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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktierungsanordnung, insbesondere für Fahrzeuge, und ein Leistungsverteilungszentrum mit einer solchen Kontaktierungsanordnung.
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Stand der Technik
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Elektrische Kontaktierungsanordnungen finden in Hochstromkontakten im Automobilbereich breite Anwendung. So werden zum Beispiel kodierte Schraubanschlüsse in der Hauptsicherungsbox an der Schnittstelle von Leitungssatz zu Stromverteiler eines Fahrzeugs eingesetzt.
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Derartige kodierte Schraubanschlüsse, die eine eindeutige und ausschließliche Verbindbarkeit ermöglichen, haben sich bewährt. Unter Kodierung ist zu verstehen, dass ein Anschlussteil nur mit der „richtigen” Aufnahme verbunden werden kann. Allerdings werden in dieser Hinsicht mittlerweile immer höhere Anforderungen gestellt. Auch werden immer mehr Kodierungsmöglichkeiten nötig. Dazu müssen die Schraubverbindungen immer aufwendiger gestaltet sein, um eine hohe Anzahl eindeutig zuordenbarer Schnittstellen zu gewährleisten.
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1 zeigt eine herkömmliche Hauptsicherungsbox 100, die Schrauben 103 aufweist, die darin umspritzt sind. Ferner zeigt 2 eine Schraubverbindung 101, bei der sich ein Kabelschuh 102 von einer Leitung 105 erstreckt und mit einer Schraube 103 und einer Mutter 104 verbunden ist.
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Aus dem Stand der Technik sind darüber hinaus Anordnungen bekannt, die für einen Hochstromkontakt eine schwenkbare Anordnung eines Kontaktmessers vorsehen. So offenbart die
DE 25 59 124 A1 zwei Steckkörper mit Scharnierelementen, wobei zwei Messerkontaktelemente mit Mutterkontaktelementen in Eingriff treten.
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Darüber hinaus ist aus der
US 6,178,106 B1 ein Stromverteiler bekannt, bei dem ein Blattfederelement eine Lasche durch Schwenken kontaktiert. Ferner offenbart die
DE 1 109 758 B einen Reiter mit einem als Messer ausgebildeten Schenkel. Der Reiter ist an einem Deckel befestigt, sodass durch Schwenken des Deckels das Messer von einem zangenförmigen Kontaktglied gegriffen und kontaktiert wird.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anzahl der Kodierungsmöglichkeiten für einen Hochstromkontakt zu erhöhen. Dabei soll eine einfache Gestaltung und Konstruktion möglich sein; ebenso soll sich die Verbindung durch einen geringen Bauraumbedarf, ein geringes Gewicht sowie eine kostengünstige Herstellung auszeichnen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kontaktierungsanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Leistungsverteilungszentrum mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst. Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass durch eine unterschiedliche Bauweise jeweils die Kontaktteile umgebender Gehäuse bzw. die spezielle Gestaltung des Gehäuses eine Kodierung des Anschlussteils erreicht wird. Dadurch wird einerseits die Anordnung von Schrauben durch Einspritzen in die Hauptsicherungsbox und andererseits die Verwendung eines Kabelschuhs mit Mutter und Kodierung am Leitungssatz hinfällig. Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt die Kodierung über die Gestaltung des Gehäuses, wohingegen sich die Kontaktteile der verschiedenen Anschlussteile notwendigerweise nicht unterscheiden müssen. Trotz Identität der Kontaktteile kann eine hohe Anzahl an Kodierungen verwirklicht werden.
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Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine elektrische Kontaktierungsanordnung, insbesondere für Fahrzeuge, eine Basis mit mehreren Aufnahmen, die jeweils einen Kontakt aufweisen, und zumindest ein Anschlussteil aufweist, das ein elektrisch leitendes Kontaktteil und ein Gehäuse aufweist, in dem das Kontaktteil aufgenommen ist und das mit einer der Aufnahmen in Eingriff bringbar ist, sodass das Kontaktteil mit dem Kontakt der Aufnahme in elektrischen Kontakt bringbar ist, wobei aufgrund der Gestaltung des Gehäuses das Anschlussteil nur mit der zugehörigen Aufnahme in Eingriff gebracht werden kann, um den elektrischen Kontakt herzustellen.
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Vorzugsweise ist die Kontaktierungsanordnung mit mehreren Anschlussteilen vorgesehen. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau kann die Anzahl der Kodierungsmöglichkeiten erhöht, Gewicht eingespart und ein einfacher Montageprozess erreicht werden.
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Die erfindungsgemäße Kontaktierungsanordnung basiert auf der Verwendung eines Anschlussteils. Nachfolgend wird jedoch hinsichtlich Vereinfachung und weiteren Verdeutlichung in der Regel auf mehrere Anschlussteile Bezug genommen, wobei gleichsam lediglich ein Anschlussteil ebenfalls umfasst sein sollte.
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Vorteilhafterweise ist das Kontaktteil der Anschlussteile jeweils gleich bzw. identisch gestaltet, wodurch die Herstellung vereinfacht wird.
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Das Gehäuse des Anschlussteils steht mit der Aufnahme vorzugsweise derart in Eingriff, dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem Kontakt und dem Kontaktteil durch eine Schwenkbewegung hergestellt ist. Dies ermöglicht eine einfache Handhabung während der Kontaktierung.
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Ferner weisen vorzugsweise die Aufnahmen jeweils eine erste Scharnierhälfte und das Anschlussteile eine zweite Scharnierhälfte auf, wobei die zweite Scharnierhälfte die erste Scharnierhälfte zumindest abschnittsweise umgreifen kann. Dadurch wird ein zuverlässiger Eingriff bei einfacher Konstruktion möglich.
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Insbesondere können die ersten Scharnierhälften einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Außendurchmesser und die zweite Scharnierhälfte zumindest abschnittsweise einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Innendurchmesser aufweisen, wobei der Außendurchmesser der ersten Scharnierhälfte der jeweiligen Aufnahme gleich dem Innendurchmesser der zweiten Scharnierhälfte des zugehörigen Anschlussteils ist. Dies ermöglicht eine Kodierung über die Ausbildung der ersten und zweiten Scharnierhälften. Insbesondere kann so gewährleistet werden, dass nur eine zweite Scharnierhälfte eines Anschlussteils mit einer ersten Scharnierhälfte einer Aufnahme in Eingriff gebracht wird, die dieser zuordenbar sein soll. Wenn zum Beispiel die erste Scharnierhälfte einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Innendurchmesser der zweiten Scharnierhälfte ist, kann keine stabile Verbindung zwischen der Aufnahme und dem Anschlussteil erreicht werden, da die zweite Scharnierhälfte Spiel hat und somit keine verlässliche Verbindung möglich ist. Wenn hingegen der Außendurchmesser der ersten Scharnierhälfte größer als der Innendurchmesser der zweiten Scharnierhälfte ist, ist es nicht möglich, einen gegenseitigen Eingriff herzustellen, da die zweite Scharnierhälfte die erste nicht umgreifen kann.
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Darüber hinaus ist vorzugsweise die erste Scharnierhälfte der jeweiligen Aufnahme mit der zweiten Scharnierhälfte des zugehörigen Anschlussteils verrastbar. Dadurch kann das Herstellen des elektrischen Kontakts vereinfacht werden, da das Kontaktteil in dem Gehäuse in den Kontakt der Aufnahme geführt werden kann, während eine beständige Eingriffsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Scharnierhälfte gewährleistet wird.
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Darüber hinaus kann das Kontaktteil einen Kontaktbereich aufweisen, in dem der elektrische Kontakt hergestellt wird, wobei, bei elektrischer Kontaktierung des Kontaktteils und des Kontakts, ein Abstand des Kontaktbereichs des Anschlussteils von einem Ende des Gehäuses als Kontaktbereichsabstand, eine Länge des Kontaktbereichs als Kontaktbereichslänge, ein Abstand des Kontakts der Aufnahme von dem Ende des Gehäuses als Kontaktabstand und eine Länge des Kontakts als Kontaktlänge definiert sind. Dabei sind vorzugsweise für das jeweilige Anschlussteil und die zugehörige Aufnahme die Bedingungen erfüllt, dass der Kontaktbereichsabstand kleiner als der Kontaktabstand, die Kontaktbereichslänge größer als die Kontaktlänge und die Summe des Kontaktbereichsabstands und der Kontaktbereichslänge größer als die Summe des Kontaktabstands und der Kontaktlänge sind. Dies ermöglicht eine Kodierung der Anschlussteile und der Aufnahmen dahingehend, dass der Kontakt der Aufnahme passend in den Kontaktbereich aufgenommen werden kann. Ein elektrischer Kontakt kann nur zwischen einem Anschlussteil und einer Aufnahme hergestellt werden, wenn das Gehäuse so gestaltet ist, dass der Kontakt auf einen Kontaktbereich trifft, der länger als die Ausdehnung des Kontakts in diese Richtung ist. Das heißt, dass der Abstand des Kontaktbereichs mit dem Abstand des Kontakts und gleichzeitig die Länge des Kontaktbereichs mit der Länge des Kontakts kompatibel gestaltet sein müssen. Wenn zum Beispiel der Kontakt an einer Stelle der Aufnahme vorliegt, wo der Kontaktbereich nicht in elektrischen Kontakt gebracht werden kann, kann das Anschlussteil nicht mit der Aufnahme elektrisch verbunden werden. Wenn zum Beispiel die Kontaktlänge größer als die Kontaktbereichslänge und/oder bei einer Schwenkbewegung des Anschlussteils eine relative Kontaktbereichslänge ist, kann ein Anschlussteil der Aufnahme nicht zugeordnet werden. Dies führt zu einer Kodierungsmöglichkeit über den elektrischen Kontakt. Auch kann diese Art der Kodierung mit der Kodierung über die Scharnierhälften kombiniert werden, wodurch die Anzahl der Kodierungsmöglichkeiten weiter erhöht wird. Auch ist denkbar, dass zwei Anschlussteile identische zweite Scharnierhälften aufweisen, aber bezüglich der Gestaltung und Anordnung des Kontaktbereichs nicht übereinstimmen, was zu einer eindeutigen Kodierung führt.
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Vorzugsweise ist das Kontaktteil als Stanzbleche ausgebildet. Solche Stanzbleche können kostengünstig und einfach gefertigt werden. Insbesondere gegenüber einem Kabelschuh mit Mutter und Kodierung können Kosten eingespart und der Fertigungsablauf vereinfacht werden.
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Vorzugsweise sind die Kontakte als Lamellenkontakte ausgebildet. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Gestaltung und Herstellung des Kontakts erreicht. Insbesondere können Kosten eingespart werden, da der einfache Lamellenkontakt eine Schraube ersetzt. Lamellenkontakte bieten den Vorteil, dass sie eine höhere Stromtragfähigkeit als Kabelschuhe aufweisen, da keine Querschnittsreduzierung vorliegt.
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Vorzugsweise besteht ein Lamellenkontakt aus mehreren hintereinander angeordneten Einzellamellen. Dies ermöglicht eine einfache Kodierung bezüglich der Kontaktlänge. Die Anzahl der Einzellamellen eines Lamellenkontakts kann anhand des auszulegenden Stromflusses gewählt werden. Je höher die Stromtragfähigkeit des Kontakts sein soll, desto mehr Einzellamellen werden hintereinander entlang der Richtung des Kontaktbereichs angeordnet. Durch die entsprechende Gestaltung der Kontaktbereiche können die Aufnahmen so entsprechend ihrer Stromtragfähigkeit gestaltet werden.
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Erfindungsgemäß ist ein Leistungsverteilungszentrum vorgesehen, das eine der oben beschriebenen Kontaktierungsanordnungen aufweist. Aufgrund der Verwendung dieser Kontaktierungsanordnung ist ein kostengünstiger Aufbau einer Stromverteilung insbesondere in einem Kraftfahrzeug möglich. Darüber hinaus können Leitungen mit einem Kontaktteil vorkonfektioniert werden, wobei im Anschluss die Leitung bedarfsgerecht der Kontaktierungsanordnung zugeführt wird und entsprechend zur elektrischen Verbindung mit dem Kontakt der Aufnahme kontaktiert werden kann. Erfindungsgemäß ist vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen dem Kontakt und dem Kontaktteil keine fixe, d. h. unlösbare, Verbindung besteht, so dass die Kontaktierung jederzeit gelöst werden kann.
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Vorzugsweise ist das Leistungsverteilungszentrum durch eine Einhausung abgedichtet und im Motorraum eines Fahrzeugs angeordnet. Das Leistungsverteilungszentrum kann beispielsweise eine Sicherungsbox, insbesondere eine Hauptsicherungsbox, eines Fahrzeugs darstellen. Jeder Abgang der Sicherungsbox ist in der Regel einer Sicherung zugeordnet. Um eine gesicherte Zuordnung zwischen Kontakt und Leitung zu ermöglichen, kann die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kontaktierungsanordnung eingesetzt werden. Somit wird sichergestellt, dass eine Sicherung mit einem bestimmten Nennstrom beispielsweise einem entsprechend dafür ausgelegten Kontakt der Aufnahmen sowie einer entsprechend dafür konfektionierten Leitung zugeordnet wird. Eine falsche Zuordnung von Kontakt, Leitung und Sicherung wird somit verhindert.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung noch näher ersichtlich werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Hauptsicherungsbox gemäß dem Stand der Technik;
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2 zeigt eine Schraubverbindung gemäß dem Stand der Technik;
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3a und 3b zeigen ein Leistungsverteilungszentrum gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 zeigt eine Vergrößerungsansicht eines Anschlussteils und einer Aufnahme einer Kontaktierungsanordnung gemäß der Erfindung;
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5 zeigt eine Kontaktierungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ohne Gehäuse und
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6 ist eine schematische Darstellung eines Anschlussteils in einer Aufnahme einer Kontaktierungsanordnung gemäß der Erfindung.
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Ausführlich Beschreibung einer Ausführungsform
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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3a zeigt eine Kontaktierungsanordnung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Basis 2 nimmt über Aufnahmen 3 Anschlussteile 6 auf, die sich von Leitungen 15 erstrecken. Dazu weisen die Anschlussteile 6 Kontaktteile 10 (siehe 5) auf, die mit den Leitungen 15 elektrisch verbunden sind. Dabei kommt, wie in 3b gezeigt, das Gehäuse 7 eines Anschlussteils 6 mit einer ersten Scharnierhälfte 12 der Aufnahme 3 in Eingriff. Durch eine Schwenkbewegung wird, während, wie in 4 gezeigt, die zweite Scharnierhälfte 13 des Anschlussteils 6 mit der ersten Scharnierhälfte 12 verrastet ist, ein elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktbereich 11 und dem Kontakt 5 hergestellt. Die Anschlussteile 6 sind als Steckzungen ausgebildet. Durch den Hebelmechanismus wird ein leichtes Verbinden und Kontaktieren möglich. Der Kontaktbereich 11 ist als Aussparung 9 in dem Gehäuse 7 ausgebildet. Die erste Scharnierhälfte 12 stellt eine Eingriffaufnahme 4 dar. Der Eingriffabschnitt 8 des Anschlussteils 6 ist als zweite Scharnierhälfte 13 ausgebildet.
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Wie in 4 gezeigt weisen die Aufnahme 3 eine erste Scharnierhälfte 12 und das Anschlussteil 6 eine zweite Scharnierhälfte 13 auf, die die erste Scharnierhälfte 12 abschnittsweise umgreift. Dadurch sind die erste Scharnierhälfte 12 und die zweite Scharnierhälfte 13 verrastet. Da der Außendurchmesser der ersten Scharnierhälfte 12 dem Innendurchmesser der zweiten Scharnierhälfte 13 entspricht, ist ein verlässlicher Eingriff gegeben. 4 ist auch zu entnehmen, dass nach Vollenden der Schwenkbewegung um die erste Scharnierhälfte 12 das Anschlussteil 6 mit dem Kontaktbereich 11 in elektrischen Kontakt mit dem Kontakt 5 gebracht ist. Dabei liegt der Kontakt 5 ausgehend von dem Ende des Gehäuses 7, wo der Eingriff des zweiten Scharnierelements 13 mit dem ersten Scharnierelement 12 erfolgt, weiter entfernt als das Vorderende des Kontaktbereichs 11 des Anschlussteils 6 von dieser Stelle. Darüber hinaus ist der Kontaktbereich 11 in Längsrichtung des Gehäuses 7 länger als der Kontakt 5 in Längsrichtung des Gehäuses 7 bzw. der Aufnahme 3, in einer Seitenansicht und unter der Annahme vollständiger Kontaktierung zwischen dem Kontaktbereich 11 und dem Kontakt 5.
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5 zeigt unter Weglassung des Gehäuses 7 das Kontaktteil 10, das in dem Gehäuse 7 aufgenommen ist und mit der Leitung 15 verbunden ist. Die Kontaktierung des Kabels 15 mit dem Kontaktteil 10 kann über eine herkömmliche Kabelkonfektionierung erfolgen, wie zum Beispiel Magnetimpuls- oder Ultraschallschweißen und/oder Crimpen.
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5 macht des Weiteren deutlich, dass die Kontaktteile 10 als Stanzbleche ausgebildet sind und dabei eine einfache Form aufweisen, wie zum Beispiel eine rechteckige Form. Vorzugsweise ist das Kontaktteil 10 im Fall mehrerer Anschlussteile für alle gleich bzw. identisch ausgebildet. Dadurch kann die Herstellung der Kontaktteile weiter vereinfacht und kostengünstiger gestaltet werden. Der Kontakt 5, mit dem das Kontaktteil 10 in elektrischen Kontakt gebracht wird, ist ein Lamellenkontakt 14. Die Einzellamellen sind entlang des Kontaktteils 10 hintereinander angeordnet. Der in 5 gezeigte Lamellenkontakt 14 weist sechs Einzellamellen auf. Die Anzahl der Einzellamellen wird durch die auszulegende Stromtragfähigkeit bestimmt.
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Wie in 6 in einer Seitenansicht gezeigt, sind ein Kontaktbereichsabstand x, der einen Abstand des Vorderendes des Kontaktbereichs 11 des Abschlussteils 6 von einem Ende des Gehäuses 7 darstellt, an dem der Eingriff der Aufnahme 3 mit dem Anschlussteil 6 vorliegt, eine Kontaktbereichslänge y, die eine Länge des Kontaktbereichs 11 entlang des Gehäuses 7 bei elektrischer Kontaktierung der Aufnahme 3 und des Anschlussteils 6 darstellt, ein Kontaktabstand X, der den Abstand des Vorderendes des Kontakts 5 der Aufnahme 3 von dem selben Ende des Gehäuses 7, wie bezüglich des Kontaktbereichsabstands x angenommen, darstellt, und eine Kontaktlänge Y definiert, die eine Länge des Kontakts 5 entlang des Gehäuses 7 bei elektrischer Kontaktierung der Aufnahme 3 und des Anschlussteils 6 darstellt.
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Wenn der Kontaktbereichsabstand x kleiner als der Kontaktabstand X und die Kontaktbereichslänge y größer als die Kontaktlänge Y ist, wobei die Summe des Kontaktbereichsabstands x und der Kontaktbereichslänge y größer als die Summe des Kontaktabstands X und der Kontaktlänge Y ist, „passt” der Kontakt 5 in den Kontaktbereich 11. Wenn hingegen der Kontaktbereichsabstand x größer als der Kontaktabstand X wäre, würde der Kontakt 5 gemäß 6 links von dem Kontaktbereich 11 liegen, wodurch keine elektrische Kontaktierung möglich wäre. Die Kontaktbereichslänge y ist dabei vorzugsweise größer als die Kontaktlänge Y, sodass der Kontakt 5 vollständig und damit überhaupt in dem Kontaktbereich 11 aufgenommen werden kann. Die weitere Bedingung stellt sicher, dass der Kontakt 5 nicht rechts von dem Kontaktbereich 11 in 6 angeordnet ist oder teilweise nach rechts von dem Kontaktbereich 11 „übersteht”.
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Das Leistungsverteilungszentrum 100 gemäß der Erfindung weist eine Kontaktierungsanordnung 1 mit Anschlussteilen 6 und einer Basis 2 wie oben näher beschrieben auf. Ferner kann das Leistungsverteilungszentrum 100 durch eine Einhausung (nicht gezeigt) abgedichtet sein und im Motorraum eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) angeordnet sein.
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Der Fachmann wird erkennen, dass eine elektrische Kontaktierungsanordnung ausschließlich Anschlussteile 6 aufweisen kann, die jeweils nur mit einer zugehörigen Aufnahme 3 in Eingriff bringbar ist. Dadurch wird eine eindeutige Zuordnung jeder Aufnahme und jedes Anschlussteils möglich. Es ist auch möglich, dass eine Kontaktierungsanordnung mehrere elektrische Verbindungsmöglichkeiten von Anschlussteilen 5 mit Aufnahmen 3 zulässt, zum Beispiel aufgrund einer identischen Gestaltung der Aufnahmen, da nicht alle Aufnahmen 3 und nicht alle Anschlussteile 6 eindeutig zuordenbar sein müssen.
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Dabei ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Der Fachmann wird zum Beispiel erkennen, dass es auch möglich ist, die Kodierung der Scharnierhälften 12, 13 durch mehrere Innen- bzw. Außendurchmesser zu gestalten, sodass, entlang der Scharnierverbindung, entsprechende bzw. passende Außen- und Innendurchmesser aufeinanderfolgen.
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Auch ist es denkbar, dass die Aussparungen 9, die die Kontaktbereiche 11 definieren, verschiedenartige Aussparungsprofile aufweisen und auch deren Höhen in Verbindung mit den Höhen der Kontakte 5 zur Kodierung herangezogen werden können. Auch können mehrere Kontakte 5 an einer Aufnahme 3 und entsprechende bzw. passende Aussparungen 9 oder Kontaktbereiche 11 in einem Anschlussteil 6 zur Kodierung vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2559124 A1 [0005]
- US 6178106 B1 [0006]
- DE 1109758 B [0006]
