der
Querschnittskontur der Kontaktbuchse 4 angepasste Kontaktfläche 9f kontaktieren.
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Es
ist auch möglich, dass dieses Befördern der Kontaktbuchsen 4 in
die achsnahe Betriebsstellung bzw. zur Kontaktfläche 9f der
Aufnahme 9 bereits während des manuellen Bestückens
des Kontaktträgers 1 erfolgt, also ohne dass ein
geschilderter Verdreh- bzw. Verriegelungsmechanismus vorgesehen
sein muss.
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Bei
den Ausführungsvarianten des Kontaktträgers 1 gemäß den 22 und 23 muss
der konische Verlauf der Seitenflächen 9d, 9e der
Aufnahme 9 nicht notwendigerweise schon im äußersten Endbereich 1c der
Basisplatte 7 beginnen, sondern kann in beliebigen Abschnitten
der Aufnahme 9 angeordnet sein.
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Bei
der anhand von 23 erläuterten Ausführungsvariante
der Aufnahme 9 muss nicht unbedingt eine abgebildete Schlüssellochform
ausgestaltet sein. Eine solche ergibt sich lediglich im Falle runder
Kontaktbuchsen. Sollten die Kontaktbuchsen jedoch einen eckigen
oder polygonförmigen Querschnitt aufweisen, so würde
die auf die kleinste lichte Breite 9g' der Aufnahme 9 folgende
Kontaktfläche 9f in dazu korrespondierender Weise
ebenfalls eckig oder polygonförmig ausgestaltet sein.
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Selbstverständlich
kann anstelle eines manuellen Bestückens des Kontaktträgers 1 mit
Kontaktbuchsen 4 auch jeweils eine automatisierte Bestückung
erfolgen.
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Abschließend
sei angemerkt, dass die Anzahl der der Kontaktbuchsen 4 in
den abgebildeten Steckerbauweisen rein beispielhaft gewählt
ist. Gebräuchlich sind z. B. drei-, vier- und fünfpolige
Steckvorrichtungen, mittels welchen Geräte angeschlossen
werden, die Drehstrom benötigen. Eine fünfpolige
Ausführungsvariante ist in den 9–21 dargestellt,
wobei Schutzleiter, Neutralleiter und Außenleiter an dieser
Stelle nicht näher differenziert sind. In speziellen Anwendungsfällen
kann jedoch auch auf die Vorsehung des Neutralleiters verzichtet
werden, sodass die elektrische Steckvorrichtung lediglich vier Pole
bzw. Kontaktbuchsen 4 aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 901841
U1 [0003]
- - EP 610681 A2 [0003]
- - DE 202005017978 U1 [0003]
- - AT 8654 U [0050]