DE2204860A1

DE2204860A1 - Miniatur verbinder und Herstellungsverfahren für Verbinder

Info

Publication number: DE2204860A1
Application number: DE19722204860
Authority: DE
Inventors: James Joseph Oak Park Calif. Cerwin (V.St.A.)
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1971-03-24
Filing date: 1972-02-02
Publication date: 1972-09-28
Also published as: BE779093A; ATA94772A; AU469121B2; IT946893B; CA962363A; GB1368684A; ZA7283B; AU3767572A; FR2131341A5; JPS5640951B1; US3760336A; AT336114B

Description

DIPL.-ING. A. GRÜNECKER WOO MDNCHCN J2

MuintiK<mtra6«43 OR-ING. H. KINKELDEY

DR--ING. W. STOCKMAIR, Αβ. E.(CAUF !NST OHECHt* " " . . «mm MoMpot MOnd«« PATENTANWÄLTE

p 4486-sh ' 2204860 2-Feb. 1972

Bunker Hamo Corporation

900 Commerce Drive

Oak Brook, Illinois 60521

USA

Miniaturverbinder und Herstellung-' verfahren für Verbinder

Die Erfindung betrifft einen Miniaturverbinder sowie ein Verfahren zur Herstellung von Verbindern.

Miniaturverbinder besitzen gewöhnlich eirie große Zahl von Kontakten und sehr häufig werden Verbinder ein und derselben Art für die verschiedenartigsten Zwecke verwendet, so daß sich die beträchtlichen Kosten der Werkzeuge zur Herstellung von Verbindern einer gegebenen Art rechtfertigen. Oft besteht jedoch ein Bedürfnis nach speziellen Verbindern, wenn auch in kleinerer Anzahl. In diesen Fällen ist es nicht immer gerechtfertigt, große Summen für die Werkzeuge zu investieren. Aber auch bei der Herstellung derartiger Verbin-

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der durch Handwerkzeuge wären die Kosten viel zu hoch.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, mit einfachen und wirtschaftlichen Mitteln einen Miniaturverbinder zu schaffen, der\die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und im Betrieb hohe Zuverlässigkeit besitzt.

Der erfindungsgemäße Miniaturverbinder hat zwei zusammengesteckte Verbinder-Hauptteile zur Aufnahme von zusammenpaßbaren Kontakten, wobei jeder Hauptteil eine Ummantelung und eine darin festgelegte, aus mehreren in einer Reihe angeordneten Baukas ten el emen ten bestehende· Einsatzanordnung aufweist, wobei die Baukastenelemente der beiden Einsatzanordnungen paarweise miteinander fluchten und die mit einander fluchtenden Baukastenelemente jedes Paares Mittel zur Halterung von Kontakten in solcher Anordnung haben, daß' die zusammenpaßbaren Kontakte durch Zusammenstecken der Verbinder-Hauptteile zusammengesteckt werden.

Die Erfindung schafft ferner zum Herstellen von Verbindern ein Verfahren, in dem je ein Paar von-zusammen st eckbaren Ummantelungen vorgesehen wird und eine Anzahl Paare passend aneinanderfügbarer Baukastenelemente zur Aufnahme und Halterung von zusammenpaßbaren Kontakten vorgesehen werden, wobei die Baukasten el emen te jedes Paares eine Halterung für die Kontakte in solcher Anordnung besitzen, daß bei fluchtender Anordnung der Baukastenelemente jedes Paar.es, zu denen auch Abstandhalter gehören, die darin vorgesehenen Kontakte zum Zusammenstecken fluchten, worauf vorherbestimmte Paare von Baukastenelementen ausgewählt werden, außer Baukastensiementen mit Kontakten gegebenenfalls auch solche, welche Abstandhalter bildenfind wobei die Baukastenelemente jedes Paares in je eine Ummantelung eingesetzt worden.

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Nach der Erfindung hat ein Miniaturverbinder Bestandteile , die denjenigen bisheriger Miniaturverbinder sehr ähnlich sind. Mindestens bestimmte der Verbinder werden im Baukastensystem bzw. als Moduln hergestellt, wobei die Hauptteile der Verbinder passend zusammengesteckt sind und genau dieselben Punktionen haben wie entsprechende Elemente der bisher .hergestellten Miniaturverbinder. Infolgedessen kann ein Hersteller einen Verbinder aus bestimmten, ausgewählten Bausteinen bzw. Moduln zusammensetzen und diese Bausteine bzw. Moduln und andere Bestandteile der Verbinder in großen Stückzahlen herstellen, so daß die anteiligen Werkzeugkosten stark verringert werden. Ferner kann in diesem Fall ein Hersteller Spezialverbinder in relativ kleinen Stückzahlen mit annähernd ebenso niedrigen oder noch niedrigeren Kosten herstellen wie bei der Herstellung von Miniaturverbindern der bisher bekannten Arten.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Kontakt stiften und Kontaifouchsen dieses Miniaturverbinders mit solchen bereits verwendeter Art sowie mit anderen Konstruktionselementen, z.B. einer Hülse .und einem Stützglied bzw, den entsprechenden Bestandteilen von bisher verwendeten Ver~ bindern gleichartig .oder ihnen sehr ähnlich sind, so daß die Herstellungskosten weiter herabgesetzt weiden.

Günstig ist ferner, daß die Baukastenelemente Einsätze bilden, welche die Kontakt stifte und Kontaktbuchsen halten, und daß neuartige Konstruktionselemente zum Festlegen und Fluchten der Baukastenelemente vorhanden sind, so daß die Kontaktstifte und Kontaktbuchsen in den beiden Hauptteilen des Verbinders richtig fluchten.

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Von besonderem Vorteil i.^e:t auch, daß dank der vorgesehenen Konstruktion die Teile des Verbinders auf neuartige Weise miteinander verriegelt und Mittel vorgesehen sind, die eine Verformung der die Baukastenelemente festlegenden Bestandteile und damit eine Verschiebung oder einen Ausrichtfehler der Baukastenelemente verhindern, obgleich infolge der kleinen modularen Abmessungen dieser Elemente sonst eine derartige Verschiebung oder Fehlausrichtung leicht auftreten könnte.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt;

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ei findungsgemäßen Verbinders mit zusammengesteckten Hauptteilen,

Fig. 2 eine Stirnancicht des Verbindern gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Verbinders mit voneinander getrennten Hauptteilen,

Fig. 4 eine Seitenansicht des in Fig. 3 gezeigten Vorbinders von rechts,

Fig. 5 eine Ansicht entsprechend der Linie 5-5 in Fig. 3i

Fig." 6 eine auseinandorg'ezogene ßchrägansicht von Baukasten« elementen bzw. Modul-Einsätzen,

Fig. 7 eine vergrößerte¹ Teil ansicht ΙΔ.ιΔ ich Fir:· ^l; _s

Fig. 8 eine vergrößerte Ijnßstob Teil -:i);:i chi: ent;, j r~ .-hi-oc der Ionic 0-3 j'·. Fir. .ί,

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Pig, 9 eine vergrößerte Schnittansicht entsprechend der Linie 9-9 in Pig. 3 und

Fig. 10 einen Schnitt durch die miteinander verbundenen Teile gemäß Fig. 9·

In den Ausführungsbeispielen ist ein erfindungsgemäßer Verbinder im Zustand bzw. in Fig. 3 mit voneinander getrennten Hauptteilen dargestellt. Diese Hauptteile bestehen aus einem Buchsenstück 12 mit Kontaktbuchsen und einem Steckerstück 14-mit Kontaktstiften. Diese beiden Hauptteile sind einander sehr ähnlich ausgebildet. Das Buchsenstück 12 besitzt eine Vorderhülse 16 und einen Stützrahmen 18. Diese beiden Bestandteile bilden eine Ummantelung, in welcher ein dielektrischer Einsatz 20 angeordnet ist, der aus mehreren Baukastenelementen bzw. Moduln 20a besteht. Vorderhülße 16 und Stützrahmen 18 haben passend aneinanderliegende Plansche 22, mit Ausnehmungen 26 (Pig. 5)»durch die geeignete Befestigungsmittel, wie Niete, Schrauben usw. eingesetzt werden, welche zum Verbinden der beiden Teile 16, 18 miteinander dienen. Diese Befestigungsmittel sind als strichpunktierte Linie 26a ßchematisch angedeutet.

Das Steckerstück 14- besitzt eine Vorderhülse 28 und einen Stützrahmen 30, zwischen denen ein Einsatz 32 angeordnet ist, der aus mehreren Baukastenelementen bzw. Moduln 32a besteht. Die Teile 28 und 30 sind mit Planschen 3'K 36 versehen, die Ausnehmungen für Befestigungsmittel besitzen, die wieder durch eine strichpunktierte Linie 38 schematisch angedeutet sind.

Die Vorderhülsen 16, 20 haben bis auf die Flansche 22, 34-allgemein die Form von gestreckten, dünnen Rohren (Fig. 5)· Die Vordorhülfio 16 kann roibsohlüsnLg in die Vorderhülce 28

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eingesetzt werden, wodurch die Verbindung der beiden Hauptteile 12, 14 miteinander unterstützt wird. Die Hülsen sind in der Draufsicht vorzugsweise nicht rechteckig, so daß sie in nur einer bestimmten Stellung; fsstlegbar sind.

Die beiden Stütztrahmen 18, 30 haben zumindest im wesentlichen dieselbe Form. Sie werden weiter unten im Zusammenhang mit den Einsätzen 20, 32 noch erläutert.

Wie vorstehend angegeben wurde, bestehen die Einsätze 20, 30 aus mehreren Baukastenelementen bz»w. Moduln, die in Fig. 6 schaubildlich dargestellt sind. Die Baukastenelemente beider Art sind in ihrer AußenfcHra einander gleich oder ähnlich, aber verschieden tief {Fig. 9 und 10) und mit unterschiedlichen Hohlräumen versehen, je nachdem, ob sie Kontaktstifte oder Kontaktbuchsen aufnehmen sollen. Jedes Bau_T kastenelement 20a, 32a, hat die Fona eines Blockes (Fig. 6), der im Querschnitt quadratisch oder fast quadratisch ist. Jeder Block besitzt Stirnflächen 40, Seitenflächen 42, eine obere oder innere Endfläche 41 und eine, untere oder äußere Endfläche 43. Die Baukastenelemeate werden in die Ummantelungen derart eingesetzt, daß bei zusanatenEesteckten Verbinderteilen (Fig. 9 und 10) die oberen oder inneren Endflächen 41 aneinander liegen, und die unteren odesr äußeren Stirnflächen 43 voneinander abgekehrt sind.

An den Seitenflächen 42 sind Verriegelungselemente in Form, von Leisten 44 vorgesehen, deren jede eiiie aufwärtsgerichtete Rippe 46 besitzt, die mit der entsprechenden Seitenfläche 42 eine Nut 48 bildet. Von den Leisten 44 gehen Festlege- und Haltezapfen 50, 52 abwärts zum unteren Rand des Blockes hin. Einer dieser Zapfen ist iu Fig. 6 gezeigt; beide Zapfen 50, 52 sind in Fig* 0 deutlich dargestellt (vergl. auch in Fig. und 10). Diese beiden i'-anfen 50, 52 sind verschieden breit und gewährleisten daher die richtige Orientierung der Baukastenelemente 20a bzw. 3<" " > wie naehsfceherifl beschrieben wLrd.

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SAO ORISiN¹AL

Die Baukastenelemente oder Moduln 20a, 32a, sind mit Ausnehmungen 5*5- versehen, in die Kontaktbuchsen 56 und Kontaktstifte 58 (Pig- 9 und 10) eingesetzt werden. Diese Anordnung der Ausnehmungen und Kontakte ist an sich bekannt. Die Kontakte sind halbscheinatisch. dargestellt und wie üblich an Leiter angeschlossen. Weitere Einzelheiten von Kontakten und Leitern sowie andere Details, die mit dem erfindungsgemäßen Modulbzw. Baukastensystem nicht unmittelbar zu tun haben, gehen aus der USA-Patentschrift 3 101 229 hervor.

Zum Zusammensetsen der Einsätze 20, 32 werden -die Baukastenelemente entsprechend den Erfordernissen wie nachstehend erläutert in einer Reihe mit aneinanderliegenden Stirnflächen 40 zusammengesetzt. Die Moduln 20a, 30a werden in der gewünschten Reiehnfolge susamiaengesetzt und beispielsweise in den Stützrahmen 18 eingesetzt. Dieser Stützrahmen besitztparallele Längsleisten 60 mit Flanschen 62, die in Richtung der Achsen der Ausnehmungen 54- verlaufen, und mit einwärtsgekelirten Planschen 64, die auf entgegengesetzten Seiten mit Kerben 66, 68 versehen sind. Diese Kerben sind verschieden groß und dienen zur Aufnahme der Zapfen 50, 52 der Baukastenelemente.

Wenn die Moduln 20a bzw. 30a auf diese Weise beispielsweise in dem Stützrahmen. 18 eingesetzt sind, liegen die Leisten 44 an den einwärtsgekehrten Planschen 64 an. Mach dem Einsetzen der Vorderhülse 16 greifen die Ränder 70 (Fig. 9 und 10) dor Hülsen 16 in die Hüten 48 der Baxikastenelemente ein. Durch das Einsetzen tier Befestigungsmittel 26 werden darm der Stütztrahmen 18 und die Vorderhülso 16 des VerbinderloiIn so miteinander verbunden, daß die Moduln bzw«. Draukastenelemente zwischen ihnen eingespannt sind. Beide Hauptteile 12 und 14 des "Verbinders \;ur<Jen in derselben ¹U¹OiB(B hergestellt.

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Die Kontakte und die mit ihnen verbundenen Leiter worden in herkömmlicher Weise in die Baukastenelemente eingesetzt. Entsprechend ihrer endgültigen Verwendung werden die Hauptteile des Verbinders in ebenfalls an sich bekannter Weise zusammengesteckt. Es ist ferner zweckmäßig, bei Verwendung einer kleineren Anzahl von mit Ausnehmungen versehenen Moduln bzw. Baukastenelementen Räume freizulassen, oder ein mit Ausnehmungen versehenes Baukastenelement als Abstandhalter zu erwenden.

Infolge des Eingriffs der Zapfen 50» 52 in die Kerben 66, 68 ' sind die Baukastenelemente gegen eine Bewegung in der Längsrichtung des Einsatzes festgelegt. Durch den Eingriff der Ränder 70 der Vorderhülse in die Nuten 48 und den seitlichen Angriff der Seitenteile des Sütztrahmens an den Baukastenelementen sind diese gegen eine Querverschiebung gesichert..

Fig. 7 zeigt eine etwas andere Ausführungsform von Baukastenelementen, die an ihren Stirnflächen 40 durch Feder und Nut 72 miteinander verbunden sind.

Die Baukastenelemente 20a, 32a sind für die Kontaktbuchsen und Kontaktstecker gewünschten Größe und Belastbarkeit mit Ausnehmungen 54 in verschiedenen Anordnungen versehen. Derartige Kontakte können Kenndaten bzw. Eigenschaften in einem weiten Bereich besitzen. Wie vorstehend angegeben wurde, haben alle eingesetzten Baukastenelemente dieselbe Ausführungsform, ßo daß sie entsprechend jeder für eine bestimmte Verbindung erforderlichen Kombination von Kontakten aasgewählt werden können. Schon bei einer kleinen Anzahl von z.B. fünf Baukastenelementen, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispielen, sind 120 Kombinationen möglich.

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3Für jedes Baukasten element werden eigene Werkzeuge verwendet. Werkzeuge für eine ganze Kombination von Baukastenelementen sind nicht erforderlich. Daher kann man jeden einzelnen Modul in großer Stückzahl auf Lager halten, wobei der Werkzeugbedarf minimal ist. Zur Herstellung eines gegebenen Verbinders werden nur die für ihn erforderlichen Baukastenelemente ausgewählt und in jeder Kombination angeordnet, die den gewünschten Eigenschaften des Verbinders entspricht.

Es wurde vorstehend darauf hingewiesen, daß oft ein Miniaturverbinder mit speziellen Eigenschaften erforderlich ist, und zwar nur in einer kleinen Stückzahl. Man kann einen derartigen Spezialverbinder aus den Moduln bzw. Baukastenelementen und den normalen oder nur wenig abgeänderten sonstigen Bestandteilen des Verbinders herstellen. Beispielsweise sind die Vorderhülsen 16, 28 normale Teile und die Stützrahmen 18,' 30 den in den üblichen Verbindern verwendeten Stützrahmen sehr ähnlich. Diese Teile können mit minimalen Werkzeugkosten hergestellt werden. Man erzielt dadurch den weiteren Vorteil, daß die anfallenden Werkzeugkosten sich auf alle Spezialverbinder aufteilen lassen, in denen Baukastenelemente in einer der verschiedenen Kombinationen verwendet werden. Ein großer Vorteil wird erzielt, wenn diese Spezialverbinder in einem Produktionsvorhäben nur in einer kleinen Stückzahl verwendet werden, oder für Porschungs- und Entwicklungsarbeiten, bei denen gewöhnlich nur eine kleine Stückzahl benötigt wird.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnung und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlcih •sein.

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Claims

Patentansprüche

1. yiiniaturverbinder, gekennzeichnet durch

zweizusammengesteckte Verbinder-Hauptteile (12,14) zur Aufnahme von zusammenpaßbaren Kontakten (56,58), wobei jeder Hauptteil (12,14) eine Ummantelung (16,18; 28,30) und eine darin festgelegte aus mehreren in einer Reihe angeordneten Moduln bzw. Baukastenelementen (20,32) bestehend Ein s at ζ an Ordnung^ (20,32) aufweist, wobei die Baukastenelement ο (20a,32a) der beiden Einsatzanordnungen (20, 32) paarweise miteinander fluchten und wobei die miteinander fluchtenden Baukastenelemente (20a, 32a) jedes Paares Mittel (54) zur Halterung von Kontakten in solcher Anordnung haben, daß die zusammenpaßbaren Kontakte (56,58) durch Zusammenstecken der Verbinder-Hauptteile (12,14) zusammengesteckt werden.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Verbinder-Hauptteil (12,14) die Baukastenelemente-(2Oa, 32a) an ihren Stirnflächen (40) im wesentlichen aneinanderliegen, so daß sie eine zusammenhängende Einsatzanordnung (20, 32) bilden.

3. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ummantelung (16,18; 28,30) Mittel (50,52,66,68) zum formschlüssigen Pestlegen jedes Baukastenelemerits (20a,32a) gegen eine Bewegung in Längsrichtung der Einsatzanordnung (20,32) besitzt.

4. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß jede Ummantelung ein Stützglied (18,30) und eine Vorderhülsc (16,28) aufweist,

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die miteinander verbunden sind, daß die Vorderhülse (16,28) durch Zusammenstecken der Verbinder-Hauptteile (12,14) teleskopartig ineinanderschiebbar sind, daß jedes Stützglied (18,30) Mittel (66,68) besitzt, welche die Baukastenelemente (20a, 32a) gegen eine Verschiebung in Längsrichtung der Einsatzanordnung formschlüssig festlegen und daß die'- Vorderhülse (16, 28) die Baukastenelemente (20a32a) gegen eine Querverschiebung sichert.

5. Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichne t, daß jedes Stutzglied (18,30) die Baukastenelemente (20a, 32a) auch gegen eine Querverschiebung festlegt.

6. Verbinder nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (18,30) und die Vorderhülse (16,28) mit sich in Längsrichtung erstreckenden Endflanschen (24, 36; 22, 34) versehen und durch diese miteinander verbunden sind, daß zwischen den Endflanschen (24,22* 36, 34) des Stützgliedes (18,30) und der Vorderhülse (16, 28) ein Zwischenraum vorhanden ist, der in der Richtung des ZusammenSteckens eine beträchtliche Abmessung hat, daß die Vorderhülse (16, 28) einen in Zusammensteckrichtung verlaufenden rohrförmigen Teil besitzt, daß die Baukastenelemente (20a, 32a) verbreiterte Teile haben, die in dem Zwischenraum zwischen dem Stützglied (18,30) und der Vorderhülse (16,28) angeordnet sind und seitwärts über den rohrförmigen Teil hinausreichen, daß die Baukastenelemente ·"·. (20a, 32a) ferner Portsätze in dem rohrförmigen Teil haben . und daß die Baukastenelemente (20a, 32a) in den verbreiterten Teilen (44, 46, 50) miteinander fluchtende Nuten (48) besitzen, welche die benachbarten Bänder (70) des rohrförmigen Teils aufnehmen und eine Querverschiebung der Baukastenelemente (20a, 32a) verhindert, wobei die Baukastenelemente (20a, 32ε) zwischen den Rändern (20) des rohrförmigen Teils und dem Stütz-' glied (18, 30) eingespannt sind.

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7. Verbinder wenigstens nach einem "der Ansprüche 4 /biß 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Moduln bzw. Baukastenelemente (20a, 32a) durch das Stützglied (18, 30) hindurch vorstehen und daß an dem Stützglied (18, 30) und den Baukastenelementen (20a, 32a) ineinandergreifend Verriegelungsteile (66, 68, 50, 52) ausgebildet sind.

8· Verbinder nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß auf entgegengesetzten Seiten jedes Baukastenelements (20a, 32a) ausgebildete Verriegelungsteil (50, 52) verschieden bemessen sind, so daß die Baukastenelemente (20a, 32a) in einer vorbestimmten Orientierung nebeneinander festlegbar sind.

9. Verbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusammenstecken der Verbinder-Hauptteile (12,14) die Vorderhülsen (16, 28) teleskopartig reibschlüssig zusammensteckbar sind, wobei die eine Vorderhülse (I3) eine Innenhülse und die andere Vorderhülse (28) eine Außenhülse bildet, und daß die Baukastene_vlemente (20a) in dem mit der Innenhülse (16) versehenen Verbinder-Hauptteil (12) bis in den Bereich des vorderen Endes dieser Innenhülse (16) reichen, während sich die Baukastenelemeute (32a) in dem anderen- Verbinder-Hauptteil (14) weniger weit in die Außenhülse (28) erstrecken, so daß nach teleskopartigem Zusammenstecken der Verbinder-Hauptteile (12,14) die Baukastenelemente (20a, 32a) einander im wesentlichen berühren bzw. ineinandergreifen.

10. Verfahren zum Herstellen von Verbindern, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Paar von zusammecsteckoaren UmmaJitelungen vorgesehen wird und eine Anzahl Paare passend aneinander fügbarer Baukastenelemente snr Aufnahme und Halterung; von susaraiaenpsjibarerj Kontakten vorgesehen werden, wobei die Baukastenelemente ^edes Paares

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Halterungen für die Kontakte in solcher Anordnung "besitzen, daß bei fluchtender Anordnung der Baukastenelemente Jedes Paares, zu denen auch Abstandhalter gehören, die darin vorgesehenen Kontakte zum Zusammenstecken fluchten, worauf vorherbestimmte Paare von Baukastenelemente ausgewählt werden, außer Baukastenelementen mit Kontakten gegebenenfalls auch solche, welche Abstandhalter bilden, und daß die Baukast'enelemente jedes Paares;, in je· eine Ummantelung eingesetzt werden.

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