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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kabelschnellverbinder, insbesondere einen PCB-Kabelschnellverbinder.
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Ein Kabelschnellverbinder ermöglicht die schnelle Herstellung einer leitenden Verbindung zwischen Leitungen eines Kabels mit dem Kabelschnellverbinder. Über den Kabelschnellverbinder kann eine elektrisch leitende Verbindung, z. B. über eine Steckverbindung, mit weiteren Komponenten hergestellt werden. Bei einem PCB-Kabelschnellverbinder können die Leitungen des Kabels auf diese Weise schnell mit einem PCB (Printed Circuit Board) beziehungsweise mit einem bereits auf einem PCB angeordneten Kabelschnellverbinder verbunden werden.
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Es sind Kabelverbinder bekannt, bei denen freigelegte Leitungen eines Kabels mit dem Kabelverbinder verbunden werden können. Bei den bekannten Kabelverbindern ist es jedoch zum Teil erforderlich, die freigelegten Leitungen auf unterschiedliche Längen abzulängen und/oder abzuisolieren. Die Konnektierung der Leitungen mit dem Kabelverbinder gestaltet sich zum Teil aufwändig.
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Die bekannten Kabelverbinder sind in der Regel nicht dazu geeignet, Leitungen eines Kabels mit einem PCB zu verbinden. Kabelverbinder, die zu diesem Zweck geeignet sind, sind in der Regel für Einsatzzwecke in stationären elektronischen Geräten vorgesehen und sind daher nicht geeignet, besonderen mechanischen Belastungen standzuhalten.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kabelschnellverbinder bereitzustellen, an dem auf einfache und schnelle Art und Weise Leitungen eines Kabels angeschlossen werden können und/oder bei dem eine dauerhaft und sichere Konnektierung der angeschlossenen Leitungen, insbesondere unter Einsatzbedingungen, die mechanische Belastungen des Kabels und/oder des Kabelschnellverbinders einschließen, gewährleistet wird.
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Ein erster Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft einen Kabelschnellverbinder aufweisend eine Gehäusebasis, ein Deckelelement, ein Fixierelement und ein Riegelelement, wobei an dem Riegelelement ein Verriegelungsabschnitt mit einer Riegelfläche angeordnet ist, wobei an dem Deckelelement eine Riegelaufnahme mit einer mit der Riegelfläche korrespondierenden Riegelanlagefläche angeordnet ist, wobei das Deckelelement an der Gehäusebasis relativ zur Gehäusebasis zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verlagerbar gelagert ist, wobei das Fixierelement am Deckelelement und/oder an der Gehäusebasis angeordnet ist und eine Kabelöffnung aufweist, in der ein Kabel aufgenommen und in der Schließstellung des Deckelelements fixiert werden kann, wobei der Verriegelungsabschnitt an der Gehäusebasis zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung verlagerbar gelagert und in der Verriegelungsstellung mittels eines Federelements in Richtung der Verriegelungsstellung vorgespannt ist, und wobei die Riegelfläche in der Verriegelungsstellung derart mit der Riegelanlagefläche in Kontakt steht, dass eine Verlagerung des Deckelelements relativ zur Gehäusebasis aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung verhindert wird.
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Ein solcher Kabelschnellverbinder kann als PCB-Kabelschnellverbinder ausgebildet sein, der einen oder mehrere Lötpins aufweist, die auf einer Seite des PCB-Kabelschnellverbinder herausragen und derart ausgebildet sind, dass sie in Ausnehmungen eines PCB (Printed Circuit Board) eingesteckt und dort verlötet werden können. Die Enden der Lötpins können im Inneren des Kabelschnellverbinders mit einzelnen Leitungen eines Kabels verbunden werden. Als Kabel im hier verwendeten Sinn wird ein mit einem Isolatormantel ummantelter mehradriger Verbund von Leitern bezeichnet. Die verschiedenen Adern sind als elektrische Leiter ausgebildet. Leiter in dem Sinn können als Litzenleitung oder als Massivdrahtleitung ausgebildet sein. Eine Litzenleitung weist mehrere Einzeldrähte auf, die den elektrischen Leiter der Litzenleitung bilden und die von einer gemeinsamen Isolierhülle umschlossen sind. Bei einer Massivdrahtleitung ist nur ein Einzeldraht mit größerem Querschnitt als elektrischer Leiter der Massivdrahtleitung vorgesehen, der von einer Isolierhülle umschlossen wird. Der beanspruchte Kabelschnellverbinder kann derart gestaltet sein, dass ein solches Kabel, auf schnelle und einfache Art und Weise konnektiert werden kann. Das Kabel ist nicht Bestandteil des beanspruchten Kabelschnellverbinders gemäß dem ersten Hauptanspruch.
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Durch die beschriebene Gestaltung des Kabelschnellverbinders kann eine Fixierung des Kabels bewirkt werden, mittels der die Anschlussstellen der Leitungen von Bewegungen und Vibrationen entkoppelt werden können, die außerhalb des Kabelschnellverbinders auf das Kabel einwirken. Eine Lagerung des Deckelelements an der Gehäusebasis kann als um eine Drehachse verschwenkbare Lagerung ausgebildet sein. Eine um eine Drehachse verschwenkbare Lagerung des Deckelelements bezeichnet eine Lagerung mit mindestens einem rotatorischem Freiheitsgrad, insbesondere eine Lagerung mit genau einem rotatorischem Freiheitsgrad. Hierzu können an der Gehäusebasis zwei kreiszylindrische Lagerzapfen ausgebildet sein, die in Lageröffnungen mit korrespondierenden Querschnitten an dem Deckelelement eingreifen. Anstelle dieser Gestaltung kann das Deckelelement auch in anderer Weise an der Gehäusebasis festgelegt sein, z. B. kann das Deckelelement eine Nase aufweisen, die in eine Ausnehmung der Gehäusebasis eingreift. Denkbar ist eine Verbindung über eine Lasche zwischen Deckelelement und Gehäusebasis. In diesem Fall können Deckelelement und Gehäusebasis einstückig, z. B. im Spritzgussverfahren, hergestellt sein.
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Der Begriff Öffnungsstellung des Deckelelements bezeichnet eine Stellung in der ein Leitungsaufnahmeelement durch das Deckelelement freigeben ist, so dass Leitungen eines Kabels in das Leitungsaufnahmeelement eingeführt und mit dem Kabelschnellverbinder verbunden werden können. Der Begriff Schließstellung des Deckelelements bezeichnet eine Stellung in der die Kabelöffnungen durch das Deckelelement verdeckt sind und/oder in der ein mit dem Kabelschnellverbinder verbundenes Kabel im Kabelschnellverbinder fixiert werden kann.
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Eine verlagerbare Lagerung des Verriegelungsabschnitts bezeichnet eine Lagerung mit mindestens einem translatorischen oder mindestens einem rotatorischen Freiheitsgrad, insbesondere eine Lagerung mit genau einem translatorischen oder genau einem rotatorischem Freiheitsgrad. Das Riegelelement und der Verriegelungsabschnitt können einstückig ausgebildet sein, so dass die Riegelfläche als ein Teil der Oberfläche des Riegelelements ausgebildet ist. Bei einer Ausführung eines Kabelschnellverbinders kann ein solches einstückiges Riegelelement mit Verriegelungsabschnitt und Riegelfläche über eine Lagerung mit einem translatorischen Freiheitsgrad am Basiselement gelagert sein.
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Das Riegelelement und der Verriegelungsabschnitt können auch durch zwei oder mehr separat ausgeführte und gelenkig miteinander verbundene Bauelemente gebildet werden. Z. B. kann der Verriegelungsabschnitt an seinem einen Endbereich um eine Drehachse verschwenkbar gelagert sein. Bei einer solchen Gestaltung des Verriegelungsabschnitts kann z. B. eine lineare Bewegung des Riegelelements bezogen auf die Drehachse des Verriegelungsabschnitts in Umfangsrichtung auf den Verriegelungsabschnitt übertragen werden. Dabei kann der Angriffspunkt des Riegelelements auf den Verriegelungsabschnitt radial von der Drehachse des Verriegelungsabschnitts beabstandet angeordnet sein.
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Die Riegelfläche steht in der Verriegelungsstellung derart mit der Riegelanlagefläche in Kontakt, dass eine Verlagerung des Deckelelements relativ zur Gehäusebasis aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung verhindert wird. Dabei ist das Riegelelement derart an der Gehäusebasis angeordnet, dass, wenn sich die Riegelfläche in der Entriegelungsstellung befindet, eine Verlagerung des Deckelelements relativ zur Gehäusebasis aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung ermöglicht wird.
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Das Fixierelement weist eine Kabelöffnung auf und ist am Deckelelement und/oder an der Gehäusebasis angeordnet, wobei die Kabelöffnung dazu ausgebildet ist, ein Kabel aufzunehmen und wobei das Fixierelement derart ausgebildet ist, dass in der Schließstellung des Deckelelements ein in der Kabelöffnung angeordnetes Kabel durch das Fixierelement fixiert werden kann. Das Fixierelement kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Bei einer mehrteiligen Ausbildung kann z. B. eine erste Hälfte des Fixierelements am Deckelelement und eine zweite Hälfte des Fixierelements an der Gehäusebasis angeordnet werden. Beim Schließen des Deckelelements kann ein zwischen den beiden Hälften angeordnetes Kabel zwischen den beiden Hälften des Fixierelements eingeklemmt und so fixiert werden. Das Fixierelement kann getrennt vom Deckelelement und dem Basiselement als ein getrenntes Bauelement bereit gestellt werden. Dabei kann das gesamte Fixierelement oder Teile des Fixierelements aus einem weicheren Material als das Deckelelement oder die Gehäusebasis hergestellt sein, das schwingungsdämpfende Eigenschaften und/oder einen hohen Reibbeiwert in Bezug auf einen Isolatormantel des Kabels aufweisen kann. Der Reibbeiwert μ kann im Bereich von μ = 0,4 liegen. Fixierelementmaterialien können z. B. Materialien wie TPE (Thermoplastische Elastomere), HNBR (Hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautuschuk), und/oder Fluor-Kautschuk (FPM oder FKM) umfassen. Ein geeigneter Fluor-Kautschuk ist z. B. unter dem Markennamen Viton der Firma DuPont erhältlich. Denkbar ist ebenfalls dass eine Hälfte oder beide Hälften an dem Deckelelement und/oder an der Gehäusebasis angeformt oder einstückig mit dem Deckelelement und/oder der Gehäusebasis verbunden sind.
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Das Federelement kann als Schraubenfeder, insbesondere als Schraubenfeder aus Metall, ausgebildet sein. Denkbar ist ebenfalls jede andere Gestaltung eines Federelements im Sinn eines Kraftspeichers. Das Federelement kann z. B. ebenfalls als Federschwinge aus Kunststoff einstückig mit dem Riegelelement oder mit einem anderen Bauteil des Kabelschnellverbinders ausgeführt werden.
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Eine Ausführungsform betrifft den vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder, wobei die Riegelfläche und/oder die Riegelanlagefläche derart gestaltet ist, dass ein Vektor, der in Richtung der Verschiebung des Riegelelements in Schließrichtung weist, und eine Projektion des Vektors auf die Riegelfläche und/oder die Riegelanlagefläche in der Verriegelungsstellung einen Winkel aufspannen, der größer als 0° ist.
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Der Winkel kann z. B. in einem Bereich zwischen 3° und 30° oder zwischen 5° und 20° liegen. Bei einer Ausführungsform wurde er zwischen 8° und 13°, insbesondere im Bereich von 10° gewählt.
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Dabei können die Riegelfläche und/oder die Riegelanlagefläche als ebene Fläche ausgebildet sein. Ferner kann der Verriegelungsabschnitt mit der Riegelfläche in der Verriegelungsstellung derart im Verhältnis zu einer Öffnungsrichtung einer Bewegung der Riegelanlagefläche aus der Schließstellung in Richtung der Öffnungsstellung angeordnet sein, dass ein Vektor, der in Richtung der Bewegung der Riegelanlagefläche in Öffnungsrichtung des Deckelelements weist, und eine Projektion des Vektors auf die Riegelfläche und/oder die Riegelanlagefläche in der Verriegelungsstellung einen Winkel aufspannen, der kleiner als 90° ist. Durch eine solche Gestaltung der Riegelanlagefläche nach Art einer schiefen Ebene kann das Deckelelement in verschiedenen Stellungen im Verhältnis zur Gehäusebasis fixiert werden. Je weiter das Deckelelement in Richtung der Schließstellung des Deckelelements verlagert wird, desto tiefer dringt das Riegelelement bzw. der Riegelabschnitt mit der Riegelfläche in Richtung der Verriegelungsstellung in die Riegelaufnahme ein, wobei in jeder Position der Komponenten aufgrund der Federkraft des Federelements die Riegelfläche an die Riegelanlagefläche gedrückt wird. So kann das Deckelelement aufgrund der schrägen Gestaltung der Riegelfläche und/oder der Riegelanlagefläche in verschiedenen Positionen fixiert werden. Die Begriffe Verriegelungsstellung und Schließstellung bezeichnen demnach jeweils mehrere, voneinander verschiedene Positionen der jeweiligen Komponenten. Eine ebensolche Bedeutung soll auch den Begriffen Entriegelungsstellung und Öffnungsstellung zukommen.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft einen der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder, wobei das Deckelelement in verschiedenen Schließstellungen jeweils aufgrund von Selbsthemmung des Verriegelungsabschnitts an der Riegelaufnahme in der jeweiligen Schließstellung fixierbar ist.
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Selbsthemmung in dem Sinn bedeutet, dass die aus einer an der Riegelfläche anliegenden, in Öffnungsrichtung des Deckelelements auf das Deckelelement wirkenden Kraft resultierende Riegelrückstellkraft kleiner ist als die Summe der der Riegelrückstellkraft entgegenwirkenden Kräfte. Die Summe der der Riegelrückstellkraft entgegenwirkenden Kräfte kann insbesondere eine Reibungskraft zwischen Riegelfläche und Riegelanlagefläche, eine Reibungskraft zwischen Riegelelement und Gehäusebasis und eine Federkraft des Federelements umfassen.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft einen der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder, wobei das Riegelelement oder der Verriegelungsabschnitt auf seiner der Riegelfläche gegenüberliegenden Seite eine Öffnungsschräge und/oder wobei das Deckelelement eine Öffnungsanlageschräge aufweist.
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Die Öffnungsschräge und/oder die Öffnungsanlageschräge können derart gestaltet sein dass ein Vektor, der in der Position, in der die Öffnungsanlageschräge in Kontakt mit dem Verriegelungsabschnitt und/oder die Öffnungsschräge in Kontakt mit dem Deckelelement kommt, die Öffnungsschräge oder die Öffnungsanlageschräge durchstößt und in Schließrichtung weist, und eine Projektion des Vektors in der Ebene der Öffnungsschräge oder der Öffnungsanlageschräge einen Winkel aufspannen, der kleiner als 45° ist. Bei dieser Gestaltung ist das Riegelelement bzw. der Verriegelungsabschnitt entsprechend einer Falle eines Türschlosses ausgebildet, die beim Ins-Schloss-Fallen der Tür aufgrund ihrer schrägen Ausbildung zunächst einfedert und dann hinter dem Schließblech zurückfedert und die Tür verriegelt. Aufgrund einer solchen fallenartigen Ausgestaltung des Riegelelement oder des Verriegelungsabschnitts kann der Deckel beim Schließen automatisch verriegelt werden, ohne dass das Riegelelement oder der Verriegelungsabschnitt entgegen der Federwirkung zurückgedrückt werden muss.
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Für jede der hinsichtlich des ersten Aspekts beschriebenen Ausführungsformen gelten auch die nachstehend gemachten Ausführungen zu den Ausführungsformen des zweiten oder dritten Aspekts.
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Ein zweiter Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft einen Kabelschnellverbinder aufweisend eine Gehäusebasis, ein Deckelelement, ein Leitungsaufnahmeelement und einen Schneidverbinder, wobei das Deckelelement an der Gehäusebasis relativ zur Gehäusebasis zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verlagerbar gelagert ist, wobei das Leitungsaufnahmeelement einen Leitungskanal aufweist, welcher derart gestaltet ist, dass eine Leitung in axialer Richtung der Leitung in den Leitungskanal eingeführt und in der eingeführten Position zumindest abschnittsweise im Leitungskanal in einer quer zum Leitungskanal verlaufenden Richtung gestützt werden kann, wobei die Gehäusebasis, das Deckelelement, das Leitungsaufnahmeelement und der Schneidverbinder derart gestaltet und miteinander gekoppelt sind, dass eine Schließbewegung des Deckelelements relativ zur Gehäusebasis auf das Leitungsaufnahmeelement und den Schneidverbinder übertragen wird, so dass der Schneidverbinder bei einer Verlagerung des Deckelelements in die Schließstellung relativ zum das Leitungsaufnahmeelement in Richtung des Leitungskanals verlagert wird und quer in den Leitungskanal eintritt, so dass eine Isolierhülle einer in dem Leitungskanal angeordneten Leitung durchschnitten und der Schneidverbinder in elektrisch leitenden Kontakt mit einem Leiter der Leitung gebracht werden kann.
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Eine Verlagerung des Schneidverbinder relativ zum Leitungsaufnahmeelement umfasst eine Verlagerung des Schneidverbinders gegenüber einem stillstehenden Leitungsaufnahmeelement, eine Verlagerung des Leitungsaufnahmeelements gegenüber einem stillstehenden Schneidverbinder und eine Verlagerung sowohl des Leitungsaufnahmeelements als auch des Schneidverbinders. Die axiale Richtung der Leitung, in welche die Leitung in den Leitungskanal eingeführt wird, kann mit der axialen Richtung des Leitungskanals korrespondieren, so dass die axiale Richtung der Leitung der axialen Richtung des Leitungskanals entspricht. Der Leitungskanal kann einen mit der Leitung korrespondierenden Querschnitt, insbesondere einen kreiszylindrischen Querschnitt, aufweisen. Die axiale Richtung des Leitungskanals kann parallel zur Symmetrieachse des Leitungskanals verlaufen. Ein Eintreten quer in den Leitungskanal beschreibt ein Eintreten in den Leitungskanal in jeder Richtung, welche die axiale Richtung des Leitungskanals in einem Winkel, insbesondere in einem 90° Winkel, schneidet. Demnach kann die Bewegung des Schneidverbinders quer zum Leitungskanal senkrecht zum Leitungskanal oder in einem anderen Winkel verlaufen.
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Eine Ausführungsform betrifft den vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinders, wobei der Schneidverbinder eine Y-förmige Gestalt aufweist mit einem Pinbereich und zwei am Pinbereich angeordneten und sich vom sich vom Pinbereich erstreckenden Schneidschenkeln.
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Die Schneidschenkel können abschnittsweise parallel zueinander angeordnet sein und in einem Öffnungsbereich enden in dem sich der Abstand zwischen den Innenseiten der Schneidschenkel aufweitet. Der Abstand zwischen den Schneidschenkeln in dem Bereich, in dem die Schenkel parallel verlaufen, kann etwas kleiner sein, als der Durchmesser eines Leiters einer zu konnektierenden Leitung. Ein Schneidschenkel oder beide Schneidschenkel können einen Schneidenbereich aufweisen, der z. B. klingenartig gestaltet sein kann, sodass mit dem oder den Schneidschenkeln eine Isolierhülle der Leitung durchschnitten und der Leiter der Leitung in elektrisch leitenden Kontakt mit dem oder den Schneidschenkeln gebracht werden kann. Der Leiter kann zwischen den Schneidschenkeln eingeklemmt und so in Kontakt mit dem oder den Schneidschenkel(n) gehalten werden.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft einen der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder, wobei das Leitungsaufnahmeelement mehrere Leitungskanäle aufweist, die in einer Richtung, die senkrecht auf einen Leitungskanal steht, in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind.
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Es können z. B. zwei, drei, vier oder mehr Leitungskanäle vorgesehen werden. Die Leitungskanäle können derart angeordnet werden, dass sie parallel zueinander verlaufen und/oder einige oder alle Mittelpunkte der Leitungskanalquerschnitte die in einer Ebene liegen, die senkrecht auf einen Leitungskanal steht, auf einer Geraden angeordnet sind. Pro Leitungskanal können ein oder mehrere Schneidverbinder vorgesehen werden.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft einen der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder, wobei das Leitungsaufnahmeelement eine mit dem Schneidverbinder korrespondierende quer zum Leitungskanal verlaufende Schneidverbinderöffnung aufweist.
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Die Schneidverbinderöffnung kann derart gestaltet sein, dass der Schneidverbinder über den gesamten Eindringweg oder entlang eines Teilabschnitts des Eindringwegs in der Schneidverbinderöffnung geführt wird. Die Schneidverbinderöffnung kann im Bereich des Leitungskanals einen Querschnitt aufweisen, der im Wesentlichen dem Abstand der äußeren Abmessungen der Schneidschenkel des Schneidverbinders entspricht, so dass ein ungewünschtes Aufweiten der Schneidschenkel beim Konnektieren einer Leitung verhindert wird und der Leiter unabhängig von einem Widerstand, den die Schenkel einer Verformung selber entgegensetzen können, zwischen den Schenkeln eingeklemmt werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft einen der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder, wobei mehrere Leitungsaufnahmeelemente vorgesehen und in Längsrichtung des Kabelschnellverbinders hintereinander angeordnet sind.
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Der Begriff Längsrichtung des Kabelschnellverbinders bezeichnet die Richtung eines Kabelverlaufs im konnektierten Zustand des Kabelschnellverbinders, in dem ein Kabel im Kabelschnellverbinder aufgenommen ist.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft einen der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder, wobei ein Leitungsaufnahmeelement relativ zur Gehäusebasis zwischen einer Leitungseinführstellung und einer Konnektorstellung verlagerbar an der Gehäusebasis angeordnet und/oder ein Schneidverbinder relativ zur Gehäusebasis unbeweglich an der Gehäusebasis fixiert ist.
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Der Begriff Leitungseinführstellung bezeichnet eine Stellung, in welcher der oder die Schneidverbinder außerhalb der Leitungskanäle angeordnet sind, also noch nicht quer in den Leitungskanal eingetreten sind. In der Leitungseinführstellung sind die Leitungskanäle demnach freigegeben, so dass eine Leitung in den Leitungskanal eingeführt werden kann. Der Begriff Konnektorstellung bezeichnet eine Stellung, in welcher das Leitungsaufnahmeelement auf den Schneidverbinder zu verlagert ist und der Schneidverbinder quer in den korrespondierenden Leitungskanal eingetreten ist, so dass ein in dem Leitungskanal angeordnetes Kabel durch den jeweiligen Schneidverbinder konnektiert wäre.
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Wenn mehrere Leitungsaufnahmeelemente vorgesehen sind, können einige oder alle der vorgesehenen Leitungsaufnahmeelemente verlagerbar an der Gehäusebasis angeordnet sein. Eine verlagerbare Lagerung des oder der Leitungsaufnahmeelemente kann durch eine Lagerung mit mindestens einem rotatorischem Freiheitsgrad, insbesondere eine Lagerung mit genau einem rotatorischem Freiheitsgrad ausgebildet sein. Hierzu können an dem Leitungsaufnahmeelemente zwei kreiszylindrische Lagerzapfen ausgebildet sein, die in Lageröffnung mit korrespondierenden Querschnitten an der Gehäusebasis eingreifen.
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Eine Fixierung des oder der Schneidverbinder an der Gehäusebasis bedeutet, dass die Schneidverbinder unmittelbar an der Gehäusebasis fixiert sind oder mittelbar über eine oder mehrere Haltevorrichtungen. Denkbar ist, dass pro Leitungsaufnahmeelement eine Haltevorrichtungen vorgesehen ist, an der eine mit der Zahl der Leitungskanäle des Leitungsaufnahmeelements korrespondierende Anzahl von Schneidverbindern fixiert sein kann. Die Haltevorrichtung kann ihrerseits an der Gehäusebasis fixiert werden.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft einen der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder, wobei ein Leitungskanal eines Leitungsaufnahmeelements als Durchgangsloch ausgebildet ist und wobei in Leitungseinführrichtung hinter dem Leitungskanal eine Leitungskammer vorgesehen ist, welche Raum für einen aus dem Leitungskanal überstehenden Abschnitt einer konnektierten Leitung bietet.
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Eine solche Leitungskammer kann für jedes vorgesehene Leitungsaufnahmeelement bereitgestellt werden. Denkbar ist, dass eine solche Leitungskammer für jedes vorgesehene Leitungsaufnahmeelement oder nur für das oder die Leitungsaufnahmeelement(e) bereitgestellt wird, die in Kabeleinführrichtung vor dem letzten Leitungsaufnahmeelement angeordnet sind. Bei dieser Gestaltung können alle Leitungen eines Kabels auf dieselbe Länge abgelängt und von einem die Leiter gemeinsam umgebenden Isolatormantel befreit werden. Die Leitungen können dann in die Leiterkanäle eingeschoben werden, wobei die Leitungen, die in ein Leitungsaufnahmeelement eingeschoben werden, das in Kabeleinführrichtung vor dem letzten Leitungsaufnahmeelement angeordnet ist, über das Leitungsaufnahmeelement hinausstehen und in der dem Leitungsaufnahmeelement zugeordneten Leitungskammer aufgenommen werden, die in Leitungseinführrichtung hinter dem Leitungskanal vorgesehen ist und in dem Sinn auch hinter dem Leitungsaufnahmeelement angeordnet sein kann. Ein aufwändiges Ablängen der einzelnen Leitungen entsprechend der Anordnung der verschiedenen Leitungsaufnahmeelemente ist aufgrund der Leitungskammern nicht erforderlich. Eine Leitungskammer kann eine oder mehrere Trennwände aufweisen, welche verschiedene durch nebeneinander angeordnete Leitungskanäle hindurch geschobene Leitungsenden voneinander trennt, so dass eine Berührung der Leitungsenden ausgeschlossen ist. Die Trennwände können an der Gehäusebasis und/oder an der jeweiligen Haltevorrichtung angeordnet sein.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft einen der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder, wobei der Kabelschnellverbinder ferner ein Fixierelement und ein Riegelelement aufweist,
wobei an dem Riegelelement ein Verriegelungsabschnitt mit einer Riegelfläche angeordnet ist, wobei an dem Deckelelement eine Riegelaufnahme mit einer mit der Riegelfläche korrespondierenden Riegelanlagefläche angeordnet ist,
wobei das Fixierelement am Deckelelement und/oder an der Gehäusebasis angeordnet ist und eine Kabelöffnung aufweist, in der ein Kabel aufgenommen und in der Schließstellung des Deckelelements fixiert werden kann,
wobei der Verriegelungsabschnitt an der Gehäusebasis zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung verlagerbar gelagert und in der Verriegelungsstellung mittels eines Federelements in Richtung der Verriegelungsstellung vorgespannt ist, und wobei die Riegelfläche in der Verriegelungsstellung derart mit der Riegelanlagefläche in Kontakt steht, dass eine Verlagerung des Deckelelements relativ zur Gehäusebasis aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung verhindert wird.
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Eine weitere Ausführungsform eines der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder des zweiten Aspekts betrifft einen Kabelschnellverbinder, der ferner die Merkmale einer der in Bezug auf den ersten Aspekt beschriebenen Ausführungsformen aufweist.
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Für jede der hinsichtlich des zweiten Aspekts beschriebenen Ausführungsformen gelten auch die vor- oder nachstehend gemachten Ausführungen zu den Ausführungsformen des ersten oder dritten Aspekts.
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Ein dritter Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft einen Kabelschnellverbinder aufweisend eine Gehäusebasis, ein Deckelelement, ein Fixierelement und einen manuell betätigbaren Schließschieber, wobei das Deckelelement am Kabelschnellverbinder relativ zur Gehäusebasis zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verlagerbar gelagert ist, wobei das Fixierelement am Deckelelement und/oder an der Gehäusebasis angeordnet ist und eine Kabelöffnung aufweist, in der ein Kabel aufgenommen und in der Schließstellung des Deckelelements fixiert werden kann, wobei am Schließschieber eine Führungsfläche und am Deckelelement eine korrespondierende Führungsanlagefläche angeordnet ist, wobei der Schließschieber über die Führungsfläche entlang eines Verschiebewegs zwischen einer freien Stellung und einer Klemmstellung verschieblich geführt ist, wobei an dem Schließschieber ein Schließabschnitt mit einer Schließfläche angeordnet ist, wobei an der Gehäusebasis ein Schließelement mit einer mit der Schließfläche korrespondierenden Schließanlagefläche angeordnet ist, wobei die Schließfläche und die Schließanlagefläche in Verbindung miteinander eine Steuerkurve ausbilden, wobei die Schließfläche des Schließschiebers an einem Punkt entlang des Verlagerungswegs mit der korrespondierenden Schließanlagefläche der Gehäusebasis in Anlage gelangt und wobei bei einer weiteren Verschiebung des Schließschiebers in Richtung der Schließstellung zu einem Ablaufen der Schließfläche an der Schließanlagefläche entlang der Steuerkurve führt derart, dass aufgrund der Gestaltung der Steuerkurve ein Bereich des Deckelelements in Richtung eines Bereichs der Gehäusebasis bewegt wird.
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Der Begriff Ablaufen beschreibt sowohl eine gleitende als auch eine abwälzende Bewegung der beteiligten Körper. Die Steuerkurve kann als schiefe Ebene ausgebildet sein. Denkbar ist, dass eine schiefe Ebene nur an einem der sich berührenden Körper vorgesehen ist, während der andere Körper eine annähernd Punkt- oder linienförmige Berührungsfläche aufweist, die auf der schiefen Ebene ablauft. Dabei kann der Schließschieber in einer parallel zur Führungsfläche des Schließschiebers verlaufenden Schieberichtung gleitend auf der Führungsfläche verschoben werden.
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In der Schließstellung des Deckelements ist die Schließanlagefläche der Gehäusebasis gegenüber der Führungsanlagefläche des Deckelelements geneigt, so dass sich der Abstand der Schließanlagefläche von der Führungsanlagefläche in die vordere Richtung des Kabelschnellverbinders vergrößert. Ein solcher Kabelschnellverbinder kann insbesondere in der Arte eines 3-gliedrigen, zwangsläufigen Keilschubgetriebes ausgebildet sein, bei dem die drei Getriebeglieder durch das Deckelelement, die Gehäusebasis und den Schließschieber gebildet werden. Der sich vergrößernde Abstand kann sich entlang einer beliebigen Steuerkurve, insbesondere einer schiefen Ebene oder einer Geraden, die schief zur Führungsanlagefläche steht, vergrößern. Die schiefe Ebene oder die schiefe Gerade kann in einem spitzen Winkel zur Führungsanlagefläche stehen. Bei einer Ausführungsform kann der spitze Winkel zwischen 2° und 30° liegen. Bei einer anderen Ausführungsform zwischen 5° und 20°. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann der Winkel zwischen 8° und 14°, insbesondere im Bereich von 11°.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft einen der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder, wobei der Kabelschnellverbinder ferner ein Riegelelement aufweist, wobei an dem Riegelelement ein Verriegelungsabschnitt mit einer Riegelfläche angeordnet ist, wobei an dem Deckelelement eine Riegelaufnahme mit einer mit der Riegelfläche korrespondierenden Riegelanlagefläche angeordnet ist, wobei der Verriegelungsabschnitt an der Gehäusebasis zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung verlagerbar gelagert und in der Verriegelungsstellung mittels eines Federelements in Richtung der Verriegelungsstellung vorgespannt ist, und wobei die Riegelfläche in der Verriegelungsstellung derart mit der Riegelanlagefläche in Kontakt steht, dass eine Verlagerung des Deckelelements relativ zur Gehäusebasis aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung verhindert wird.
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Eine weitere Ausführungsform des dritten Aspekts betrifft einen der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder, der ferner die Merkmale einer der in Bezug auf den ersten Aspekt beschriebenen Ausführungsformen aufweist.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft einen der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder, wobei der Kabelschnellverbinder ferner ein Leitungsaufnahmeelement und einen Schneidverbinder aufweist, wobei das Leitungsaufnahmeelement einen Leitungskanal aufweist, welcher derart gestaltet ist, dass eine Leitung in axialer Richtung der Leitung in den Leitungskanal eingeführt und in der eingeführten Position zumindest abschnittsweise im Leitungskanal in einer quer zum Leitungskanal verlaufenden Richtung gestützt werden kann, wobei die Gehäusebasis, das Deckelelement, das Leitungsaufnahmeelement und der Schneidverbinder derart gestaltet und miteinander gekoppelt sind, dass eine Schließbewegung des Deckelelements relativ zur Gehäusebasis auf das Leitungsaufnahmeelement und den Schneidverbinder übertragen wird, so dass der Schneidverbinder bei einer Verlagerung des Deckelelements in die Schließstellung quer in Richtung des Leitungskanals verlagert wird und quer in den Leitungskanal eintritt, so dass eine Isolierhülle einer in dem Leitungskanal angeordneten Leitung durchschnitten und der Schneidverbinder in elektrisch leitenden Kontakt mit einem Leiter der Leitung gebracht werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform eines der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder des dritten Aspekts betrifft einen Kabelschnellverbinder, der ferner die Merkmale einer der in Bezug auf den zweiten Aspekt beschriebenen Ausführungsformen aufweist.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft einen der vorstehend beschriebenen Kabelschnellverbinder gemäß einem der drei beschriebenen Aspekte, wobei der Kabelschnellverbinder als PCB-Kabelschnellverbinder ausgebildet ist, wobei der Kabelschnellverbinder auf einer Seite Lötpins aufweist, die in Ausnehmungen eines PCB eingesteckt und dort verlötet werden können.
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Die Lötpins können einstückig mit den Schneidverbindern ausgebildet sein und z. B. durch einen Pinbereich der Schneidverbinder gebildet werden. Ein PCB-Kabelschnellverbinder kann auch als ”Fast-Connect-Schnittstelle” für ein PCB (Printed Circuit Board) bezeichnet werden.
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Die Begriffe Schließanlagefläche, Riegelanlagefläche, Führungsanlagefläche, Riegelfläche, Führungsfläche und Schließfläche werden vorliegend vor dem Hintergrund verwendet, dass sich tatsächlich bei der Berührung zweier Körper immer eine Kontaktfläche zwischen den Körpern ergeben wird, unabhängig von der Größe einer solchen Kontaktfläche. Die Begriffe sollen daher nicht in dem Sinn verstanden werden, dass mit den Begriffen eine bestimmte Flächenausdehnung einer oder beider Flächen der verwendeten Begriffspaare einhergeht.
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Bei einer Ausführungsform des Kabelschnellverbinders, bei dem das Deckelelement z. B. an der Gehäusebasis um eine Drehachse drehbar gelagert ist, bezeichnet der Begriff „vordere Richtung” eine Richtung, die senkrecht auf der Drehachse steht und von der Drehachse weg weist. Bei einer Ausführungsform des Kabelschnellverbinders, bei dem ein Fixierelement vorgesehen ist, kann die vordere Seite des Kabelschnellverbinders die Seite des Fixierelements sein und demnach die vordere Richtung die Richtung, eine Richtung, die von einer dem Fixierelement gegenüberliegenden Seite des Kabelschnellverbinders zur vorderen Seite des Kabelschnellverbinders weist. Allgemein bezeichnet der Begriff „vordere Richtung” eine Richtung, die auf die Seite weist, auf der ein Kabel in den Kabelschnellverbinder eingeführt wird. Der Begriff Längsrichtung des Kabelschnellverbinders bezeichnet eine Richtung parallel zu der beschriebenen vorderen Richtung.
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Für jede der hinsichtlich des dritten Aspekts beschriebenen Ausführungsformen gelten auch die vorstehend gemachten Ausführungen zu den Ausführungsformen des ersten oder zweiten Aspekts.
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Im Folgenden werden einzelne Ausführungsformen anhand der Figuren beispielhaft detailliert beschrieben. Dabei weisen die einzelnen beschriebenen Ausführungsformen zum Teil Merkmale auf, die nicht zwingend erforderlich sind, um den beanspruchten Gegenstand auszuführen, die aber in bestimmten Anwendungsfällen gewünschte Eigenschaften bereit stellen. So sollen auch Ausführungsformen als unter die in dieser Druckschrift beschriebenen technischen Lehre fallend offenbart angesehen werden, die nicht alle Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen aufweisen. Ferner werden um unnötige Wiederholungen zu vermeiden bestimmte Merkmale nur in Bezug auf einzelne Ausführungsformen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die einzelnen Ausführungsformen daher, nicht nur für sich genommen sondern auch in einer Zusammenschau betrachtet werden sollen. Anhand dieser Zusammenschau wird der Fachmann erkennen, dass einzelne Ausführungsformen auch durch Einbeziehung von einzelnen oder mehreren Merkmalen anderer Ausführungsformen modifiziert werden können. Es wird darauf hingewiesen, dass eine systematische Kombination der einzelnen Ausführungsformen mit einzelnen oder mehreren Merkmalen, die in Bezug auf andere Ausführungsformen beschrieben werden, wünschenswert und sinnvoll sein kann, und daher in Erwägung gezogen und auch als von der Beschreibung umfasst angesehen werden soll.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1a zeigt eine Ausführungsform eines Kabelschnellverbinders im zusammengebauten Zustand in einer isometrischen Ansicht.
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1b bis 1e zeigen verschiedene Komponenten und Baugruppen der in 1a gezeigten Ausführungsform eines Kabelschnellverbinders in isometrischen Ansichten.
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2a zeigt die in 1a gezeigte Ausführungsform eines Kabelschnellverbinders in einer geschnittenen Seitenansicht.
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2b zeigt einen Schneidverbinder einer Ausführungsform eines Kabelschnellverbinders in einer isometrischen Ansicht.
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3a zeigt eine Schnittdarstellung durch die in 1a gezeigte Ausführungsform eines Kabelschnellverbinders im Bereich eines Riegelelements.
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3b zeigt das in 3a gezeigte Riegelelement in einer isometrischen Ansicht.
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4a zeigt ein vorderes Ende eines Schließschiebers der in 1a gezeigten Ausführungsform eines Kabelschnellverbinders.
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4b zeigt einen vorderen Abschnitt einer Gehäusebasis der in 1a gezeigten Ausführungsform eines Kabelschnellverbinders.
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4c zeigt das in 4a gezeigte vordere Ende des Schließschiebers und den in 4b gezeigten vorderen Abschnitt der Gehäusebasis in einer Klemmstellung des Schließschiebers.
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5a zeigt zwei Leitungsaufnahmeelemente und zwei Haltevorrichtungen der in 1a gezeigten Ausführungsform eines Kabelschnellverbinders in einer geschnittenen, isometrischen Ansicht.
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5b zeigt die Leitungsaufnahmeelemente und die Haltevorrichtungen aus 5a in einer geschnittenen Seitenansicht.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
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1a zeigt einen Kabelschnellverbinder 1 im zusammengebauten Zustand. Der Kabelschnellverbinder 1 weist eine Gehäusebasis 10, ein Deckelelement 20, ein Riegelelement 30, und einen Schließschieber 80 auf. Die Gehäusebasis 10 wird mit Bezug auf 1c, das Deckelelement mit Bezug auf 1e, das Riegelelement mit Bezug auf 1b und 3b und der Schließschieber 80 in Bezug auf 1d näher beschrieben. In 1b ist das Innenleben des Kabelschnellverbinders 1 ohne Deckelelement 20, Gehäusebasis 10 und Schließschieber 80 dargestellt.
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1c zeigt die Gehäusebasis 10, die zwei Lagerzapfen 11 zur Lagerung des Deckelelements 20 aufweist. Ferner weist die Gehäusebasis 10 in der dargestellten Ausführungsform vier Lageröffnungen 12 zur Lagerung von zwei Leitungsaufnahmeelementen 60 auf, die in 1b, 2a und 5a und 5b gezeigt und näher beschrieben werden. Ferner ist in 1c ein Schließelement 13 dargestellt, das in der dargestellten Ausführungsform einstückig an der Gehäusebasis 10 angeformt ist und eine Schließanlagefläche 14 aufweist, die derart gestaltet ist, dass sie mit einer Schließfläche 83 des Schließschiebers 80 eine Steuerkurve bildet, die in Bezug auf 4a bis 4c näher beschrieben wird.
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4a zeigt ein vorderes Ende des Schließschiebers 80. Der Schließschieber 80 hat im Querschnitt eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt, und umgreift im auf das Deckelelement 20 und die Gehäusebasis 10 aufgesetzten Zustand das Deckelelement 20 und Teile der Gehäusebasis 10, wie in 1a gezeigt ist. An den beiden Enden der beiden Schenkel des U, ist jeweils ein in dieser Ausführungsform quadratisch ausgeführter Schließabschnitt 82 einstückig angeformt. Die Schließabschnitte 82 weisen jeweils eine Schließfläche 83 auf, die jeweils als Ecke des jeweiligen quadratisch ausgeformten Schließabschnitts 82 ausgebildet ist. Die Führungsfläche 81, die am Grund der umgekehrten U-Form des Schließabschnitts 82 angeordnet ist, korrespondiert mit einer Führungsanlagefläche 25 des Deckelelements 20, die in 1e gut ersichtlich ist. Der Schließschieber 80 kann im aufgesetzten Zustand mit der Führungsfläche 81 auf der Führungsanlagefläche 25 des Deckelelements 20 gleitend hin und hergeschoben werden. In einer Schließstellung des Deckelelements 20, die in 1a dargestellt ist, kann der Schließschieber 80 nach vorne geschoben werden. Dabei kommt die Schließfläche 83 des Schließabschnitts 82 entlang des Verlagerungsweges mit der Schließanlagefläche 14 des Schließelements 13 in Kontakt.
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Der vordere Abschnitt der Gehäusebasis 10 mit dem Schließelement 13 ist in 4b dargestellt. Hier ist ersichtlich, dass die Schließanlagefläche 14 als schräge Fläche am Schließelement 13 vorgesehen ist. In dieser Ausführungsform ist die Schließanlagefläche 14 als ebene Fläche ausgebildet, so dass durch Zusammenwirken der jeweiligen kantenartigen Schließfläche 83 mit der jeweils korrespondierenden Schließanlagefläche 14 eine Steuerkurve entlang einer Geraden geschaffen wird, die schräg zur Führungsfläche 80 verläuft.
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Wenn der Schließschieber 80, nachdem die Schließfläche 83 des Schließabschnitts 82 mit der Schließanlagefläche 14 des Schließelements 13 in Kontakt getreten ist, weiter in Richtung des vorderen Endes des Kabelschnellverbinders 1 geschoben wird, wird diese Steuerkurve abgefahren. Dabei wird über die Führungsfläche 81 des Schließschiebers eine in den Figuren nach unten gerichtete Kraft auf das Deckelelement ausgeübt, während von den Schließflächen 83 des Schließschiebers 80 eine in den Figuren nach oben gerichtete Kraft auf die Schließanlagefläche 14 der Gehäusebasis 10 ausgeübt. Durch die beiden entgegen gerichteten Kräfte wird das Deckelelement 20 im vorderen Bereich des Kabelschnellverbinders 1 auf die Gehäusebasis 10 gedrückt, da das Deckelelement 20 im hinteren Bereich mittels zweier Lagerzapfen 11, die an der Gehäusebasis 10 angeformt sind, und korrespondierenden Lageröffnungen 24, die an dem Deckelelement 20 ausgebildet sind, um eine Drehachse drehbar gelagert ist. Deckelelement 20, Gehäusebasis 10 und Schließschieber 80 bilden daher über die Lagerung des Deckelelements 20 an der Gehäusebasis 10 und die beschriebenen Funktionsflächen eine Art zwangsläufiges Keilschubgetriebe.
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4c zeigt das in 4a gezeigte vordere Ende des Schließschiebers und den in 4b gezeigten vorderen Abschnitt der Gehäusebasis in einer Klemmstellung des Schließschiebers, in welcher der Schließschieber in der am weitesten nach vorne geschobenen Position dargestellt wird.
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In dem Kabelschnellverbinder 1 ist im vorderen Bereich des Kabelschnellverbinders 1 ein Fixierelement 50 angeordnet, das in der dargestellten Ausführungsform aus zwei Hälften 51, 52 besteht. Das Fixierelement 50 ist in 1b dargestellt. Eine erste Hälfte 51 des Fixierelements 50 ist bei dieser Ausführungsform an dem Deckelelement 20 angeordnet, während eine zweite Hälfte 52 des Fixierelements 50 an der Gehäusebasis 10 angeordnet ist.
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Zwischen den beiden Hälften 51, 52 des Fixierelements 50 ist in der Schließstellung des Deckelelements 20 eine im Wesentlichen kreiszylindrische Kabelöffnung 53 ausgebildet, wie in 1a ersichtlich. Das gesamte Fixierelement 50 oder eine der beiden Hälften 51, 52 kann aus einem weichen, gummiartigen Material hergestellt sein. Fixierelementmaterialien können z. B. Materialien wie TPE (Thermoplastische Elastomere), HNBR (Hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautuschuk), und/oder Fluor-Kautschuk (FPM oder FKM) umfassen. Ein geeigneter Fluor-Kautschuk ist z. B. unter dem Markennamen Viton der Firma DuPont erhältlich. In einer Öffnungsstellung des Deckelelements 20 sind die beiden Hälften 51, 52 des Fixierelements 50 auseinander geschwenkt.
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In dieser Öffnungsstellung können Leitungen eines Kabels in Leitungskanäle 61 eines Leitungsaufnahmeelements 60 eingeführt werden, die in 1b dargestellt sind. Ein noch von einer Isolierhülle umgebener Abschnitt des Kabels kann zwischen den beiden Hälften 51, 52 des Fixierelements 50 eingelegt werden und anschließend kann das Deckelelement 20 geschlossen werden, so dass das Kabel zwischen den zwei Hälften 51, 52 des Fixierelements 50 eingeklemmt und so fixiert wird.
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Eine gute Fixierung kann dadurch bewirkt werden, dass der Schließschieber 80 weiter nach vorne verlagert wird, so dass der vordere Teil des Deckelelements 20 mit der darin angeordneten ersten Hälfte 51 des Fixierelements auf die zweite Hälfte 52 des Fixierelements 50 gedrückt wird. Dabei kann der Schließschieber 80 manuell betätigt werden, indem er zum Beispiel zwischen Daumen und Zeigefingers eines Benutzers nach vorne gedrückt wird. Dabei kann sich z. B. ein Finger am Schließschieber 80 und der Daumen am vorderen Bereich des Kabelschnellverbinders abstützen. Somit kann eine hohe Schließkraft auf die beiden Hälften 51, 52 des Fixierelements 50 aufgebracht werden, ohne dass das Deckelelement 20 von dem Benutzer nach unten gedrückt werden müsste. Hierdurch wird vermieden, dass ein Benutzer eine Druckkraft von oben auf den Kabelschnellverbinder 1 ausüben muss, um das Kabel fest im Fixierelement 50 zu fixieren. Eine solche nach unten gerichtete Kraft wäre insbesondere dann nachteilig, wenn der Kabelschnellverbinder als PCB-Kabelschnellverbinder ausgeführt ist und auf einem PCB befestigt ist.
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Ferner kann die vom Benutzer aufgebrachte Muskelkraft durch eine flache Steigung der Steuerkurve beim Schließen in eine größere Schließkraft umgewandelt werden, so dass eine besonders große Fixierkraft auf die beiden Hälften 51, 52 des Fixierelements 50 aufgebracht werden kann.
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Um das Kabel in der so eingeklemmten Position dauerhaft festzulegen, ist in der dargestellten Ausführungsform zusätzlich ein Riegelelement 30 vorgesehen, das in der Gehäusebasis 10 verlagerbar gelagert ist. Eine Verlagerung des Riegelelements 30 in der Gehäusebasis 10 ist dabei in dieser Ausführungsform als eine rein translatorische Bewegung ausgeführt. Dabei wird das Riegelelement 30 über ein Federelement 40, das in der dargestellten Ausführungsform als Schraubenfeder ausgeführt ist, in Richtung des vorderen Endes des Kabelschnellverbinders 1 gedrückt. Als vorderes Ende des Kabelschnellverbinders 1 wird die Seite des Kabelschnellverbinders 1 bezeichnet, an der das Fixierelement 50 mit der Kabelöffnung 53 angeordnet ist. Das Riegelelement 30 ist in den 3a und 3b vergrößert dargestellt. Dabei ist 3a eine Schnittdarstellung durch den Kabelschnellverbinder 1 im Bereich des Riegelelements 30. In der Figur ist ersichtlich, dass das Riegelelement 30 in der am weitesten nach vorne verlagerten Stellung des Riegelelements 30 dargestellt ist. Dabei ragt ein Verriegelungsabschnitt 31, der bei dieser Ausführungsform einstückig an dem Riegelelement 30 ausgebildet ist, in eine Riegelaufnahme 22. Die Riegelaufnahme 22 ist als rechteckige Ausnehmung im vorderen Bereich des Deckelelements 20 ausgebildet, wie insbesondere auch in 1a und 1e gezeigt ist. An dem Verriegelungsabschnitt 31 ist auf der in 3a unten dargestellten Seite des Verriegelungsabschnitts 31 eine Riegelfläche 32 vorgesehen, die in der dargestellten Ausführungsform als im wesentlichen ebene Fläche am Verriegelungsabschnitt 31 ausgebildet ist. Der Verriegelungsabschnitt 31 steht in einem spitzen Winkel schräg zur Verlagerungsrichtung des Riegelelements 30.
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Mit der Riegelfläche 32 korrespondiert eine Riegelanlagefläche 23, die an der Riegelaufnahme 22 vorgesehen ist. In der in 3a dargestellten Verriegelungsstellung des Riegelelements 30 liegen die Riegelfläche 32 und die Riegelanlagefläche 23 im Wesentlichen vollflächig aneinander an. Aus der Figur ist ersichtlich, dass bei einer etwas weiter zurückgezogenen Stellung des Riegelelements 30 das Deckelelement 20 etwas weiter in Richtung seiner Öffnungsstellung verlagert wäre, also in einer in 3a nach oben gerichteten Richtung, die einer Umfangsrichtung um die durch Lagerzapfen 11 und Lageröffnung 24 gebildeten Drehachse entspricht. Die Steigung der Riegelfläche 32 und der Riegelanlagefläche 23 ist dabei so gestaltet, dass aufgrund der flachen Steigung eine Selbsthemmung gewährleistet wird. Eine Selbsthemmung wird nicht nur in der dargestellten Stellung des Riegelelements 30 gewährleistet, sondern auch in etwas weiter zurückgezogenen Positionen des Riegelelements 30, in denen die Riegelfläche 32 und die Riegelanlagefläche 23 nur noch in Teilbereichen aneinander anliegen. Durch diese Gestaltung wird gewährleistet, dass das Riegelelement 30 das Deckelelement 20 in verschiedenen Stellungen verriegeln kann, in denen unterschiedliche Fixierkräfte durch die beiden Hälften 51, 52 des Fixierelements 50 bereit gestellt werden können.
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In 3b ist das Riegelelement 30 in einer isometrischen Ansicht dargestellt. Dabei ist ersichtlich, dass das Riegelelement 30 zwei Verriegelungsabschnitte 31 mit jeweils einer Riegelfläche 32 aufweist. Ferner ist an jedem Verriegelungsabschnitt 31 eine Öffnungsschräge 33 angeordnet. Diese Öffnungsschräge 33 weist eine Steigerung auf, die beim Verlagern des Deckelelements 20 in Richtung der Schließstellung dazu führt, dass das Deckelelement 20 das Riegelelement 30 entgegen der Federwirkung des Federelements 40 zurückdrückt, so dass das das Deckelelement 20 an dem Riegelelement 30 vorbei geschwenkt werden kann und das Riegelelement 30 schließlich in der Schließstellung des Deckelelements in seine Verriegelungsstellung zurückfedern kann, wobei es in die Riegelaufnahmen 22 des Deckelelements 20 eingreift.
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Zusätzlich zu der Öffnungsschrägen 33 ist bei der dargestellten Ausführungsform des Kabelschnellverbinders 1 auch am Deckelelement 20 eine Öffnungsanlageschräge 21 vorgesehen, welche im Wesentlichen dieselbe Funktion wie die Öffnungsschräge 33 hat. Denkbar ist ebenfalls, lediglich eine der beiden Schrägen vorzusehen.
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Selbsthemmung in dem Sinn bedeutet, dass die aus einer an der Riegelfläche anliegenden, in Öffnungsrichtung des Deckelelements auf das Deckelelement wirkenden Kraft resultierende Riegelrückstellkraft kleiner ist als die Summe der der Riegelrückstellkraft entgegenwirkenden Kräfte. Die Summe dieser der Riegelrückstellkraft entgegenwirkenden Kräfte kann insbesondere eine Reibungskraft zwischen Riegelfläche und Riegelanlagefläche, eine Reibungskraft zwischen Riegelelement und Gehäusebasis und eine Federkraft des Federelements umfassen. Denkbar ist ferner, dass eine Selbsthemmung in verschiedenen Positionen, in denen die Riegelfläche 32 und die Riegelanlagefläche 23 in Teilbereichen oder vollständig aneinander anliegen, allein aufgrund des Steigungswinkels zwischen der Riegelfläche 32 und der Riegelanlagefläche 23 und somit unabhängig von einer Reibungskraft zwischen Riegelelement und Gehäusebasis und eine Federkraft des Federelements bewirkt wird. Hierzu kann der Steigungswinkel so bemessen werden, dass er kleiner ist als der Arcustangens der Haftreibungszahl aufgrund der Materialpaarung zwischen der Riegelfläche 32 und der Riegelanlagefläche 23.
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Ferner kann die Steigung der Riegelfläche 32 und der Riegelanlagefläche 23 so gestaltet sein, dass die Federkraft, die durch das Federelement 40 bereitgestellt wird, ausreicht, dass bei nachlassender Spannung des Fixierelements (die in Öffnungsrichtung des Deckelelements wirkt) eine Haftreibung zwischen der Riegelfläche 32 und der Riegelanlagefläche 23 überwunden werden kann, so dass das Riegelelement weiter in Verriegelungsrichtung gedrückt wird und aufgrund der Keilwirkung eine hinreichend große Schließkraft am Deckelelement 20 bereit gestellt wird, so dass ein Kabel innerhalb des Fixierelements aufgrund der Federkraft hinreichend fest im Fixierelement 50 fixiert werden kann. Hinreichend fest fixiert bedeutet, dass durch die Schließ- bzw. Fixierkraft verhindert werden kann, dass Vibrationen, die auf ein Kabel zum Beispiel im Motorraum eines Automobils einwirken, auf die Leitungsenden der Leitungen des Kabels übertragen werden, die im Kabelschnellverbinder 1 konnektiert sind.
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So kann, in der dargestellten Ausführungsform, durch die besondere Gestaltung des Riegelelements 30 gewährleistet werden, dass erstens eine redundante Sicherung des Deckelelements 20 gegen ein unbeabsichtigtes Öffnen des Deckelelements zusätzlich zur Sicherung durch den Schließschieber 80 bereit gestellt wird, zweitens das Deckelelement 20 in verschiedenen Positionen seiner Schließstellung gegenüber der Gehäusebasis 10 fixiert werden kann, insbesondere in der durch den Schließschieber 80 am weitesten geschlossenen Schließstellung, und drittens dass durch die Gestaltung des Riegelelements 30 und einer Bemessung der Federkraft des Federelements 40 eine bestimmten minimalen Fixierkraft eines Kabels aufrecht erhalten werden kann.
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Im Folgenden wird eine weitere Gestaltung und Funktion des Kabelschnellverbinders 1 hinsichtlich der Konnektierung eines Kabels mit dem Kabelschnellverbinder beschrieben.
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5a zeigt zwei Leitungsaufnahmeelemente und zwei Haltevorrichtungen der in 1a gezeigten Ausführungsform eines Kabelschnellverbinders in einer geschnittenen, isometrischen Ansicht.
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5b zeigt die Leitungsaufnahmeelemente und die Haltevorrichtungen aus 5a in einer geschnittenen Seitenansicht.
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In den Figuren wird gezeigt, dass bei der dargestellten Ausführungsform des Kabelschnellverbinders 1 zwei Leitungsaufnahmeelemente 60 vorgesehen sind, die in Längsrichtung des Kabelschnellverbinders 12 hintereinander angeordnet sind. Dabei sind die Leitungsaufnahmeelemente 60 in einer Schließstellungen des Deckelelements 20 dargestellt, in der Schneidschenkel 72 von Schneidverbindern 70 in Schneidverbinderöffnungen 62, die an den Leitungsaufnahmeelementen 60 ausgebildet sind, hineinragen. Diese Stellung der Schneidverbinder 70 kann auch als Konnektorstellung der Schneidverbinder 70 bezeichnet werden.
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In der Konnektorstellung durchqueren die Schneidschenkel 72 der Schneidverbinder Leitungskanäle 61, die in den Leitungsaufnahmeelementen 60 ausgebildet sind. Die Leitungsaufnahmeelemente 60 sind in der dargestellten Ausführungsform über Lagerzapfen 63 in Lageröffnungen 12 der Gehäusebasis 10 verschwenkbar gelagert. In der Öffnungsstellung des Deckelelements 20 können die Leitungsaufnahmeelemente 60 daher aus der in den Figuren dargestellten Konnektorstellung nach oben in eine Leitungseinführstellung geschwenkt werden, so dass die Leitungskanäle 61 von den Schneidverbindern 70 freigegeben werden. In der nach oben geschwenkten Position können Leitungen eines Kabels, also Leiter, die jeweils von einer Isolierhülle umschlossen sein können, in die Leitungskanäle 61 eingeschoben werden. Hierzu ist die Öffnung der Leitungskanäle 61 jeweils trichterförmig ausgebildet, so dass das Einschieben der Leitungen einfacher erfolgen kann.
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Wenn die Leitungen in die Leitungskanäle 61 eingeschoben sind, kann das Deckelelement 20 in seinen Schließstellungen verschwenkt werden. Dabei drücken entsprechende Bereiche des Deckelelements auf korrespondierende Bereiche der Leitungsaufnahmeelemente 60, so dass die Leitungsaufnahmeelemente 60 verschwenkt werden. Dabei treten die Schneidschenkel 72 der Schneidverbinder 70 in die. Schneidverbinderöffnungen 62 der Leitungsaufnahmeelemente 60 ein, durchqueren den jeweiligen Leitungskanal 61 und können dabei die Isolierhülle der jeweiligen Leitung des Kabels durchschneiden und einen elektrisch leitenden Kontakt zwischen einem Schneidenbereich 74 des Schneidverbinders 70 und dem jeweiligen Leiter der Leitung herstellen.
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Ein Schneidverbinder 70 ist exemplarisch in 2b dargestellt. Der Schneidverbinder 70 weist an seinem mit dem Leitungsaufnahmeelement 60 korrespondierenden Ende zwei Schneidschenkel 72 auf. In der dargestellten Ausführungsform weist jeder der Schneidschenkel 72 einen Schneidenbereich 74 auf. Die Schneidschenkel 72 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander und enden Leitungsaufnahmeelement-seitig in einem Öffnungsbereich 73, der V-förmig ausgestaltet ist, so dass eine Leitung in den Öffnungsbereich 73 sicher aufgenommen wird, bevor ihre Isolierhülle von den Schneidenbereichen 74 durchschnitten und ihr Leiter konnektiert wird. Im weiteren Verlauf nach unten schließt sich unten an den V-förmigen Abschnitt des Schneidverbinders 70 ein stielartiger Abschnitt an, der in einem Pinbereich 71 endet. Der V-förmige Abschnitt zusammen mit dem stielartigen Abschnitt kann demnach als Y-förmige Form des Schneidverbinders 70 beschrieben werden.
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Die jeweiligen Pinbereiche 71 der Schneidverbinder 70 können auf der Unterseite des Kabelschnellverbinders 1 aus der Gehäusebasis 10 hervorstehen. Der Kabelschnellverbinder 1 kann mittels dieser Pins in entsprechende Ausnehmungen eines PCB eingesteckt werden und dort optional verlötet werden.
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In der dargestellten Ausführungsform des Kabelschnellverbinders 1 sind jeweils vier Schneidverbinder 70 in einer Haltevorrichtung 90 angeordnet und gehalten. Zwei der Haltevorrichtungen 90 sind zusammen mit den Schneidverbindern 70 von unten in eine Gehäusebasis 10 eingesetzt. Die dargestellten Haltevorrichtungen 90 weisen jeweils drei Trennwände 92 auf. Durch diese Gestaltung kann eine Leitungskammer 91, die hinter dem vorderen Leitungsaufnahmeelement 60 gebildet wird in vier voneinander abgetrennte Bereiche aufgeteilt werden. Durch diese Gestaltung ist es nicht erforderlich die Leitungen eines Kabels auf unterschiedliche Längen abzulängen, bevor die Leitungen in die jeweiligen Leitungskanäle 61 eingeschoben werden. Es ist daher ausreichend, lediglich einen Isolatormantel des Kabels, der die verschiedenen Leitungen gemeinsam umgibt zu entfernen und die Leitungen, die jeweils dieselbe Länge aufweisen, in die hierfür vorgesehenen Leitungskanäle 61 einzuschieben.
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Die vier Leitungen, die in die Leitungskanäle 61 des vorderen Leitungsaufnahmeelements 60 eingeschoben werden, können durch die Gestaltung der Haltevorrichtungen 90 über das vordere Leitungsaufnahmeelement 60 hinaus durch die Leitungskanäle 61, die als Durchgangslöcher ausgestaltet sind, durchgeschoben werden, so dass sie hinter dem Leitungsaufnahmeelement 60 in der Leitungskammer 91 aufgenommen werden. In der Leitungskammer 91 sind die vier Leitungsenden über die Trennwände voneinander getrennt, so dass ein Kontakt der Leitungsenden miteinander ausgeschlossen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kabelschnellverbinder
- 10
- Gehäusebasis
- 11
- Lagerzapfen zur Lagerung des Deckelelements 20
- 12
- Lageröffnung zur Lagerung des Leitungsaufnahmelements 60
- 13
- Schließelement
- 14
- Schließanlagefläche
- 20
- Deckelelement
- 21
- Öffnungsanlageschräge
- 22
- Riegelaufnahme
- 23
- Riegelanlagefläche
- 24
- Lageröffnung zur Lagerung an der Gehäusebasis 10
- 25
- Führungsanlagefläche
- 30
- Riegelelement
- 31
- Verriegelungsabschnitt
- 32
- Riegelfläche
- 33
- Öffnungsschräge
- 40
- Federelement
- 50
- Fixierelement
- 51
- erste Hälfte des Fixierelements
- 52
- zweite Hälfte des Fixierelements
- 53
- Kabelöffnung
- 60
- Leitungsaufnahmeelement
- 61
- Leitungskanal
- 62
- Schneidverbinderöffnung
- 63
- Lagerzapfen zur Lagerung an der Gehäusebasis 10
- 70
- Schneidverbinder
- 71
- Pinbereich
- 72
- Schneidschenkeln
- 73
- Öffnungsbereich
- 74
- Schneidenbereich
- 80
- Schließschieber
- 81
- Führungsfläche
- 82
- Schließabschnitt
- 83
- Schließfläche
- 90
- Haltevorrichtungen
- 91
- Leitungskammer
- 92
- Trennwände
