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Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbinder für einen wenigstens eine Leiterbahn aufweisenden Flachbandleiter mit einem Grundkörper, der in einem inneren Hohlraum wenigstens ein Kontaktelement zur elektrischen Kontaktierung der wenigstens einen Leiterbahn aufweist, mit einem Einführschacht, durch den der Flachbandleiter geradlinig in eine durch einen Anschlag definierte Vorfixierungsstellung in den Hohlraum einführbar ist, und mit einem in den Hohlraum einschiebbaren und dort verrastbaren, als Schieber ausgebildeten Fixierelement, durch dessen Einschieben in den Hohlraum der Flachbandleiter aus seiner Vorfixierungsstellung in eine geklemmte Fixierungsstellung überführbar ist, in der sein Verlauf wenigstens einen scharfen, zugentlastenden Knick aufweist und in der die wenigstens eine Leiterbahn in elektrischem Kontakt mit dem wenigstens einen Kontaktelement steht.
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Ein derartiger Verbinder ist bekannt aus
DE 102 50 934 A1 . Flachbandleiter, insbesondere solche, die eine Mehrzahl von parallel zueinander ausgerichteten und gegeneinander elektrisch isolierten Leiterbahnen aufweisen, finden in der Elektronik vielfach Anwendung. In den meisten Fällen sind Flachbandleiter als Folienleiter oder Flachbandkabel realisiert. Bei einem Folienleiter sind elektrisch leitende Leiterbahnen beabstandet voneinander auf einem isolierenden, folienartigen Träger aufgedruckt. Bei einem Flachbandkabel sind die Leiterbahnen, die z. B. drahtförmig ausgebildet sein können, in ein sich in einer Ebene erstreckendes, isolierendes Kunststoffband eingebettet. Neben dem Vorteil der parallelen Führung einer Mehrzahl von Leiterbahnen haben Flachbandleiter den Vorteil definierter mechanischer Vorzugsrichtungen. D. h. in ihrer Erstreckungsebene sind die Flachbandleiter vergleichsweise steif, wohingegen sie senkrecht dazu deutlich flexibler sind. Für den Anschluss von Flachbandleitern, d. h. ihre Verbindung mit vorgesehenen Kontaktstellen, sind vielfältige Vorrichtungen bekannt, mit denen eine simultane Kontaktierung sämtlicher Leiterbahnen des Flachbandleiters sowie eine dauerhafte und robuste mechanische Fixierung des Flachbandleiters sichergestellt werden soll. Der Fixierungsmechanismus beruht dabei in der Regel auf einer Klemmwirkung. Bei der aus
DE 102 50 934 A1 bekannten Vorrichtung wird ein Flachbandleiter, dessen Leiterbahnen endständig wenigstens einseitig abisoliert sind, geradlinig in den Einführschacht eines Grundkörpers eingeführt. Der Einführschacht führt in einen inneren Hohlraum, in dem Federkontakte angeordnet sind. Die Federkontakte sind gegen den Boden des Hohlraums vorgespannt, auf dem der eingeführte Flachbandleiter gleitet. Die Kontaktelemente sind so ausgebildet, dass sie beim Einführen des Flachbandleiters entgegen ihrer Federvorspannung angehoben werden, so dass sich der Flachbandleiter in den entstehenden Schlitz zwängen kann und eine Klemmwirkung zwischen den Kontaktelementen und dem Hohlraumboden erfährt. Die Einführtiefe wird durch einen Anschlag hinter den Kontaktelementen begrenzt. Zur Verbesserung der Klemmwirkung ist ein Schieber vorgesehen, der ebenfalls in den Einführschacht des Flachbandleiters einführbar ist. D. h., sein Einschiebeweg entspricht bei der bekannten Ausführungsform dem Einführschacht des Flachbandleiters. Mit einem vorderen Keilelement zwängt sich der Schieber zwischen die Kontaktelemente und das Dach des Hohlraums, so dass die Federspannung der Kontaktelemente gegen den Boden, d. h. gegen den Flachbandleiter, verstärkt wird. Zusätzlich weist der Schieber in seinem hinteren und dem Flachbandleiter zugewandten Bereich eine Rampe auf, mit der er in eine Ausnehmung im Boden des Hohlraums eingreifen kann und dabei den Flachbandleiter zwischen den Wänden der Ausnehmung und der Rampe einklemmt. In dieser Fixierstellung ist der Schieber am Grundkörper verrastbar. In der Fixierstellung weist daher der Verlauf des Flachbandleiters einen scharfen, in etwa rechtwinkligen Knick um die Rampe des Schiebers auf, so dass eine wirksame Zugentlastung gegeben ist.
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Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist die mangelnde Zuverlässigkeit des Kontaktes zwischen den Leiterbahnen und den Kontaktelementen. In der Regel sind derartige Verbinder gekapselt, um die elektrischen Kontakte vor Verschmutzung zu schützen. Dies bedeutet, dass eine visuelle Überprüfung der einzelnen Kontaktstellen nicht möglich ist. Vielmehr muss sich der Benutzer darauf verlassen, den Flachbandleiter tief genug und hinreichend gerade in den inneren Hohlraum eingeführt zu haben, so dass die Leiterbahnen bestimmungsgemäß zwischen Kontaktelement und Hohlraumboden eingeklemmt sind, bevor zum Zwecke der Fixierung der Schieber betätigt wird. Ist der Flachbandleiter beispielsweise versehentlich über statt unter die Kontaktelemente geglitten oder stößt er nur mit seiner Stirnkante an die Kontaktelemente statt an den Anschlag an, kann der Schieber betätigt werden, ohne dass ein geeigneter elektrischer Kontakt geschaffen worden wäre. Im verrasteten Zustand lässt sich jedoch nicht erkennen, ob im Inneren des Verbinders die vorgesehene Kontaktierung stattgefunden hat oder nicht.
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Ein weiterer gattungsgemäßer Verbinder ist bekannt aus der
DE 199 20 981 A1 . Im elektrisch isolierenden Gehäuse dieses Verbinders ist ein Pressteil zur Klemmung des Flachbandleiters drehbar angeordnet. Das Pressteil ist seiner klemmenden Drehlage mittels eines besonderen Verriegelungsteiles verriegelbar, sodass der Flachbandleiter in dem Gehäuse gesichert wird.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen gattungsgemäßen Verbinder derart weiter zu entwickeln, dass die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden und dass insbesondere die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontaktierung verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruches 1 dadurch gelöst, dass im Bereich des Anschlags wenigstens ein in den Einschiebeweg des Schiebers hineinragendes Hemmelement ausgebildet ist, das von dem Flachbandleiter in dessen Vorfixierstellung aus dem Einschiebeweg des Schiebers bewegt ist.
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Dieser Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, sicherzustellen, dass der Schieber nur dann zur Fixierung des Flachbandleiters betätigt werden kann, wenn dieser in eine Vorfixierungsstellung überführt wurde, die sicherstellt, dass eine anschließende Betätigung des Schiebers zu einem erfolgreichen Abschluss des Verbindungsvorgangs führen wird. So wird nämlich das Einschieben des Schiebers durch das Hemmelement, welches in seinen Einschiebeweg hineinragt, zunächst wirksam unterbunden. Erst wenn der Flachbandleiter selbst bei seiner Ankunft in der korrekten Vorfixierungsstellung dieses Hindernis aus dem Weg räumt, kann der Schieber betätigt werden. Dies erfolgt jedoch ausschließlich dann, wenn der Flachbandleiter in der korrekten Vorfixierungsstellung liegt. Eine Fehlkontaktierung ist daher ausgeschlossen.
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Günstigerweise liegt der Flachbandleiter in seiner Vorfixierstellung mit seiner Stirnkante an dem wenigstens einen Hemmelement an. D. h. die Wechselwirkung zwischen dem Hemmelement und dem Flachbandleiter erfolgt über die Stirnkante des Flachbandleiters. Das bedeutet, dass der Flachbandleiter, der parallel zu seiner Längserstreckung sehr steif ist, beim Einführvorgang das Hemmelement mit seiner Stinkante aus dem Einschiebeweg des Schiebers hinausschiebt.
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Bevorzugt ist das wenigstens eine Hemmelement gegen eine elastische Vorspannkraft aus dem Einschiebeweg des Schiebers bewegbar. Dies hat den Vorteil, dass bei einem versehentlichen Zurückziehen des Flachbandleiters das Hemmelement zurückspringt in seine Hemmstellung, die ein Einschieben des Schiebers verhindert. Allerdings sollte diese Vorspannkraft ausreichend klein sein, so dass auf jeden Fall ein Verbiegen des Flachleiters senkrecht zu einer Erstreckungsebene vermieden wird.
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Um eine exakt gerade Ausrichtung des Flachbandleiters zu erreichen, ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass mehrere unabhängige Hemmelemente vorgesehen sind, die über die Breite des Einführschachtes räumlich verteilt angeordnet sind. Wird bei dieser Ausführungsform nämlich der Flachbandleiter versehentlich schräg eingeführt, wird wenigstens ein Hemmelement nicht vollständig aus dem Einschiebeweg des Schiebers beseitigt, so dass die Blockierwirkung erhalten bleibt. Nur bei korrekt geradliniger Einführung des Flachbandleiters können sämtliche Hemmelemente aus dem Einschiebeweg beseitigt werden.
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Vorteilhafterweise sind das Fixierelement und der Grundkörper mit Vorrastmitteln versehen, so dass der Schieber durch die Vorrastmittel in Zusammenwirkung mit dem wenigstens einen, in den Einschiebeweg des Schiebers hineinragenden Hemmelement am Grundkörper festlegbar ist. Die Festlegung des Schiebers am Grundkörper ist wünschenswert, um einen Verlust des Schiebers, z. B. beim Transport des unbenutzten Verbinders zu verhindern. Die Vorrastmittel, die beispielsweise durch eine Rastnase am Schieber und eine korrespondierende Ausnehmung am Grundkörper ausgebildet sein können, sind daher vorzugsweise so ausgestaltet, dass eine Bewegung des Schiebers entgegen seiner Einschieberichtung durch die Vorrastmittel verhindert werden, während eine Bewegung in Einschieberichtung im unbenutzten Zustand des Verbinders durch das wenigstens eine Hemmelement unterbunden wird. Günstigerweise kann das am Schieber vorgesehene Element der Vorrastmittel auch ein Element derjenigen Rastmittel sein, mit welchen der Schieber in seiner endgültigen Fixierungsstellung mit dem Grundkörper verrastet. Beispielsweise kann eine am Schieber vorgesehene Rastnase in der Vorraststellung mit einer ersten Ausnehmung des Grundkörpers verrasten und in der endgültigen Fixierungsstellung mit einer zweiten Ausnehmung des Grundkörpers verrasten.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einschiebeweg des Schiebers im Wesentlichen senkrecht zu dem Einführschacht des Flachbandleiters und parallel zur Längserstreckung des Endbereichs des Flachbandleiters in dessen Fixierungsstellung ausgerichtet ist. Dies bedeutet, dass der Flachbandleiter bei der Überführung von seiner Vorfixierungsstellung in seine Fixierungsstellung eine senkrecht zu seiner Erstreckungsebene gerichtete Kraft durch den Schieber erfährt. In dieser Richtung ist der Flachbandleiter besonders flexibel. Weiter impliziert dieses Merkmal, dass der Flachbandleiter bei der Überführung einen in etwa senkrechten Knick erfährt, der wiederum für eine effiziente Zugentlastung sorgt. Schließlich hat diese Ausbildung den Vorteil, dass im Gegensatz zu einer parallelen oder schrägen Einschieberichtung die Längskräfte auf den Flachbandleiter minimiert werden. Der Flachbandleiter wird daher durch das Einschieben des Schiebers nicht weiter in den Grundkörper hineingezogen oder aus ihm herausgedrückt. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Kontaktierung.
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Vorteilhafterweise ist der Flachbandleiter in seiner Fixierungsstellung zwischen dem wenigstens einen Kontaktelement und einer Längsseite des Schiebers geklemmt. Im Gegensatz zu Ausführungsformen, bei denen die Stirnseite des Schiebers den Flachbandleiter klemmt, hat diese bevorzugte Ausführungsform den Vorteil einer größeren. Kontaktfläche und damit einer stärkeren Haftreibung, was zu einer zuverlässigeren und sichereren Klemmung führt.
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Weiter kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Kontaktelement so ausgebildet ist, dass in der Fixierungsstellung des Flachbandleiters bei Zugbelastung eine dieser entgegengesetzte Klemmwirkung entsteht. Dies kann beispielsweise durch die geeignet gewählte Grundform des Kontaktelementes als Spiralfederabschnitt realisiert sein, wobei eine Zugbelastung zu einem Aufbiegen der Spirale und somit zu einer Erhöhung der Klemmwirkung führt.
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Alternativ oder zusätzlich kann zur Erzielung der erwünschten Klemmwirkung vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Kontaktelement im Kontaktbereich mit dem Flachbandleiter in dessen Fixierungsstellung eine senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Flachbandleiters ausgerichtete Klemmrippenstruktur aufweist. Der Begriff der Klemmrippenstruktur ist hier weit zu verstehen und umfasst sowohl echte, quererstreckte Rippen als auch Haken oder Zackenstrukturen oder ähnliches.
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Günstigerweise ist alternativ oder zusätzlich vorgesehen, dass der Schieber an seiner dem Flachbandleiter in dessen Fixierungsstellung zugewandten Längsseite eine senkrecht zu deren Längserstreckung ausgerichtete Klemmrippenstruktur aufweist. Die Vorteile und Wirkungen dieses Merkmals sind analog zu dem oben im Zusammenhang mit der entsprechenden Ausgestaltung des wenigstens einen Kontaktelementes erläuterten.
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Um die korrekte Führung des endständigen Flachleiterbereichs bei der Überführung in die Fixierungsstellung zu verbessern, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Schieber an seiner dem Flachbandleiter in dessen Fixierungsstellung zugewandten Längsseite eine parallel zu deren Längserstreckung ausgerichtete Führungsrippenstruktur aufweist. Diese Rippen, die günstigerweise mit Erhöhungen der Leiterbahnen korrespondieren, gleiten beim Einschieben des Schiebers an dem Flachbandleiter vorbei und verhindern dessen Schrägbewegung.
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Zur weiteren Verbesserung der Klemmwirkung bei Zugbelastung kann vorgesehen sein, dass sich der Schieber in Einschieberichtung keilförmig verjüngt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
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1: eine schematische Darstellung eines teilweise abisolierten Endabschnitts eines Flachbandleiters.
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2: eine schematische, dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Verbinders in unbenutztem Zustand.
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3: eine schematische Querschnittsdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Verbinder in einer ersten Stellung.
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4: eine schematische Querschnittsdarstellung durch den Verbinder von 3 in seiner Fixierungsstellung.
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5: eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbinders in seiner Fixierungsstellung.
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6: eines schematische Darstellung eines Kontaktelementes.
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7: eine schematische Darstellung der Leiteranlagefläche eines Schiebers eines erfindungsgemäßen Verbinders.
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1 zeigt in schematischer Darstellung einen teilweise abisolierten Endbereich eines Flachbandleiters 10 gemäß dem Stand der Technik. Der Flachbandleiter 10 weist eine Mehrzahl von parallelen Leiterbahnen 12 auf, die im Endbereich wenigstens einseitig abisoliert sind. Seine in 3 obere Kante wird hier als Stirnkante 11 bezeichnet. Derartige Flachbandleiter finden vielfach Anwendung in der Elektronik.
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2 zeigt schematisch eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Verbinders 14, der insbesondere als Befestigungsvorrichtung für einen Flachbandleiter an einer Platine oder einer ähnlichen Kontaktbasis geeignet ist. Der Verbinder 14 weist hierzu Kontaktsockel 16 auf, die aus einem Grundkörper 18 herausragen. Die Kontaktsockel 16 sind Teil von Kontaktelementen 20 im Inneren des Grundkörpers 18, die in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform in 6 dargestellt sind und weiter unten genauer erläutert werden sollen.
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Der Grundkörper 18 weist einen inneren Hohlraum 22 auf (siehe 3–5), der über einen Einführschacht 24 von außen zugänglich ist. Weiter ist in 2 ein Schieber 26 dargestellt, der, wie nachfolgend erläutert werden soll, der Überführung des Flachbandleiters 10 von einer Vorfixierungsstellung in seine Fixierungsstellung dient. In 2 ist der Schieber 26 in einer Bereitschaft- oder Vorraststellung dargestellt, in der er mittels einer Rastnase 28, die in eine korrespondierende Rastausnehmung 30 des Grundkörpers 18 eingerastet ist, gegen Verlust gesichert ist. Die Rastmittel 28, 30, die selbstverständlich auch anders als in 2 dargestellt ausgeführt sein können, erlauben jedoch ein Einschieben des Schiebers 26 in den inneren Hohlraum 22 des Grundkörpers 18. Weiter in Einschieberichtung von der Rastausnehmung 30 aus ist eine zweite Rastausnehmung 32 vorgesehen, in welcher die Rastnase 28 in der Fixierungsstellung, d. h. in maximal eingeschobenem Zustand des Schiebers 26 verrasten kann. Schließlich weist der Schieber an seiner dem Einführschacht 24 zugewandten Längsseite, die nachfolgend als Leiteranlagefläche 34 bezeichnet werden soll, Führungsrippen 36 auf, die weiter unten in Verbindung mit 7 näher beschrieben werden sollen.
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3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Verbinder. Die einzelnen Elemente tragen dieselben Bezugszeichen wie in 2, so dass auf eine entsprechende Wiederholung verzichtet werden kann. 3 zeigt den Verbinder 14, in dessen Einführschacht 24 ein Flachbandleiter 10 eingeführt wurde. Der Flachbandleiter 10 wurde soweit in den Einführschacht 24 eingeführt, dass er mit seiner Stirnkante 11 an einem Hemmelement 38, welches an der dem Einführschacht 24 gegenüberliegenden Innenseite des Hohlraums 22 angeordnet ist, anliegt. Das Hemmelement 38 ragt in den Einschiebeweg 40 des Schiebers 26 hinein, so dass ein weiteres Einschieben des Schiebers 26 hierdurch wirksam verhindert wird. Ist, wie in 2 gezeigt, zusätzlich die Rastnase 28 in der Rastausnehmung 30 (in 3 nicht dargestellt) verrastet, ist praktisch jede Bewegung des Schiebers 26 unterbunden. Insbesondere wird sowohl ein Verlust des Schiebers 26 als auch eine unbeabsichtigte Einschieben verhindert. Das Hemmelement 36 ist bewegbar ausgebildet, so dass ein weiteres Einführen des Flachbandleiters 10 das Hemmelement 38 aus dem Einschiebeweg 40 des Schiebers 26 hinausdrückt. Bei der gezeigten Ausführungsform wird dies durch ein Schwenken des Hemmelementes 38 um eine (nicht dargestellte) Schwenkachse erreicht. Alternativ kann auch beispielsweise eine reine Linearbewegung vorgesehen sein. Vorzugsweise, jedoch in 3 nicht dargestellt, ist das Hemmelement 38 durch schwache Federmittel vorgespannt, so dass ein Ausführen des Flachbandleiters 10 eine Rückkehr des Hemmelementes 38 in seine in 3 dargestellte Position bewirkt. Andererseits darf die Vorspannkraft des Federelementes nicht so groß sein, dass sie ein geradliniges Einführen des Flachbandleiters 10 erschwert.
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Diejenige Position des Flachbandleiters 10, die erreicht ist, wenn das Hemmelement 38 aus dem Einschiebeweg 40 des Schiebers herausbewegt ist, wird im Rahmen dieser Anmeldung als Vorfixierungsstellung bezeichnet. In dieser Stellung kann der Schieber 26 durch Beaufschlagung einer in Einschieberichtung gerichteten Kraft in den Hohlraum 22 hineingeschoben werden. Das Ergebnis dieses Einschiebens ist in 4 dargestellt. Wie in 4 deutlich erkennbar ist, wird durch das Einschieben des Schiebers 26 der endständige Bereich des Flachbandleiters 10 um etwa einen rechten Winkel abgeknickt und gerät so in Kontakt mit den Kontaktelementen 20, die günstigerweise so positioniert sind, dass sie jeweils genau eine Leiterbahn 12 des Flachbandleiters 10 kontaktieren. Das Kontaktelement 20 ist in der dargestellten Ausführungsform als Federelement ausgebildet, so dass der Flachbandleiter 10 kraftbeaufschlagt zwischen dem Schieber 26 und den Leiterelementen 20 verklemmt wird. In dieser Fixierungsstellung kann auch die Rastnase 28 in der (in 3 nicht dargestellten) zweiten Rastausnehmung 32 verrasten, so dass eine dauerhafte und zuverlässige Fixierung erreicht wird.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbinders 10 in seiner Fixierungsstellung, wobei der Schieber 26 hier keilförmig ausgebildet ist. Die keilförmige Ausbildung bewirkt den Aufbau einer stärkeren Gegenkraft bei Zugbelastung des Flachbandleiters 10.
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6 zeigt eine besonders günstige Ausführungsform eines Kontaktelementes 20, welches zum einen durch seine Grundform eine Klemm- oder Keilwirkung bei Zugbelastung des Flachbandleiters in der Fixierungsstellung erzeugt. Zusätzlich sind im Kontaktbereich des Kontaktelementes 16 Klemmrippen 42 vorgesehen, die als echte Rippen, Haken oder in ähnlicher Weise ausgebildet werden können und bei Zugbelastung des Flachbandleiters 10 die Reibung verstärken und damit die Fixierung verbessern.
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7 zeigt in schematischer Darstellung die Leiteranlagefläche 34 des Schiebers 26 in einer besonders günstigen Ausführungsform. Im Kontaktbereich des Schiebers 26 mit dem Flachbandleiter 10 sind Führungsrippen 36 angeordnet, die z. B. mit entsprechenden Erhöhungen und Vertiefungen im Flachbandleiter korrespondieren können. Durch diese Führungsrippen 36 wird eine versehentliche Schrägführung des Flachbandleiters 10 bei der Überführung von der Vorfixierungsstellung in die Fixierungsstellung zuverlässig vermieden. Bei der in 7 ganz rechts dargestellten Führungsrippe sind zusätzlich querverlaufende Klemmrippenstrukturen 44 dargestellt. Diese entsprechen in ihrer Wirkung analog den Klemmrippenstrukturen 42 am Kontaktelement 20 (siehe 6).
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Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung erläuterten und in den Figuren illustrierten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Zur Modifikation und Variation steht dem Fachmann ein breites Spektrum an Möglichkeiten zur Verfügung. Insbesondere ist es vorteilhaft, mehr als ein Hemmelement 38 vorzusehen und die Hemmelemente 38 möglichst weit von einander zu beabstanden, so dass sie vorzugsweise von den äußersten Bereichen der Stirnkante 11 des Flachbandleiters 10 betätigt werden. Hierdurch kann nämlich eine versehentliche Schrägpositionierung des Flachbandleiters 10 bei Betätigung des Schiebers 26 zuverlässig verhindert werden.
