DE2924666A1

DE2924666A1 - Elektrische verbindung

Info

Publication number: DE2924666A1
Application number: DE19792924666
Authority: DE
Inventors: Norman R Anderson
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1978-06-20
Filing date: 1979-06-19
Publication date: 1980-01-10
Also published as: IT1192741B; NL7904727A; FR2429508A1; JPS5514697A; GB2023358A; IT7923730A0

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine unter Vorspannung zusammengehaltene elektrische Verbindung und betrifft insbesondere eine elektrische Verbindung mit einer Bajonettkupplung und einer besonderen Rasteinrichtung» welche die Teile der Verbindung im miteinander verbundenen Zustand zusammenhält und gegen unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung sichert.

Bekannte elektrische Verbindungen haben einen Buchsenverbinder und einen Verbindungsstecker, welche jeweils einen Isoliereinsatz mit einem oder mehreren elektrischen Kontakten enthalten. Beim. Zusammenstecken der beiden Verbinder kommen die Kontakte in gegenseitige Berührung, um einen elektrischen Kreis zu schließen. Häufig wird eine Bajonettkupplung verwendet, um die miteinander verbundenen Verbinder durch Formschluß sicher zusammenzuhalten.

Eine solche Bajonettkupplung weist gewöhnlich an einem der Verbinder radial hervorstehende Stifte oder Zapfen und eine an der Innenseite mit Kämmflächen für die Zapfen geformte, drehbare Kupplungsmuffe am anderen Verbinder auf. Die Kämmflächen haben am vorderen Ende jeweils einen Einlaß für den jeweiligen Stift oder Zapfen. Um ein sicheres Zusammenhalten der Teile der Verbindung zu gewährleisten, sind an den inneren Enden der Kämmflächen häufig Vertiefungen oder Kerben geformt, in welche die Stifte einfallen, um ein Zurückdrehen der Kupplungsmuffe und damit ein Lösen der Verbindung zu verhindern. Die Stifte sind durch ein zwischen der Kupplungsmuffe und dem diese tragenden Verbinder angeordnetes elastisches Glied in den Kerben der Kämmflächen festgehalten. Durch das Einrasten der Stifte in die Kerben entsteht außerdem ein knackendes Geräusch, so

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daß die Fertigstellung und Sicherung der Verbindung hörbar und fühlbar angezeigt wird.

Die beschriebene Anordnung arbeitet im allgemeinen zufriedenstellend, bei sehr starken Erschütterungen oder nach häufigem Herstellen und Lösen der Verbindung kann sie jedoch versagen. Durch starke Erschütterungen können nämlich die Stifte aus den Kerben ausgehoben werden, worauf sich die Teile des Verbinders dann aufgrund der Federbelastung voneinander lösen können. Bei häufigem Herstellen und Lösen der Verbindung können die Stifte die Kerben nach und nach einebnen, was besonders durch die von dem elastischen Glied ausgeübte Belastung gefördert wird. Sind die Kerben erst einmal eingeebnet, dann können bereits kleinere Erschütterungen oder Zugkräfte ein Lösen der Verbindung zur Folge haben.

Aus den genannten Gründen wurde bereits versucht, ohne solche Kerben an den Enden der Kämmflächen auszukommen. Die US-PS 3 750 087 beschreibt z.B. eine vorgespannte elektrische Verbindung mit einer von einem Federglied, entgegen dessen Belastung die Verbinderteile zusammengeführt werden, unabhängig arbeitenden Rasteinrichtung. Diese weist eine Anzahl von Rastkugeln auf, welche in Bohrungen eines am Verbindungsstecker radial hervorstehenden Flanschs sitzen. Eine an einer Seite des Flanschs angeordnete Federscheibe belastet die Kugeln in Eingriff mit einem an der anderen Seite des Flanschs angeordneten Rastenring, welcher völlig unabhängig von der die Verbindung unter Vorspannung haltenden Federanordnung ist. Bei dieser Anordnung sind die Eingriffskräfte der Rasteinrichtung zwar sehr gering, so daß. ihr Verschleiß wesentlich herabgesetzt ist, dafür ist jedoch das an sich erwünschte Gereäusch beim Einrasten sehr viel leiser, so daß die Sicherung der Verbindung weniger gut hörbar ist Außerdem entstehen durch die

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vorstehend beschriebenen Teile der Easteinrichtung zusätzliche Fertigungskosten.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer elektrischen Verbindung der genannten Art, bei welcher die vorstehend angeführten Nachteile und Mangel bekannter Verbindungen beseitigt sind, und welche insbesondere in Verbindung mit einer Bajonettkupplung verwendbar ist.

Ein Ziel der Erfindung ist somit insbesondere die Schaffung einer mit einer Bajonettkupplung versehenen elektrischen Verbindung mit einer sicher arbeitenden Easteinrichtung, welche im Zusammenwirken mit einer zur Bajonettkupplung gehörenden Feder eine Axialkraft auf die Kupplungsmuffe ausübt und sich in formschlüssigem Eingriff mit dieser befindet, so daß ein Verdrehen der Muffe' auch bei starken Erschütterungen weitgehend ausgeschlossen ist. Die Rast einrichtung unterliegt nur einem geringen Verschleiß, erzeugt jedoch beim Einrasten ein gut hörbares Geräusch, so daß die Herstellung und Sicherung der Verbindung zweifelsfrei feststellbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Verbindung ist die Sicherung ' der Kupplungsmuffe gegen unbeabsichtigtes Verdrehen und damit gegen unbeabsichtigtes Lösen nicht durch das Zusammenwirken der Stifte und Kämmflächen der Bajonettkupplung bewerkstelligt, sondern durch eine separate Easteinrichtung, welche den Zusammenhalt der Verbindung unabhängig von an den Stiften und Kämmflächen auftretendem Verschleiß gewährleistet und die Fertigstellung der Verbindung durch ein gut hörbares Geräusch zu erkennen gibt. Die Easteinrichtung ist dabei in Axialrichtung belastet und mit der Kupplungsmuffe verbunden, arbeitet jedoch unabhängig von den Stiften und Kämmflächen der Bajonettkupplung.

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Die erfindungsgemäße Verbindung weist einen Buchsenverbinder und einen diesem komplementären Verbindungsstecker auf. Die beiden Verbinderteile enthalten jeweils einen Isoliereinsatz mit wenigstens einem elektrischen Kontakt. Die Kontakte der beiden Verbinderteile sind durch Axialbewegung aufeinander zu miteinander verbindbar. Das eine Verbinderteil trägt eine drehbare Kupplungsmuffe mit einer Anzahl von Bajonett-Kämmflächen für den Angriff von am anderen Verbinderteil radial hervorstehenden Bajonettstiften. Ein zwischen der Kupplungsmuffe und dem einen Verbinder angeordneter Eastenring hat ein den betreffenden Verbinder umgebendes Buchsenteil, mittels dessen er drehbar gelagert ist. Der Eastenring ist formschlüssig mit der Kupplungsmuffe verbunden, so daß er gemeinsam mit dieser drehbar und relativ zu ihr axialverschieblich ist. Zwischen einer Eadialfläche an der Innenseite der Kupplungsmuffe und einer Eadialfläche des Eastenrings ist ein axial verformbarer Vellenfederring angeordnet. Zwischen einer weiteren Eadialfläche des Eastenrings und einer Eadialfläche des einen Verbinders ist eine Easteinrichtung angeordnet, welche beim Verdrehen der Kupplungsmuffe zum Sichern der Verbindung in Easteingriff kommt und dadurch ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung verhindert.

Die Eastexnrichtung weist eine Anzahl von in gleichmäßigen ümfangsabständen geformten radialen Nuten in der dem Wellenfederring abgewandten Eadialfläche des Eastenrings auf. Der eine Verbinder trägt eine radial angeordnete, frei drehbare Bastrolle, welche mit den Nuten in Eingriff bringbar ist. Die Nuten haben im wesentlichen rechteckige Form mit Seitenwänden und einem Boden. Ihre Tiefe ist so bemessen, daß die Eastrolle in feste Anlage an ihrem Boden kommt, so daß das gewünschte Geräusch bei der Fertigstellung der Verbindung hörbar wird.

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In einer bevorzugten Ausführungsforra der Erfindung divergieren die Seitenwände der Rastnuten auswärts, um die zum Lösen der Verbindung notwendigen Kräfte möglichst zu verringern.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine zerlegte Schrägansicht von Teilen eines mit einer Bajonettkupplung arbeitenden Verbinders gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine zerlegte Seitenansicht von Teilen des Verbinders,

Fig. 3 eine Seitenansicht des teilweise zusammengebauten Verbinders,

Fig. 4 eine Ansicht des fertig zusammengebauten Verbinders im Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. vor dem Zusammenstecken mit einem komplementären Verbinder, und

Fig. 5 eine Fig. 4 entsprechende Schnittansicht einer aus zwei einander komplementären Verbindern hergestellten elektrischen Verbindung gemäß der Erfindung.

Eine in Fig. 5 dargestellte elektrische Verbindung setzt sich aus einem Buchsenverbinder 12 und einem Verbindungsstecker 14 zusammen. Die mechanische Verbindung der beiden Verbinder 12 und 14 erfolgt mittels einer Bajonettkupplung, welche eine drehbar auf dem Stecker sitzende Kupplungsmuffe 16 aufweist.

Der Buchsenverbinder 12 ist von bekannter Bauweise und hat eine Fassung 18 in Form eines rohrförmigen Metallteils von kreisförmigem Querschnitt mit einem radial daran hervorstehenden Flansch 20, welcher dazu dient, den Verbinder mittels irgend welcher Befestigungselemente an einer feststehenden Halterung anzubringen. Der Verbinder 12 hat ferner ein mit einem Gewinde versehenes Endstück 22 und trägt eine Anzahl von in gleichmäßigen Umfangsabständen radial an der Fassung 18 hervorstehenden Bajonettstiften 24, welche mit der Kupplungsmuffe in Eingriff bringbar sind. Ferner enthält der Verbinder 12 einen Isoliereinsatz 26, in welchen wenigstens ein (nicht gezeigter) elektrischer Kontakt in bekannter Weise eingesetzt ist. Die Einzelheiten der elektrischen Kontakte und ihrer Isolierung innerhalb der beiden Verbinder 12 und 14 gehören nicht zur vorliegenden Erfindung und sind deshalb nicht weiter dargestellt. Wie man in Fig. 5 erkennt, hat die Fassung 18 des Verbinders 12 an der Innenseite eine Anzahl von Axialnuten 26, welche der Ausrichtung der beiden Verbinder 12 und 14 relativ zueinander dienen.

Der Verbindungsstecker 14 hat eine Fassung 28 in Form eines rohrförmigen, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Metallteils, welches mit dem Verbinder 12 zusammensteckbar ist. Die Fassung 28 enthält einen Isoliereinsatz 30, in '..eichen wenigstens ein elektrischer Kontakt in bekannter Weise eingesetzt ist. In ihrem mittleren Bereich hat die Fassung 28 einen radial auswärts hervorstehenden Flansch 32, welcher beim Zusammenstecken der beiden Verbinder 12 und 14 als Anschlag für das freie Ende der anderen Fassung 18 dient. Anderenfalls können beim Zusammenstecken der beiden Verbinder auch die jeweiligen Isoliereinsätze 26 und 30 mit ihren Stirnseiten in gegenseitige Anlage kommen, wobei dann zwischen dem Ende der Fassung 18 und dem

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Plansch 32 ein gewisser Zwischenraum verbleiben kann.

I¹Ur die Ausrichtung der beiden Fassungen 18 und 28 relativ zueinander hat die Steckerfassung 28 eine Anzahl von auswärts hervorstehenden axialen Rippen 34·* welche beim Zusammenstecken der beiden Verbinder in den Axialnuten 26 der Buchsenfassung 18 Aufnahme finden. Dadurch sind die beiden Verbinder relativ zueinander ausgerichtet und gegen Verdrehung gesichert»

Die Kupplungsmuffe 16 dient dazu, die beiden Verbinder 12 und 14 im zusammengesteckten Zustand zusammenzuhalten und umgibt die Fassung 28 des einen Verbinders 1(1-. Sie hat einen rohrförmigen, im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Mantel 36, welcher an der Innenseite eine Anzahl vom vorderen, d.h. in l?ig. 4 und vom rechten Ende ausgehender, entlang Schraubenlinien verlaufender Hüten oder Kämmflachen aufweist. Jede Kämmfläche 38 hat am vorderen Ende der Kupplungsmuffe eine Eintrittsöffnung und ein schraubenlinienförmig gekrümmtes inneres Teil, auf welchem die Bajonettstifte 24 beim Herstellen der Verbindung entlanggleiten. Gemäß der Erfindung sind die bisher zumeist vorgesehenen Rast-* Vertiefungen oder Kerben an den inneren Enden der Kämmflächen 38 nicht notwendig und können daher wegfallen.

Zum Herstellen der elektrischen Verbindung wird das vordere Endstück der Steckerfassung 28 in das vordere Endstück der Buchsenfassung 18 eingesteckt, wobei die Rippen 34 in den Nuten 26 der Buchsenfassung Aufnahme finden, um für die sachgemäße Ausrichtung der beiden Verbinder zu sorgen. Die Kupplungsmuffe 16 wird so verdreht, daß die Eintrittsöffnungen der Kämmflächen 38 den Bajonettstiften 24 gegenüberstehen. Bei weiterer Verdrehung der Kupplungsmuffe 16 gleiten die Stifte 24 dann auf den Kämmflächen 38 entlang, wodurch sich die

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Kupplungsmuffe in Axialrichtung auf der Steckerfassung 28 vorwärts bewegt und diese gleichzeitig in Richtung auf den Buchsenverbinder 12 mitnimmt, bis die Stirnflächen der Isoliereinsätze 26 und 30 in gegenseitige Anlage kommen und/oder das freie Ende der Buchsenfassung 18 am Plansch 32 der Steckerfassung 28 anliegt.

Gemäß der Erfindung ist zwischen der Kupplungsmuffe und der Fassung 28 des Steckers 14 ein Rastenring 40 angeordnet. Dieser hat ein buchsenförmiges Teil 42 und einen radial auswärts hervorstehenden ringförmigen Flansch 44. Das Buchsenteil 42 ist frei drehbar auf die Passung 28 aufgeschoben und weist eine Anzahl von damit einstückig geformten, in Axialrichtung hervorstehenden Fingern 46 auf, welche in Nuten 48 an der Innenseite der Kupplungsmuffe 16 Aufnahme finden, so daß der Rastenring 40 gemeinsam mit dieser drehbar und relativ zu ihr axialverschieblich ist.

Zwischen dem Flansch 44 des Rastenrings 40 und einer Stufe 52 an der Innenseite der Kupplungsmuffe 16 ist ein elastisches Glied in Form eines Wellenfederrings 50 angeordnet (Fig. 4, 5). Dieser ist in Fig. 4 im entspannten Zustand dargestellt, während er in Fig. 5 durch Axialbewegung der Kupplungsmuffe 16 in Richtung des Pfeiles A relativ zum Stecker 14 zusammengedrückt ist. Ein in einer Ringnut 56 an der Außenseite der Steckerfassung 28 sitzender Haltering 54 stützt die Kupplungsmuffe in ihrer in Fig. 4 gezeigten hxnteren Endstellung.

Zur erfxndungsgemäßen Rasteinrichtung gehört ferner eine Anzahl von Rastrollen 58, welche in gleichmäßigen Umfangsabständen in radialen Blindbohrungen 59 der Steckerfassung 28 und in Verlängerung derselben verlaufenden Radialnuten 60 von halbkreisförmigem Quer-

schnitt in der dem Rastenring 40 zugewandten Radialfläche des Flansche 32 sitzen. Die dem Flansch 32 der Fassung 28 zugewandte Radialfläche des Flansche 44 des Rastenrings 40 hat eine Anzahl von radial verlaufenden Nuten 62, in denen die Rastrollen 58 bei Fertigstellung der Verbindung zwischen den beiden Verbindern 12 und 14 Aufnahme finden. Eine Radialveschiebung der Rastrollen 58 nach außen ist durch die ihnen gegenüberliegende innere Umfangswand der Kupplungsmuffe 16 verhindert .

Wie man in der Zeichnung erkennt, können die zur Aufnahme der Rollen 58 bestimmten Nuten 62 halbkrexsformigen Querschnitt haben. In einer bevorzugten Ausführungsform haben sie jedoch annähernd rechteckige Querschnittsform, mit Seitenwänden und einem Boden, wobei ihre Tiefe etwas kleiner ist als der halbe Durchmesser der Rollen 58, so daß diese beim Herstellen und Sichern der Verbindung in feste Anlage an ihrem Boden kommen und die Fertigstellung der Verbindung dadurch hör- und fühlbar anzeigen. Die Seitenwände der Rastnuten sind vorzugsweise trapezförmig auswärts divergierend geformt, so daß die Rastrollen beim Lösen der Verbindung mehr oder weniger steil auflaufen, -wodurch sich die zum Lösen der Verbindung notwendige Kraft entsprechend verringert.

Wie man aus vorstehender Beschreibung erkennt, schafft die Erfindung eine mit einer Bajonettkupplung versehene elektrische Verbindung mit einer in Axialrichtung wirksamen Rasteinrichtung, deren Rollen unter der Belastung des die Verbindung unter Vorspannung haltenden elastischen Glieds in den zugeordneten Rastnuten einrasten und dabei durch ein Geräusch das Fertigstellen der Verbindung anzeigen. Dadurch daß die Rasteinrichtung von den Stiften und Kämmflächen der Bajonettkupplung getrennt ist, wird sie in keiner Weise von irgend welchem Ver-

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schleiß der Bajonettkupplung beeinflußt. Die Rastrollen können beispielsweise aus rostfreiem Stahl od. dergl. sein, und der Eastenring aus Hartmessing, rostfreiem Stahl od. dergl., um den Verschleiß möglichst gering zu halten und die Verbindung auch gegenüber starken Erschütterungen zu sichern. Bei rechteckigem oder trapezförmigem Querschnitt der Rastnuten sind gegenüber solchen mit halbkreisförmigem Querschnitt auch gewisse Fertigungstoleranzen zulässig»

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf die verschiedensten Abwandlungen desselben im Rahmen der Ansprüche.

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ORIGINAL INSPECTED

Leer seife

Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

Df PL-INa

W. STOCKMAlR

DfI-INa · Α«Ε ICALTECH

K. SCHUMANN

DR RER NAT - OiPL-PHYS

P. H. JAKOB G. BEZOLD

DR BER NAI- DIPL-CHEU

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

953

BUNKER RAMO CORPORATION

Commerce Drive

Oak Brook, Illinois, U.S.A.

Elektrische Verbindung

P_a_t_e_n_t_a_n_s_g_r_ü_c_k_e

Elektrische Verbindung, ge kennzeich net durch einen ersten und einen zweiten Verbinder (14-, 12) jeweils mit einer in Axialrichtung mit der
des anderen Verbinders zusammenführbaren Kontaktanordnung, durch eine drehbar auf einem der Verbinder angeordnete Kupplungsmuffe (16), durch einen zwischen der

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TELEX OS-29 3SO TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER

Kupplungsmuffe und dem einen Verbinder angeordneten Rastenring (40) mit einer Radialfläche, welche einer Radialfläche des betreffenden Verbinders gegenübersteht, durch ein zwischen der Kupplungsmuffe und dem Rastenring angeordnetes, in Axialrichtung verformbares elastisches Glied (50), durch zwischen dem anderen Verbinder und der Kupplungsmuffe angeordnete, einander komplementäre, lösbare Verbindungseinrichtungen (24-, 38), welche eine begrenzte Axialbewegung der Kupplungsmuffe relativ zu dem einen Verbinder ermöglichen, so daß die Kupplungsmuffe beim Verbinden mit dem anderen Verbinder unter Kompression des elastischen Glieds in Axialrichtung beweglich ist, und durch zwischen den Radialflächen des Rastenrings und des einen Verbinders angeordnete Rasteinrichtungen (58 bis 62), welche beim Verdrehen der Kupplungsmuffe zum Verbinden der beiden Verbinder miteinander in Eingriff kommen und ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung verhindern.,
2. Elektrische Verbindung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander komplementären, lösbaren Verbindungseinrichtungen wenigstens einen radial hervorstehenden Bajonettstift und eine an der Kupplungsmuffe (16) gebildete Kämmfläche (38) für den Bajonettstift aufweisen, welche zusammen eine lösbare Bajonettverbindung zwischen der Kupplungsmaffe und dem anderen Verbinder (12) darstellen.
3. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß der Rastenring (40) den einen Verbinder (14) drehbar umgibt und formschlüssig mit der Kupplungsmuffe (16) verbunden ist, so daß er gemeinsam mit dieser drehbar und relativ dazu in Axialrichtung verschieblich ist.

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4. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennz e ichnet, daß das elastische Glied (50) zwischen einer Radialfläche des Rastenrings (40) und einer dieser gegenüberstehenden Radialfläche (52) der Kupplungsmuffe (16) angeordnet ist.
5. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied die Form eines Wellenfederrings (50) hat und zwischen einander gegenüberstehenden ringförmigen Stufen des Rastenrings (40) und der Kupplungsmuffe (16) angeordnet ist.
6. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialfläche des Rastenrings (40) oder des einen Verbinders (14) eine Raste (60) aufweist und die Radialfläche des anderen Teils ein Rastglied (58) trägt, welches in der vollen Eingriffsstellung der beiden Verbinder in der Raste Aufnahme findet.
7. Elektrische Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Raste die Form einer axialen Vertiefung (60) in der einen Radialfläche hat und daß das Rastglied ein von der anderen Radialfläche getragener runder Körper (58) ist.
8. Elektrische Verbindung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Rastglied (58) nicht fest mit der anderen Radialfläche verbunden ist.
9. Elektrische Verbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung die Form einer radialen Nut (60) in der einen Radialfläche hat und daß das Rastglied die Form einer frei von der anderen Radialfläche getragenen Rolle (58) hat.

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10. Elektrische Verbindung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Nut (60) eine im wesentlichen rechteckige Form mit Seitenwänden und einem Boden hat und so tief ist, daß die Rastrolle (58) in feste Anlage am Boden der Nut bringbar ist.
11. Elektrische Verbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennz e ichnet, daß die Seitenwände der Nut (60) auswärts divergieren.
12. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastenring (40) ein den einen Verbinder (14) umgebendes buchsenförmiges Teil (42) hat. ·
13. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i chnet, daß sie eine Anzahl von in gleichen Umfangsabständen an dem einen Verbinder angeordneten Rasteinrichtungen aufweist.
14. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i chne.t, daß die Rasteinrichtungen einander komplementäre Vertiefungen (60) in den einander gegenüberstehenden Radialflächen des Rastenrings (40) und es einen Verbinders (14) sowie einen zwischen den Eadialflächen angeordneten, runden Körper aufweisen, welcher in den Vertiefungen Aufnahme findet.

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