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Es wird ein Kabelschuh für ein Verbinden eines elektrischen Kabels mit einer Komponente eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Der Kabelschuh weist einen Grundkörper mit einem Anschlusskörper und einem Übergangsstück auf. Der Anschlusskörper ist für eine elektrische Verbindung mit dem Stromkabel ausgestaltet. Das Übergangsstück weist an einem Ende ein drehbares Fixierelement auf.
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Dazu ist aus der Druckschrift
DE 10 2006 017 436 A1 ein elektrischer Anschluss bekannt. Der elektrische Anschluss umfasst zum Verbinden eines Leiters mit einer Komponente einen Anschlusskörper, der für eine elektrische Verbindung mit dem Leiter konfiguriert ist. Der Anschlusskörper umfasst einen ersten Teil und wenigstens einen Vorsprung, der sich von dem ersten Teil erstreckt. Der Anschluss umfasst weiterhin ein Befestigungselement, das mit dem Anschlusskörper assoziiert ist, um den Anschlusskörper mit der Komponente zu verbinden. Der wenigstens eine Vorsprung kann mit der Komponente verbunden werden und ist konfiguriert, um nicht leitende Beschichtungen von der Komponente zu entfernen, wenn der Anschlusskörper mit der Komponente verbunden wird.
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Ein derartiger Vorsprung kann zwar Beschichtungen von der Komponente entfernen, wenn der Anschlusskörper mit der Komponente verbunden wird, jedoch ist dieser Vorsprung nicht in der Lage, ein Lösen des Befestigungselements sicher zu sperren, zumal der wenigstens eine Vorsprung nur einen Reibschluss beim Fixieren des Befestigungselements ermöglicht.
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Eine Aufgabe ist es, einen Kabelschuh für ein Verbinden eines elektrischen Kabels mit einer Komponente eines Kraftfahrzeugs zu verbessern und ein Lösen der Verbindung zuverlässiger zu sperren.
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Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Lösung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Ausführungsform eines Kabelschuhs für ein Verbinden eines elektrischen Kabels mit einer Komponente eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Der Kabelschuh weist einen Grundkörper mit einem Anschlusskörper und einem Übergangsstück auf. Der Anschlusskörper ist für eine elektrische Verbindung mit einem Kabel ausgestaltet. Das Übergangsstück weist an einem Ende ein drehbares Fixierelement auf. Das Fixierelement weist einen Sperrzahnkranz auf, der auf einem Außenmantel des Fixierelements angeordnet ist, wobei radial nach außen gerichtete Sperrzähne mit mindestes einer Sperrkante des Übergangsstückes zusammenwirken und ein Lösen des Fixierelements sperren.
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Der Kabelschuh hat den Vorteil, dass der radial nach außen wirkende Sperrzahnkranz ein Sperren des drehbar angeordneten Fixierelements beim Anbringen des Kabelschuhs an der Komponente des Fahrzeugs einen relativ geringen Drehmomentwiderstand entgegensetzt und durch das Zusammenwirken der Sperrkante des Übergangsstückes mit den Sperrzähnen des Sperrzahnkranzes eine Vielzahl von Sperrpositionen ermöglicht, die lediglich von der Anzahl der auf dem Außenmantel verteilten Sperrzähne des Sperrzahnkranzes abhängt.
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Darüber hinaus kann ein Freilauf des Sperrzahnkranzes vorgesehen werden, so dass erst bei den letzten Umdrehungen des drehbaren Fixierelements mit dem Kontaktieren des Übergangsstückes des Grundkörpers des Kabelschuhs mit der zu verbindenden Komponente des Fahrzeugs ein Einrasten der radial nach außen gerichteten Sperrzähne des Sperrzahnkranzes an der Sperrkante und damit ein Drehmomentwiderstand auftritt. Somit hat dieser Kabelschuh den Vorteil gegenüber herkömmlichen Kabelschuhen, die selbst hemmende Fixierelemente aufweisen, dass Fertigungszeiten in der Produktion aufgrund einer möglichen höheren Drehzahl der Schrauber eingespart werden können, zumal Rasterwiderstände des Sperrzahnkranzes erst bei den letzten Umdrehungen auftreten.
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Ferner ergibt sich eine Erhöhung der Prozesssicherheit beim Verschrauben beziehungsweise Verbinden des Kabelschuhs mit einer Komponente des Fahrzeugs. Ferner werden die Montagekosten und die Materialkosten günstiger, da auf zusätzliche Schmierung der fixen Fixiermittel an der Komponente des Fahrzeugs verzichtet werden kann. Eine derartige Schmierung und derartige Schmiermittel sind bei herkömmlichen selbst hemmenden Fixierelementen erforderlich, um den Drehmomentwiderstand der selbst hemmenden Fixiermittel beim Fixieren an der Komponente des Fahrzeugs zu vermindern.
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Außerdem kann auf ein Verstemmen und damit eine Beschädigung von drehbaren Fixiermitteln am Kabelschuh und von einem feststehenden Fixiermittel an der Komponente nach dem Fixieren verzichtet werden, so dass keine Beschädigung der Fixiermittel erforderlich ist. Beim Fixieren des Kabelschuhs ist im Prinzip keine Begrenzung der Drehzahl eines Schraubers erforderlich. Im Gegensatz dazu ist bei herkömmlichen selbsthemmenden Fixierelementen des Kabelschuhs die maximale Drehzahl der Verschraubung üblicherweise auf 300 U/min zu begrenzen, um eine erhöhte Wärmeentwicklung und erhöhte Beschädigungsgefahr der ineinander greifenden Fixierelemente von Kabelschuh und Komponente des Fahrzeugs zu vermeiden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das Fixierelement einen ringförmigen Kragen auf, der drehbar in Öffnungen von seitlichen Haltebügeln des Übergangsstückes hineinragt. Die Haltebügel bilden somit eine Lagerung für das drehbare Fixierelement, indem sie teilweise den ringförmigen Kragen umfassen.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Sperrzahnkranz radial auf dem ringförmigen Kragen angeordnet sein kann und mindestens eine Sperrkante an jedem Haltebügel angeordnet ist. Das hat den Vorteil, dass Kragen und Sperrzahnkranz von den Haltebügeln gelagert werden und die Haltebügel gleichzeitig ein Widerlager in Form von Sperrkanten für den Sperrzahnkranz aufweisen. Dazu sind die Kanten in Richtung auf die Oberseite des Übergangsstückes zu den Sperrkanten angeschrägt und weisen eine schräge Fläche auf, die zunehmend beim Anziehen des Fixierelementes einen Rasterwiderstand auf den Sperrzahnkranz ausüben. Aufgrund der gleichschenkligen Sperrzähne des Sperrzahnkranzes ist die Sperrwirkung der Sperrzähne in beiden Drehrichtungen gleich, sodass bei gleichem Kraft- bzw. Drehmomentaufwand wie beim Festziehen ein Lösen der Fixierung des Kabelschuhes möglich ist. Dazu sind die vier Kanten der zwei Haltebügel, die mit dem Sperrzahnkranz in Eingriff gebracht werden können, mit einander entgegengesetzt wirkenden Schrägen ausgestattet.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Übergangsstück eine Abwinklung aufweisen kann, die einen rechten Winkel zum Anschlusskörper bilden kann, so dass der Anschlusskörper rechtwinklig zu dem Fixierelement angeordnet ist. Damit wird erreicht, dass die Achse des Fixierelements parallel zur Kabelachse des in dem Anschlusskörper fixierten Kabelendes ausgerichtet ist. Damit wird der Zugriff auf das Fixierelement durch entsprechende Elektroschrauber erleichtert und gleichzeitig die Kabelschuhgröße vermindert, da gegenüber eines gradlinigen Grundkörpers, der keine Abwicklung aufweist, ein entsprechender Abstand für beispielsweise Verschraubungsnüsse der Schrauber zwischen dem Fixierelement und dem Kabelende beziehungsweise dem Anschlusskörper vorgesehen werden muss. Durch die Abwinklung kann dieser Abstand verringert werden, da das Ende des Kabels ein Schrauberwerkzeug nicht mehr behindert. Durch die vorgesehene Abwinklung kann außerdem der Kabelschuh an die Außenkontur der zu verbindenden Komponente angepasst sein.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Fixierelement eine Mehrkantmutter oder eine Mehrkantschraube aufweist. Die Entscheidung zwischen Mutter oder Schraube hängt einzig und allein davon ab, welches feststehende Fixierelement an der Komponente zum Verbinden des Kabelschuhs mit der Komponente vorgesehen ist.
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Weist das feststehende Fixierelement an der Komponente ein Innengewinde auf, so kann eine Mehrkantschraube als drehbares Fixierelement an dem Kabelschuh vorgesehen sein. Weist das feststehende Fixierelement an der Komponente einen Gewindebolzen auf, so ist es von Vorteil, wenn das drehbare Fixierelement am Kabelschuh eine Mehrkantmutter ist. In beiden Fällen ist es vorgesehen, dass das Fixierelement des Kabelschuhs über die Haltebügel des Übergangsstückes herausragt, um das Ansetzen eines Schraubendrehers zu erleichtern und gleichzeitig die radiale Erstreckung des Sperrzahnkranzes und damit die Breite des Grundkörpers des Kabelschuhs zu vermindern.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Anschlusskörper Laschen aufweist, die einen Presssitz auf Drahtenden des Kabels aufweisen, und weitere Laschen besitzt, die einen Presssitz auf einem Kabelmantel des Kabels aufweisen können. Dabei sind die Laschen, der Anschlusskörper, das Übergangsstück und die Haltebügel des Übergangsstücks derart konstruiert, dass der Grundkörper des Kabelschuhs aus einem Blech mit einem einzigen Werkzeug gestanzt und formgepresst werden kann.
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Der Kabelschuh kann zum Verbinden eines Stromkabels mit einem elektrischen Verbraucher, einem Generator, einem Energiespeicher oder einem Anlasser eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden.
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Ferner ist es auch möglich, den Kabelschuh bei entsprechender Minimierung seiner Abmessungen für Signalleitungen zwischen entsprechenden Steuervorrichtungen des Fahrzeugs einzusetzen.
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Ausführungsformen werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Kabelschuh einer ersten Ausführungsform;
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2 zeigt die Draufsicht auf den Kabelschuh gemäß 1 vor dem Montieren eines Kabelendes an den Anschlusskörper des Grundkörpers des Kabelschuhs;
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3 zeigt eine schematische erste Seitenansicht des Kabelschuhs gemäß 2;
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4 zeigt eine zur ersten Seitenansicht rechtwinklige zweite Seitenansicht des Kabelschuhs gemäß 2;
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5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Kabelschuhs gemäß 2;
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6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Kabelschuhs gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Kabelschuhs gemäß 1.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Kabelschuh 1 einer ersten Ausführungsform. Der Kabelschuh 1 weist einen Grundkörper 30 aus einem gestanzten, formgepressten Blechstreifen auf. Der Grundkörper 30 umfasst einen Anschlusskörper 3, der ein Kabelende 28 mit Drahtenden 19 und einem Ende eines Kabelmantels 21 zusammenpresst, und weist ein an den Anschlusskörper 3 sich anschließendes Übergangsstück 4 auf. Dieses Übergangsstück 4 ist gegenüber dem Anschlusskörper 3 abgewinkelt durch eine Abwinklung 16. Auf dem Schenkel der Abwinklung 16 ist an einem Ende 15 des Übergangsstücks 4 ein Fixierelement 5 drehbar angeordnet. Das Fixierelement 5 weist in dieser ersten Ausführungsform eine Sechskantmutter 17 auf mit einer Gewindebohrung 6. Durch die Abwinklung 16 verläuft eine Achse 22 der Gewindebohrung 6 parallel zu einer Achse 23 des Kabelendes 28.
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Die Drahtenden 19 des Kabelendes 28 werden gegen ein Widerlager 27 durch Laschen 18 des Anschlusskörpers 3 gepresst. Weitere Laschen 20 fixieren den Kabelmantel 21 des Kabels im Bereich des Kabelendes 28 an dem Anschlusskörper 3. Die als Fixierelement 5 eingesetzte Sechskantmutter 17 weist einen Kragen 10 auf, der von einem Sperrzahnkranz 7 radial außen auf einem Außenmantel 8 des Kragens 10 umgeben ist. Der Kragen 10 mit dem radial außen angeordneten Sperrzahnkranz 7 ist an der Sechskantmutter 17 fixiert und dreht sich mit dieser, wenn die Sechskantmutter 17 auf ein entsprechend feststehendes Fixierelement einer Komponente des Fahrzeugs aufgeschraubt ist.
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Dazu ist die Sechskantmutter 17 mit ihrem Kragen 10 und dem Sperrzahnkranz 7 auf dem Ende 15 des Übergangsstückes 4 drehbar gelagert, wobei Seitenbereiche des Übergangsstückes 4 zu Haltebügeln 13 und 14 abgekantet sind und Öffnungen 11 und 12 aufweisen, in denen der Kragen 10 mit dem Sperrzahnkranz 7 drehbar gelagert ist. An jedem der beiden Haltebügel 13 und 14 ist mindestens eine Sperrkante 9 angeordnet, welche ohne großen Drehmomentwiderstand ein Verdrehen der Sechskantmutter 17 in Fixierrichtung A ermöglicht und ein Verdrehen in Drehrichtung B zum Lösen einer Verbindung zwischen dem Kabelschuh 1 und einer Komponente sperrt.
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Die Öffnungen 11 und 12 weisen eine größere Weite auf als die Dicke des Kragens 10 mit dem Sperrzahnkranz 7, so dass es möglich ist, ohne einen Rasterwiderstand die Sechskantmutter 17 in Drehrichtung A auf ein feststehendes Fixierelement beziehungsweise einen Zylinderbolzen der Komponente eines Fahrzeugs über die sonst übliche maximale Drehzahl von 300 U/min hinaus anzuschrauben. Erst, wenn das drehbare Fixierelement 5 mit seinem Sperrzahnkranz die Sperrkanten 9 der Haltebügel 13 und 14 erreicht, ist mit letzten Drehungen ein Rasterwiderstand der Sperrzähne 26 des Sperrzahnkranzes 7 zu überwinden.
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2 zeigt die Draufsicht auf den Kabelschuh 1 gemäß 1 vor dem Montieren eines Kabelendes an den Anschlusskörper 3 des Grundkörpers 30 des Kabelschuhs 1. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 1 werden in den nachfolgenden Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
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Dazu sind die Laschen 20 für einen Mantel eines Kabelendes des Kabels voneinander gespreizt und stehen bereit, auf ein Kabelende zu gebogen zu werden. Entsprechend stehen auch Laschen 18 für Drahtenden des Kabels gespreizt voneinander bereit, wobei der Spreizungsabstand der Laschen 18 für die Drahtenden geringer ist als der Spreizungsabstand der Laschen 20 für den Kabelmantel. Ferner weist der Anschlusskörper 3 ein Widerlager 27 oberhalb der Laschen 18 und 20 und unterhalb der Abwinklung 16 des Übergangsstückes 4 auf. Beim Umbiegen der gespreizten Laschen 18 werden die Drahtenden gegen das Widerlager 27 gepresst und verformt. Das Widerlager kann auch als Hülse ausgebildet sein, in der die Drahtenden zusammenpressbar sind.
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3 zeigt eine schematische erste Seitenansicht des Kabelschuhs 1 gemäß 2. Die Ansicht gemäß 3 zeigt zunächst im unteren Bereich den Anschlusskörper 3 mit den Laschen 18 für die Drahtenden und den Laschen 20 für das Ende des Kabelmantels. Außerdem zeigt die 3 das Widerlager 27 des Anschlusskörpers 3, das in seiner Form zur Aufnahme von Drahtenden modifiziert ist. Daran schließt sich das Übergangsstück 4 mit der Abwinklung 16 an, so dass nun das Übergangsstück 4 einen horizontalen Schenkel 29 aufweist, dessen Seitenkanten zu Haltebügeln 13 und 14 abgekantet sind und Öffnungen 11 und 12 bilden, in denen der Kragen mit den außen angeordneten Sperrzähnen 26 des Sperrzahnkranzes 7 drehbar gelagert ist.
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Die Haltebügel 13 und 14 weisen Sperrkanten auf, die lediglich eine Höhe h' besitzen, welche der Dicke d des Kragens und des Sperrzahnkranzes 7 entspricht und abgeschrägt sind. Darüber weisen die Öffnungen 11 und 12 eine zusätzliche Höhendifferenz Δh auf, die es ermöglicht, dass dort die Sechskantmutter 17 mit dem Kragen und dem radial äußeren Sperrzahnkranz 7 ungehindert über den Sperrkanten 9 in beide Drehrichtungen A und B mit Drehzahlen über 300 U/min gedreht werden kann.
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4 zeigt eine zur ersten Seitenansicht rechtwinklig angeordnete zweite Seitenansicht des Kabelschuhs 1 gemäß 2. Außerdem ist ein Teilbereich einer Komponente 25 eines Kraftfahrzeugs zu sehen mit einem feststehenden Fixierelement 31, das einen Gewindebolzen 34 aufweist, der von einer Beilagscheibe 33 umgeben ist. Dieser Gewindebolzen 34 kann beim Aufsetzen des Kabelschuhs 1 mit der Sechskantmutter 17 in Eingriff gebracht werden, wobei die Sechskantmutter 17 in dem Haltebügel 13 mit dem Sperrzahnkranz 7 angehoben wird, so dass der Sperrzahnkranz 7 nicht mit den Sperrkanten des Haltebügels 13 in Eingriff steht und die Sechskantmutter 17 ungehindert auf das feststehende Fixierelement 31 der Komponente 25 des Kraftfahrzeugs, das als Gewindebolzen 34 geformt ist, aufgeschraubt werden kann.
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5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Kabelschuhs 1 gemäß 2 vor dem Anklemmen eines Kabelendes mit Drahtenden an den Anschlusskörper 3 mit seinem Widerlager 27. Außerdem wird deutlich, dass der Grundkörper 30 aus einem Blechstreifen mit Hilfe eines einzigen Stanz- und Pressformschrittes herstellbar ist. Außerdem gewährt 5 einen Blick auf die abgeschrägten Sperrkanten 9 des Haltebügels 13, deren Schrägen so ausgerichtet sind, dass sowohl beim Festziehen als auch beim Lösen der Eingriff des Sperrzahnkranzes 7 an den Sperrkanten 9 zu überwinden ist. Da die Sperrzähne 26 des Sperrzahnkranzes gleichschenklig sind, und die Schrägen der Sperrkanten eines Haltebügels 13 zwar gegenläufig, aber gleichwinklig ausgebildet sind, müssen vorteilhafterweise zum Festziehen und zum Lösen des Fixierelements nahezu gleichgroße Rasterwiderstände überwunden werden.
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6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Kabelschuhs 32 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in 5 gezeigten ersten Ausführungsform dadurch, dass anstelle einer Sechskantmutter nun eine Sechskantschraube 24 von den Haltebügeln 13 und 14 des Übergangsstückes 4 gehalten und drehbar gelagert ist, wobei ein Schraubenkopf 35 im Übergangsbereich zum Gewindebolzen 34 den Kragen 10 mit dem radial äußeren Sperrzahnkranz 7 aufweist, der von Sperrkanten 9 an den Haltebügeln 13 und 14 in den Öffnungen 11 und 12, wie in 3 dargestellt, gehalten, gelagert und gegen Lösen der Sechskantschraube 24 gesperrt wird.
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7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Kabelschuhs 1 gemäß 1 mit einem elektrischen Kabel 2, dessen Mantel von Laschen 20 des Anschlusskörpers 3 gehalten wird und dessen Drahtenden 19 von den Laschen 18 des Anschlusskörpers 3 gepresst und verformt werden. Dabei werden die Drahtenden 19 gegen das Widerlager 27 gepresst und verformt, so dass nach dem Anpressen der Laschen 18 auf die Drahtenden 19 ein intensiver elektrischer Kontakt zwischen den Drahtenden 19 und dem Grundkörper 30 des Kabelschuhs 1 gesichert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kabelschuh
- 2
- Kabel
- 3
- Anschlusskörper
- 4
- Übergangsstück
- 5
- Fixierelement
- 6
- Gewindebohrung
- 7
- Sperrzahnkranz
- 8
- Außenmantel
- 9
- Sperrkante
- 10
- Kragen
- 11
- Öffnung
- 12
- Öffnung
- 13
- Haltebügel
- 14
- Haltebügel
- 15
- Ende des Übergangsstückes
- 16
- Abwinklung
- 17
- Mehrkant- bzw. Sechskantmutter
- 18
- Lasche
- 19
- Drahtende
- 20
- Lasche
- 21
- Kabelmantel
- 22
- Achse des Gewindes
- 23
- Achse des Kabels
- 24
- Mehrkant- bzw. Sechskantschraube
- 25
- Komponente
- 26
- Sperrzahn
- 27
- Widerlager
- 28
- Kabelende
- 29
- horizontaler Schenkel
- 30
- Grundkörper
- 31
- feststehendes Fixierelement
- 32
- Kabelschuh
- 33
- Beilagscheibe
- 34
- Gewindebolzen
- 35
- Schraubenkopf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006017436 A1 [0002]
