DE202010011545U1

DE202010011545U1 - Steckverbinder

Info

Publication number: DE202010011545U1
Application number: DE202010011545U
Authority: DE
Original assignee: ERNI Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: ERNI PRODUCTION GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2010-08-18
Filing date: 2010-08-18
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2020-08-19

Abstract

Steckverbinder (100) mit wenigstens einem in einem Steckverbindergrundelement (110) angeordneten Kontaktelement (200) und mit einem Crimp-Anschluss, wobei wenigstens eine in dem Kontaktelement (200) quer zur Steckrichtung (R) angeordnete Sekundär-Verriegelungsausnehmung (205, 206) vorgesehen ist, in welche eine Verriegelungsnocke (305, 306) eines Sekundär-Verriegelungselements (300) in der Verriegelungsposition des Sekundär-Verriegelungselements (300) eingreift, gekennzeichnet durch ein endseitig eines Crimpbereichs angeordnetes Fixierelement (215), welches in eine gegengleiche Ausnehmung (115) in dem Steckverbindergrundelement (110) eingreift.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
Stand der Technik
Ein gattungsgemäßer Steckverbinder geht aus der DE 10 2006 030 784 A1 hervor. Bei diesem Steckverbinder wird ein in einem Steckverbinder-Grundelement angeordnetes Kontaktelement mittels einer Sekundär-Verriegelung gehalten. Hierzu ist in dem Kontaktelement wenigstens eine quer zur Steckrichtung angeordnete Sekundär-Verriegelungsausnehmung vorgesehen, in welche eine Verriegelungsnocke eines Sekundär-Verriegelungselements in der Verriegelungsposition des Sekundär-Verrieglungselements eingreift. Das Kontaktelement dieses Steckverbinders weist eine Crimpfahne auf, die zur Kontaktierung eines abisolierten elektrischen Leiters dient.
Derartige Stecker werden auch im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt. In Kraftfahrzeugen unterliegen die Stecker und insbesondere auch die Crimpanschlüsse der Leiter erheblichen Belastungen, beispielsweise Rüttel belastungen, Vibrationsbelastungen und dergleichen. Dies führt zu einer erheblichen Belastung des Übergangsbereichs zwischen Messer- bzw. Federkontakten und dem Crimpbereich. Aufgrund dieser Vibrationen kann es beispielsweise zu einem Bruch kommen. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass aufgrund großer Vibrationen eine Kontaktkorrosion eines Kupferleiters in dem Crimpanschluss auftritt, die isolierend wirkt und dadurch den Widerstand in nicht akzeptabler Weise erhöht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen solchen Steckverbinder so weiterzubilden, dass die vorbeschriebenen Nachteile nicht auftreten und dass insbesondere ein solcher Steckverbinder auch erheblichen Rüttelbelastungen und/oder Vibrationsbelastungen, wie sie in Fahrzeugen auftreten, ausgesetzt werden kann.
Die Aufgabe wird durch die im unabhängigen Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Steckverbinder ist durch ein endseitig eines Crimpbereichs angeordnetes Fixierelement gekennzeichnet, welches in eine gegengleiche Ausnehmung in dem Steckverbindergrundelement eingreift.
Grundidee der Erfindung ist es, den Steckverbinder nicht nur mittels der Primär- und Sekundär-Verriegelung zu sichern und zu fixieren, sondern ein Fixierelement vorzusehen, welches in einem maximal möglichen Abstand von dem Sekundär-Verriegelungselement angeordnet ist und so eine Fixierung des Kontaktelements in dem Steckverbindergrundelement an zwei Punkten und insbesondere eine Fixierung des Crimpbereichs des Kontaktelements sicherstellt.
Dabei wird eine Arretierung dieses Fixierelements in der gegengleichen Ausnehmung in der Verriegelungsposition des Sekundär-Verriegelungselements ermöglicht, sodass letzten Endes durch die Betätigung des Sekundär-Verriegelungselements gleichzeitig auch eine Fixierung und Arretierung des Fixierelements in der Ausnehmung in dem Steckverbindergrundelement auf sehr vorteilhafte Weise erreicht wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Steckverbinders sind Gegenstand der auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
So sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass die wenigstens eine Sekundär-Verriegelungsausnehmung konisch ausgebildet ist und der Verriegelungsnocken in Bezug auf diese Sekundär-Verriegelungsausnehmung ein (geringfügiges) Übermaß aufweist, sodass bei einem Eingreifen des Sekundär-Verriegelungsnockens in die Sekundär-Verriegelungsausnehmung bei einer gleichzeitigen Bewegung des Kontaktelements im Steckverbindergrundelement parallel zur Steckrichtung ein Festklemmen des Verriegelungsnockens in der Sekundär-Verriegelungsausnehmung hervorgerufen wird. Beim Eingreifen des Verriegelungsnockens in die Sekundär-Verriegelungsausnehmung wird also zunächst eine minimale Bewegung des Kontaktelements in dem Steckverbinder-Grundelement parallel zur Steckrichtung hervorgerufen und sodann durch einen vollständigen Eingriff des Nockens in die Sekundär-Verriegelungsausnehmung das Kontaktelement in dem Steckverbindergrundelement gesichert.
Sehr vorteilhaft wirkt dabei das Fixierelement mit der gegengleichen Ausnehmung so zusammen, dass das Fixierelement durch die vorbeschriebene Bewegung des Kontaktelements in Steckrichtung an einer Fläche der gegengleichen Ausnehmung in dem Steckverbindergrundelement unter Ausübung einer Vorspannung zur Anlage kommt. Durch diese vorgespannte Positionierung wird ein rüttel- und vibrierfestes Arretieren des Kontaktelements in dem Steckverbindergrundelement erreicht.
Die Anordnung des Fixierelements an dem Kontaktelement kann rein prinzipiell auf die unterschiedlichste Art und Weise geschehen.
Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform, die insbesondere auch eine leichte Kontaktierung des Leiters in dem Crimpbereich des Kontaktelements ermöglicht, sieht vor, dass das Fixierelement an einer sich senkrecht zur Steckrichtung erstreckenden Abbiegung anzuordnen. Durch diese Anordnung wird der maximale Öffnungsquerschnitt für die Aufnahme des Leiters im Crimpbereich nicht nur bereitgestellt, sondern die Abbiegung erfüllt sogar die Aufgabe einer Einführhilfe für den Leiter in den Crimpbereich, da bei einer Fehlpositionierung des Leiters dieser an der Abbiegung entlanggeführt wird, bis er in den Crimpbereich gelangt.
Bevorzugt schließt die Abbiegung einen Winkel von 90° mit der Steckrichtung ein. Es ist allerdings auch möglich, den Winkel geringfügig kleiner als 90° auszubilden. Ein Winkel von 90° ermöglicht die beste Ausbildung eines Widerlagers.
Das Fixierelement selbst weist vorzugsweise eine im Wesentlichen T-förmige Gestalt auf. Hierdurch wird aufgrund der gegengleichen Ausbildung in dem Steckverbindergrundelement auch eine seitliche, das heißt senkrecht zur Steckrichtung wirkende Fixierung auf sehr vorteilhafte Weise erzielt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Kontaktelement eine Arretierfeder zur Einfederung in eine in dem Steckverbinder-Grundelement vorgesehene Primär-Verriegelungsausnehmung angeordnet.
Die Auszugskraft kann durch eine Variation der Anzahl der Ausnehmungen, in welche jeweils Verriegelungsnocken des Sekundär-Verriegelungselements in der Verriegelungsposition des Sekundär-Verriegelungselements eingreifen, an vorgegebene Auszugskraft-Anforderungen angepasst werden. Dadurch sind auch sehr hohe Auszugskräfte beispielsweise von 100 Newton oder mehr erreichbar.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass im Steckverbinder-Grundelement eine Sekundär-Verriegelungselement-Ausnehmung vorgesehen ist, welche das Sekundär-Verriegelungselement in der Verriegelungsposition aufnimmt. Das Sekundär-Verriegelungselement wird mit dieser Maßnahme in der Verriegelungsposition integraler Bestandteil des Steckverbinders.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Sekundär-Verriegelungselement am vorderen Ende eine Codierfläche aufweist, die ein Stecken des Steckverbinders verhindert, wenn das Sekundär-Verriegelungselement außerhalb der Verriegelungsposition positioniert ist. Mit dieser Maßnahme wird die Sicherheit der Steckverbindung erhöht. Das Einstecken des erfindungsgemäßen Steckverbinders in den zum erfindungsgemäßen Steckverbinder korrespondierenden zweiten Steckverbinder ist nur möglich, wenn das Sekudär-Verriegelungselement in der Verriegelungsposition positioniert ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht dabei vor, dass im vorderen Bereich des Sekundär-Verriegelungselements wenigstens eine in Steckrichtung angeordnete Codier-Rippe vorgesehen ist. Die Codier-Rippe verhindert eine fehlerhafte Herstellung der Steckverbindung, wenn das Sekundär-Verriegelungselement in der Verriegelungsposition positioniert ist.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine isometrische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbinders mit einem nicht verriegelten Sekundär-Verriegelungselement;
2 die in 1 dargestellte isometrische Darstellung des Steckverbinders mit verriegeltem Sekundär-Verriegelungselement;
3 eine Seiten-Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Steckverbinders vor der Verriegelung des Sekundär-Verriegelungselements;
4 die in 3 dargestellte Seiten-Schnittansicht in Verriegelungsposition des Sekundär-Verriegelungselements;
5 eine isometrische Darstellung des Steckverbindergrundelements;
6 eine isometrische Darstellung des Kontaktelements und
7 eine isometrische Darstellung des Kontaktelements aus einer anderen Ansicht.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Ein als Ganzer mit 100 bezeichneter, in den 1 bis 4 in verschiedenen Ansichten dargestellter Steckverbinder weist ein Steckverbindergrundelement 110 auf, das aus einem isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff, besteht. In diesem Steckverbindergrundelement 110 ist ein Kontaktelement 200 angeordnet. Ferner ist in dem Steckverbindergrundelement 110 ein Sekundär-Verriegelungselement 300 angeordnet, wobei das Sekundär-Verriegelungselement 300 Verriegelungsnocken 305, 306 aufweist, die im verriegelten Zustand (2, 4) in Sekundär-Verriegelungsausnehmungen 205, 206 des Kontaktelements 200 eingreifen. Wie insbesondere der 3 und der 4 zu entnehmen ist, ist die Sekundär-Verriegelungsausnehmung 205, 206 konisch ausgebildet, wohingegen wenigstens ein Verriegelungsnocken 305 gegenüber der Sekundär-Verriegelungsausnehmung 205 ein (geringfügiges) Übermaß aufweist, das heißt, etwas größer ist als die Sekundär- Verriegelungsausnehmung 205. Die konische Ausbildung der Sekundär-Verriegelungsaufnahmen 205, 206 bewirkt, dass während des Eingreifens der Verriegelungsnocken 305, 306 eine Bewegung des Kontaktelements entgegen der Steckrichtung, die in 3 und 4 mit einem Pfeil R gekennzeichnet ist, hervorgerufen wird. Nach vollständigem Eingriff der Verriegelungsnocken 305, 306 in die Sekundär-Verriegelungsausnehmung 205, 206, der durch Ausübung einer Kraft entlang eines in 3 mit Pfeil 301 bezeichneten Richtung bewirkt wird, ist das Kontaktelement 300 in dem Steckverbindergrundelement 200 fixiert und arretiert. Die Ausübung einer entgegen der Steckrichtung R wirkenden Bewegung des Kontaktelements 200 in dem Steckverbindergrundelement 110 bewirkt aber gleichzeitig auch, dass ein an dem Kontaktelement (vergleiche 6, 7) angeordnetes Fixierelement 215 in eine gegengleiche Ausnehmung 115 des Steckverbindergrundelements 110 eingreift und dort an eine Anschlagfläche 116 unter Ausübung einer Vorspannung zur Anlage kommt (1, 2). Durch diese Vorspannung wird eine Fixierung des Kontaktelements 200 in dem Steckverbindergrundelement 110 an einer zweiten Position bewerkstelligt. Auf diese Weise ist das Kontaktelement 200 an zwei Stellen in dem Steckverbindergrundelement 110 fixiert, zum einen durch die Sekundär-Verriegelung mittels der Nocken 305, 306 in den entsprechenden konischen Öffnungen 205, 206 in dem Kontaktelement 200, zum anderen durch das Fixierelement 215 in den Öffnungen 115 des Steckverbindergrundelements 110 unter Vorspannung. Die Fixierung durch das Fixierelement 215 bewirkt insbesondere, dass auch bei einer starken Vibrationen oder Rüttelbewegungen ausgesetzten Betriebsweise des Steckverbinders 100 kein Bruch des Kontaktelements 200, beispielsweise im Bereich unmittelbar zwischen den Sekundär-Verriegelungsausnehmungen 205, 206 und den Crimpflügeln 240 auftritt und dass insbesondere auch keine Kontaktkorrosion im Crimpbereich durch fortwährende sehr starke Vibrationen entsteht. Vielmehr wird das Kontaktelement 200 und insbesondere der Crimpbereich völlig unverrückbar und auch gegenüber Vibrationen ortsfest in seiner Position in dem Steckverbindergrundelement 110 gehalten.
Das Steckverbindergrundelement 110 weist auf an sich bekannte Weise eine Primärverriegelungsausnehmung 127 auf, die durch Spritzgießen herstellbar ist oder durch Fräsen und dergleichen. Das Sekundär-Verriegelungselement 300 weist an seiner den Kontaktfedern 210 zugewandten Seite des Kontaktelements 200, das heißt steckseitig eine Codierrippe 330 auf, die in Steckrichtung R verläuft. Diese wenigstens eine Codierrippe 330 verhindert einen fehlerhaften Steckvorgang, wenn das Sekundär-Verriegelungselement 300 bereits in der Verriegelungsposition positioniert ist.
Darüber hinaus kann auch an dem Steckverbindergrundelement 110 ein Codierelement 111 angeordnet sein, dass insbesondere eine falsche Orientierung des Steckverbinders in Bezug zu einem korrespondierenden Steckverbinder (nicht dargestellt) verhindert. Dieses Codierelement 111 wirkt auch mit dem Sekundär-Verriegelungselement 300 zusammen. An der Codierrippe 330 ist nämlich stirnseitig eine Codierfläche 332 angeordnet, die ein Stecken des Steckverbinders verhindert, wenn das Sekundär-Verriegelungselement 300 außerhalb der Verriegelungsposition positioniert ist, wie es beispielsweise in 1 und 3 dargestellt ist. In diesem Falle schlägt ein komplementärer (nicht dargestellter) Steckverbinder an die Codierfläche 332 an. Erst im verriegelten Zustand (dargestellt in 2 und 4) fluchtet die Codierrippe 330 mit dem Codierelement 111 des Steckverbindergrundelements 110 und die Codierfläche 332 steht nicht mehr über dieses Codierelement 111 über. In diesem Fall liegt das Sekundär-Verriegelungselement 300 in einer in dem Steckverbindergrundelement 110 angeordneten Sekundär-Verriegelungselement-Ausnehmung 119 und wird von dieser aufgenommen.
In dem Steckverbindergrundelement 110 sind darüber hinaus ebenfalls Codierrippen 191, 192 angeordnet, die eine fehlerhafte Steckung mit einem entsprechenden weiteren Steckverbinder verhindern (5).
Das Kontaktelement 200 weist auf seiner den Kontaktelementen, im gezeigten Fall sind dies Federelemente 210, zugewandten Seite einen im Wesentlichen rechteckigen Positionierrahmen 211 mit einer Öffnung 212 auf. Dieser Positionierrahmen findet in einer entsprechenden Ausnehmung 123 des Steckverbindergrundelements 110 Aufnahme und ermöglicht eine exakte Positionierung der Federelemente 210 auf an sich bekannte Weise.
Das Kontaktelement 200 weist darüber hinaus eine Arretierfeder 220 auf, die ebenfalls auf an sich bekannte Weise im eingeschobenen Zustand des Kontaktelements 200 in die Primärverriegelungsausnehmung 127 einfedert und das Kontaktelement 200 gegen ein Herausziehen an einem Primärverriegelungswiderlager 128 auf an sich bekannte Weise abstützt.
Wie insbesondere in 6 und 7 dargestellt ist, ist das Fixierelement 215 an einer gebogenen Abbiegung 216 angeordnet, die mit der Steckrichtung R einen Winkel von 90° einschließt. Dies hat den Vorteil, dass die Öffnung zur Einführung eines Kabels 204 leicht zugänglich ist. Das Kabel wird auf an sich bekannte Weise abisoliert, wobei der abisolierte Teil im Crimpbereich 240 durch Crimpen kontaktiert wird. Der nicht abisolierte Kabelmantel wird in einem Klemmbereich 243 geklemmt und somit eine Zugentlastung bereitgestellt.
Der Vorteil des vorbeschriebenen Steckverbinders 100 besteht darin, dass durch die Fixierung des Steckverbinders mittels Primär-Verriegelungselement, gebildet aus Feder 220 und Primärverriegelungswiderlager 125, Sekundär-Verriegelungselement, gebildet aus Sekundär-Verriegelungsausnehmungen 205, 206, die konisch ausgebildet sind, und Nocken 305, 306 des Sekundär-Verriegelungselments 300, deren wenigstens eine gegenüber einer Sekundär-Verriegelungsausnehmung 205 ein (geringfügiges) Übermaß aufweist, und gebildet durch das Fixierelement 215, welches in eine entsprechende gegengleiche Ausnehmung 115 in dem Sekundär-Verriegelungsgrundelement 110 eingreift und eine vorgespannte Fixierung des Kontaktelements 200 in dem Steckverbindergrundelement 110 vermittelt, eine Fixierung und Arretierung an mehreren Punkten des Kontaktelements 200 in dem Steckverbindergrundelement 110 und insbesondere auch endseitig des Crimpbereichs erzielt wird. Dabei erweist sich die gebogene rechtwinklige Abbiegung 216 auch im Hinblick auf die Ausübung der Vorspannung als besonders vorteilhaft, da hierdurch eine Federwirkung erzielbar ist. Das Kontaktelement 200 ist auf diese Weise an zwei Punkten, die voneinander räumlich beabstandet sind, nämlich der Sekundär-Verriegelung, gebildet durch die Sekundär-Verriegelungsausnehmung 205, 206 und die Nocken 305, 306 und das endseitig des Crimpbereichs angeordnete Fixierelement 215, welches in die gegengleiche Öffnung 115 des Sekundär-Verriegelungsgrundelements 110 eingreift, fixiert. Hierdurch wird eine Vibration des Crimpbereichs 240 und des Klemmbereichs 242 verhindert, der zu einer störenden Kontaktkorrosion und damit einer Unterbrechung des elektrischen Kontakts durch Widerstandserhöhung oder sogar zu einem Bruch des Kontaktelements 200 führen kann.
Das Fixierelement ist im Wesentlichen T-förmig ausgebildet. Hierdurch wird nicht nur die Auflagefläche in Steckrichtung vergrößert, sondern auch eine optimale Arretierung senkrecht zur Steckrichtung vermittelt.
An dieser Stelle ist zu bemerken, dass die Anzahl der Sekundär-Verriegelungsausnehmungen 205, 206 abhängig von der Ausziehkraft gewählt wird. Bei kleinerer Ausziehkraft genügt eine, bei größerer Ausziehkraft werden zwei Ausnehmungen gewählt. Darüber hinaus könnten auch mehr als zwei Ausnehmungen vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006030784 A1 [0002]

Claims

Steckverbinder (100) mit wenigstens einem in einem Steckverbindergrundelement (110) angeordneten Kontaktelement (200) und mit einem Crimp-Anschluss, wobei wenigstens eine in dem Kontaktelement (200) quer zur Steckrichtung (R) angeordnete Sekundär-Verriegelungsausnehmung (205, 206) vorgesehen ist, in welche eine Verriegelungsnocke (305, 306) eines Sekundär-Verriegelungselements (300) in der Verriegelungsposition des Sekundär-Verriegelungselements (300) eingreift, gekennzeichnet durch ein endseitig eines Crimpbereichs angeordnetes Fixierelement (215), welches in eine gegengleiche Ausnehmung (115) in dem Steckverbindergrundelement (110) eingreift.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sekundär-Verriegelungsausnehmung (205, 206) konisch ausgebildet ist und der Verriegelungsnocken (305) in Bezug auf die Sekundär-Verriegelungsausnehmung (205) ein Übermaß aufweist, sodass bei einem Eingreifen des Verriegelungsnockens (305) in die Sekundär-Verriegelungsausnehmung bei einer gleichzeitigen Bewegung des Kontaktelements im Steckverbindergrundelement parallel zur Steckrichtung (R) ein Festklemmen des Verriegelungsnockens (305) in der Sekundär-Verriegelungsausnehmung (205) hervorgerufen wird.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (215) durch die Bewegung des Kontaktelements (200) parallel zur Steckrichtung (R) an einer Fläche (116) der gegengleichen Ausnehmung (115) in dem Steckverbindergrundelement (110) unter Ausübung einer Vorspannung zur Anlage kommt.
Steckverbinder (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (215) an einer sich im Wesent lichen senkrecht zur Steckrichtung (R) erstreckenden Abbiegung (216) angeordnet ist.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbiegung (216) einen Winkel von 90° mit der Steckrichtung (R) einschließt.
Steckverbinder (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (215) eine im Wesentlichen T-förmige Gestalt aufweist.
Steckverbinder (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kontaktelement (200) eine Arretierfeder (220) zur Einfederung in eine in dem Steckverbindergrundelement (110) vorgesehene Primär-Verriegelungsausnehmung (127) angeordnet ist.
Steckverbinder (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Sekundär-Verriegelungsausnehmungen (205, 206) in Abhängigkeit von der vorgegebenen Ausziehkraft festgelegt ist.
Steckverbinder (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Steckverbindergrundelement (110) eine Sekundär-Verriegelungselement-Ausnehmung (119) vorgesehen ist, welche das Sekundär-Verriegelungselement (300) in der Verriegelungsposition aufnimmt.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundär-Verriegelungselement (300) am vorderen Ende eine Codierfläche (332) aufweist, die ein Stecken des Steckverbinders (100) verhindert, wenn das Sekundär-Verriegelungselement (300) außerhalb der Verriegelungsposition positioniert ist.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im vorderen Bereich des Sekundär-Verriegelungselements (300) wenigstens eine in Steckrichtung (R) verlaufende Codier-Rippe (330) vorgesehen ist.