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Technisches Gebiet
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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet Steckverbindungen für Kabel und insbesondere Zugentlastungen für Steckverbindungen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Steckverbindungsvorrichtung mit Zugentlastung und Schirmauflage.
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Vorbekannter Stand der Technik
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Bei Kabelsteckern sind Zugentlastungen sehr verbreitet. Mithilfe einer Zugentlastung wird die Verbindung zwischen einer elektrischen Leitung und einem Endstück gegen mechanische Beanspruchung geschützt. Meist werden dazu die elektrischen Leitungen eingeklemmt oder mittels eines Schraubverschlusses befestigt. Durch eine Zugentlastung wird die Steckverbindung robuster und die Lebenszeit des Kabels verlängert sich. Zusätzlich zur mechanischen Befestigung des Kabels ist es üblich, eine Schirmauflage bereit zu stellen. Durch eine Schirmauflage wird die Schirmung eines abgeschirmten Kabels kontaktiert, die für bessere Eigenschaften bezüglich elektromagnetischer Verträglichkeit sorgt.
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Im Stand der Technik sind kombinierte Schirmauflagen und Zugentlastungen bekannt. Dadurch können am Stecker beide Funktionen, nämlich die Aufrechterhaltung der Schirmwirkung und die Zugentlastung realisiert werden. Dabei treten jedoch, abhängig von der jeweiligen Gestaltung, häufig Probleme bezüglich der Abschirmwirkung auf. Außerdem geht durch die Fixierung durch eine Zugentlastung häufig Flexibilität verloren, so dass für jede Stecksituation eine spezielle Anordnung der Zugentlastung und der Abschirmung nötig ist. Dies führt wiederum zu einer unüberschaubaren Menge an verschiedenen Ausgestaltungen und es ist mühsam, die richtige Anordnung für die jeweilige Situation zu finden.
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Die vielen verschiedenen Ausführungen der Stecker führen zudem zu hohen Lagerkosten, da für jede Stecksituation die passende Ausgestaltung der Zugentlastung und der Schirmauflage auf Lager sein sollte. Für die Wahl einer Ausgestaltung müssen zum Beispiel die Parameter Anzahl der Kabel, Durchmesser der Kabel, Ausrichtung der Kabel und des Steckers, vorhandener Montageplatz usw. berücksichtigt werden.
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Aus der
DE 102 29 700 C1 ist ein Winkel-Rundsteckverbinder bekannt. Der Winkel-Rundsteckverbinder weist ein Abschirm- und Zugentlastungsteil auf, das mittels Verbindungsmittel an dem Steckerkörper angebracht werden kann und eine ausreichende Schirmwirkung erzielt. Das Abschirm- und Zugentlastungsteil erlaubt eine abgewinkelte Zuführung des Kabels an den Steckerkörper unter einem festen Winkel.
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Die
DE 43 19 083 A1 beschreibt eine Zugentlastung für eine Steckverbindung. Die Zugentlastung umfasst eine Klemme, die auf dem Kabel angeordnet ist. Über das Kabel und die Kemme wird eine Hülse der Steckverbindung geschoben, die auf die Klemme drückt. Mittels eines Federmechanismus der Klemme wird die Klemme durch die Hülse auf das Kabel gedrückt. Die Federkraft der Klemme bestimmt die Klemmkraft der Zugentlastung. Dadurch wird eine feste und zuverlässige Zugentlastung bereit gestellt, die an die Geometrie der Steckverbindung angepasst ist.
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Die CA 968865 zeigt eine Zugentlastung für eine Kabeldurchführung. Eine Leitungsführung umfasst eine Hülse, die an einem Anschlussstück angeordnet ist. Die Hülse erlaubt eine relative Drehung. Die Zugentlastung umfasst weiterhin einen vom Anschlussstück abstehenden Arm. An dem Arm werden die Leitungen durch Kabelbinder gehalten. Durch eine Rotation der Hülse kann die Hülse an den zu führenden Kabeln ausgerichtet werden. Durch die vorgegebene Geometrie und Abwinkelung des Armes wird ein Kabel somit in einem vorher definierten Winkel zur Kabeldurchführung gehalten.
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Die
US 6 419 519 B1 zeigt eine Steckverbindungsvorrichtung, die einen Klemmkörper und ein oder mehrere Zugentlastungsarme aufweist, die drehbar mit dem Klemmkörper verbunden sind.
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Die
US 2010/0 124 837 A1 beschreibt eine Verbindungsvorrichtung für ein Kabel. Die Kupplung umfasst ein mit einem ersten Paar von Armen versehenes erstes Teil zum Verbinden mit bspw. einem Steckerbuchsengehäuse und ein zweites Teil, das ein zweites Paar von Armen aufweist. Über die Arme sind die beiden Teile gegeneinander verschwenkbar.
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Die
US 2009/0 111 319 A1 beschreibt ein Endgehäusebauteil, das ein Gehäuse zum Verbinden mit bspw. einem Steckerbuchsengehäuse. Eine einstellbare Zugentlastung ist mit dem Kabel und dem Gehäuse koppelbar. Die einstellbare Zugentlastung umfasst mindestens ein Einstellelement, das zwischen verschiedenen Kabelpositionen in Bezug auf die zentrale Längsachse des Gehäuses schwenkbar ist.
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Die
DE 33 18 248 A1 betrifft eine mehrpolige elektrische Steckerbuchse, die hauptsächlich einen Steckerteil mit Kontakt-Stiften oder -Buchsen und ein Endgehäuse aufweist. Je nach Einbaufall hat das Endgehäuse eine gerade oder abgewinkelte Form und weist eine zur Zugentlastungdienende Klemmeinrichtung auf.
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Nachteile des Standes der Technik
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Bei den bekannten Systemen sind die Kabelführungen und die Zugentlastungen an eine bestimmte Montagesituation angepasst. Das heißt, dass eine gute Zugentlastung nur für eine definierte Anordnung bereit steht. Dabei werden jedoch für verschiedene Situationen verschiedene Zugentlastungsanordnungen benötigt. Die zu verwendende Zugentlastung und Abschirmung ist dann abhängig von dem Kabeldurchmesser, oder dem Durchmesser des Kabelbündels, von dem Führungsverlauf (gerade oder abgewinkelt) und anderen Parametern.
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Deshalb ist eine große Bandbreite von unterschiedlichen Ausführungen der Steckverbindungen von Nöten, um jeden möglichen Kabelverlauf und jeden Durchmesser montieren zu können. Dies führt zu einer umfangreichen Lagerung der unterschiedlichen Ausführungen, was wiederum zu hohen Kosten führt.
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Problemstellung
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steckverbindungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine Zugentlastung und eine Abschirmung des zu verbindenden Kabels bereit stellt, und gleichzeitig ausreichend flexibel ist, um verschiedenen Montagesituationen gerecht zu werden. Zudem soll die Steckverbindungsvorrichtung kostengünstig herstellbar sein, um nicht nur durch die Flexibilität im Einsatzbereich, sondern auch schon bei der Herstellung Kosten zu sparen.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Diese Aufgabe wird durch eine Steckverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 12, ein konfektioniertes Kabel nach Anspruch 14, sowie eine Steckverbindung nach Anspruch 15 gelöst. Weitere Ausführungsformen, Modifikationen und Verbesserungen ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung und gemäß den beigefügten Ansprüchen.
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Gemäß einer Ausführungsform wird eine Steckverbindungsvorrichtung für mindestens ein Kabel zum Verbinden mit einer Kupplung oder einer Steckerbuchse bereitgestellt. Die Steckverbindungsvorrichtung beinhaltet ein Endgehäuse mit einem rückseitigen Ende und einem vorderen Ende zum Verbinden mit einem Kupplungsgehäuse oder einem Steckerbuchsengehäuse. Die Steckverbindungsvorrichtung beinhaltet außerdem einen Kabelkäfig, der am Endgehäuse um eine vorgegebene Achse schwenkbar befestigt ist und dem rückseitigen Ende des Endgehäuses übersteht, wobei der Kabelkäfig als Zugentlastung für das Kabel dient. Das Endgehäuse weist zwei sich in Längsrichtung des Endgehäuses erstreckende ebene Auflageflächen auf, die auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Endgehäuses angeordnet sind und parallel zueinander verlaufen. Der Kabelkäfig weist zwei Stege auf, wobei jeweils ein Steg auf einer der beiden Auflageflächen aufliegt. Wenigstens eine der beiden Auflageflächen ist in Form einer sich in Längsrichtung des Endgehäuses erstreckenden Vertiefung an der Außenseite des Endgehäuses ausgebildet, wobei die Vertiefung einen geraden ersten Abschnitt und einen sich zum rückseitigen Ende des Endgehäuses aufweitenden zweiten Abschnitt umfasst.
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Mit dem oben geschilderten Ansatz werden zahlreiche Vorteile auf einfache Weise erzielt. Zum einen wird durch den verschwenkbaren Käfig und die entsprechende Ausgestaltung des Endgehäuses Lagerkosten gespart. Dies wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht, bei der mit nur einem Endgehäuse und nur einem Käfig unterschiedliche gerade und abgewinkelte Positionen des Käfigs, und damit der Kabelführung, relativ zum Endgehäuse realisierbar sind. Außerdem ist die Fertigung der Teile einfach und damit kostengünstig. Der Kabelkäfig kann zum Beispiel aus einem einfachen Blechbiegeteil mit Aussparungen gefertigt werden, was die Herstellungskosten reduziert. Auch ist es bei der Ausgestaltung von Ausführungsformen der Erfindung möglich, auf bereits existierende und häufig verwendete Teile einer Steckverbindungsvorrichtung zurückzugreifen, so dass diese bereits vorhandenen Teile nur erfindungsgemäß modifiziert werden müssen, anstatt aufwändig neue Herstellungsanlagen bereit stellen zu müssen.
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Zudem kann der Kabelkäfig sowohl als Zugentlastung als auch als Schirmauflage in mindestens zwei Positionen verwendet werden. Der Kabelkäfig erlaubt, mehrere (zum Beispiel auch mehradrige und/oder abgeschirmte) Leitungen und Kabel unterschiedlichen Durchmessers aufzunehmen. Durch die Steckverbindungsvorrichtung gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen können leicht Schutzvorschriften eingehalten werden, wie später näher ausgeführt werden wird. Insgesamt kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Steckverbindungsvorrichtung eine sehr flexible und gleichzeitig multifunktionelle Steckverbindung hergestellt werden.
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In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der Kabelkäfig lösbar befestigbar am Endgehäuse befestigt. Dies hat den Vorteil, dass die Montage sehr einfach zu realisieren ist und die gewünschte Einstellung des Winkels zwischen Endgehäuse und Kabelkäfig problemlos bei der Montage vorgenommen werden kann. Gleichzeitig wird eine feste Verbindung zwischen Kabelkäfig und Endgehäuse zur Verfügung gestellt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Kabelkäfig von einer vordefinierten ersten Position durch zumindest eine Schwenkbewegung in eine vordefinierte zweite Position gebracht werden, in welcher der Kabelkäfig gegenüber dem Endgehäuse abgewinkelt ist. Dies erlaubt eine besonders einfache Änderung des Winkels zwischen Endgehäuse und Kabelkäfig. Dadurch ist es möglich, diese Änderung des Winkels wiederholt viele Male auf robuste Weise durchzuführen, ohne dass zum Beispiel Materialschwächen die Anzahl der Winkeländerungen beschränken.
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Die Erfindung umfasst auch eine Ausführungsform, in der der Kabelkäfig sowohl in der ersten als auch in der zweiten Position am Endgehäuse mittels Befestigungsmittel lösbar arretierbar ist, wobei die Befestigungsmittel insbesondere Schraubverbindungen sind. Auch dadurch wird die oben ausgeführte Wiederholbarkeit der Winkeländerung unterstützt. Die Steckverbindungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann somit wiederholt und in unterschiedlichen Montagesituationen eingesetzt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Kabelkäfig in der zweiten Position im Wesentlichen um 45° in Bezug auf die Längsrichtung des Endgehäuses abgewinkelt. Dies erlaubt eine hinreichend große Ablenkung bei der Kabelführung und gleichzeitig eine robuste und stabile Anordnung.
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In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Endgehäuse zwei sich in Längsrichtung des Endgehäuses erstreckende ebene Auflageflächen auf, die auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Endgehäuses angeordnet sind und parallel zueinander verlaufen. Außerdem weist der Kabelkäfig zwei Stege auf, wobei jeweils ein Steg auf einer der beiden Auflageflächen aufliegt. Diese mit ebenen Auflageflächen des Endgehäuses und entsprechenden Stegen des Kabelkäfigs ausgestaltete Steckverbindungsvorrichtung unterstützt eine sichere Führung und Befestigung des Kabelkäfigs am Endgehäuse in den mindestens zwei Positionen des Kabelkäfigs relativ zum Endgehäuse. Sowohl die ebenen Auflageflächen an dem Endgehäuse als auch die Stege sind einfach und damit kostengünstig (z.B. durch Fräsen) herzustellen.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das Endgehäuse zwei sich in Längsrichtung des Endgehäuses erstreckende ebene Auflageflächen auf, die auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Endgehäuses angeordnet sind und parallel zueinander verlaufen, wobei wenigstens eine der beiden Auflageflächen in Form einer sich in Längsrichtung des Endgehäuses erstreckenden Vertiefung an der Außenseite des Endgehäuses ausgebildet ist. Dabei umfasst die Vertiefung einen geraden ersten Abschnitt und einen sich zum rückseitigen Ende des Endgehäuses aufweitenden zweiten Abschnitt. Eine derartige Ausgestaltung der Auflageflächen stellt quasi zwei Auflageflächen für zwei Positionen des Kabelkäfigs bereit, nämlich eine Auflagefläche für eine erste Position des Kabelkäfigs und eine Auflagefläche für eine zweite Position des Kabelkäfigs. So kann durch eine einfache und schnelle Bearbeitung des Endgehäuses eine zusätzliche Funktion bereitgestellt werden, die ohne oder nur mit geringen zusätzlichen Kosten verbunden ist.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Endgehäuse zwei sich in Längsrichtung des Endgehäuses erstreckende ebene Auflageflächen auf, die auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Endgehäuses angeordnet sind und parallel zueinander verlaufen, wobei wenigstens eine der beiden Auflageflächen in Form einer sich in Längsrichtung des Endgehäuses erstreckenden Vertiefung an der Außenseite des Endgehäuses ausgebildet ist. Die Auflageflächen können dabei als Vertiefungen im Endgehäuse ausgebildet sein, die gefräste Kanten umfassen, welche als Führungen für die Stege des Kabelkäfigs zum Definieren der ersten und zweiten Position dienen. Die Führungen erlauben eine schnelle und sichere Montage, da der Steg des Kabelkäfigs entlang der Führungen auf den Auflageflächen geschoben und geführt werden kann. Zudem helfen die Kanten der Vertiefungen dabei, den Kabelkäfig in montiertem Zustand sicher in einer Position zu halten.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind in den Auflageflächen koaxial zueinander verlaufende Gewindebohrungen eingebracht, in welche Schrauben eingreifen, mit denen der Kabelkäfig am Endgehäuse befestigt werden kann. Dadurch wird eine einfache, kostengünstige und stabile Verbindung des Kabelkäfigs mit dem Endgehäuse zur Verfügung gestellt.
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Die Erfindung umfasst auch eine Ausführungsform, bei der die Stege des Kabelkäfigs Längsschlitze aufweisen, durch welche Schrauben hindurchgreifen. Die Längsschlitze ermöglichen ein Verschieben des Kabelkäfigs entlang der Auflageflächen des Endgehäuses. Dadurch wird auf einfache Weise der multifunktionale Charakter der Steckverbindungsvorrichtung realisiert. Die Längsschlitze erlauben durch ihre Struktur sowohl die Verschiebung des Kabelkäfigs in die erste und in die zweite Position, als auch die Fixierung des Kabelkäfigs am Endgehäuse in der ersten oder in der zweiten Position.
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Zur lagefixierten Befestigung des Kabelkäfigs in Längsrichtung der Steckverbindungsvorrichtung kann einer der Stege, oder wenn zwei Vertiefungen vorgesehen sind beide Stege, längs seiner Auflagefläche in den geraden ersten Abschnitt der Vertiefung in Richtung zum vorderen Ende des Endgehäuses geschoben werden. Dort wird der Steg beidseitig durch die Wände der Vertiefung fixiert. Zum Abwinkeln des Kabelkäfigs wird dieser soweit in Richtung des rückseitigen Endes des Endgehäuses verschoben, bis der oder die Stege den Bereich des geraden ersten Abschnitts verlassen und sich im Wesentlichen im zweiten Abschnitt befinden, der durch seine Aufweitung ein Schwenken ermöglicht. Der Übergang zwischen erstem und zweitem Abschnitt der Vertiefungen befindet sich, in Längsrichtung gesehen, etwa auf Höhe der Gewindebohrungen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Endgehäuse einen Ring mit radialen Gewindebohrungen, wobei die Auflagefläche tangential verlaufend auf dem Ring angeordnet ist. Dadurch kann die Steckverbindungsvorrichtung mit einer einfachen Geometrie zur Verfügung gestellt werden.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steckverbindungsvorrichtung weist der Kabelkäfig ein die Stege miteinander verbindenden Kabelkäfigkörper für das Kabel auf, der Durchbrüche für Befestigungskabelbinder und / oder Kabelbinder für eine Schirmauflage umfasst. Mit dem Kabelkäfigkörper wird genügend Platz für verschiedene Kabel geschaffen, wobei die Kabel auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen können. Besonders Vorteilhaft ist dabei die Trennung der Funktion Befestigen des Kabelkäfigs am Endgehäuse einerseits und Aufnahme der Kabel im Kabelkäfigkörper andererseits.
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Das Endgehäuse der erfindungsgemäßen Steckverbindungsvorrichtung umfasst in einer Ausführungsform zusätzliche Gewindebohrungen zur Erdung. Damit ist eine weitere Funktion, nämlich die Erdung, durch einfache und kostengünstige Mittel bereit gestellt. Durch die Erdungsmöglichkeit wird auch die Sicherheit der Steckverbindungsvorrichtung erhöht, auch wenn diese noch nicht mit einer geerdeten Kupplung oder dgl. verbunden ist.
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In einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Steckverbindungsvorrichtung für mindestens ein Kabel zum Verbinden mit einer Kupplung oder einer Steckerbuchse bereitgestellt. Die Steckverbindungsvorrichtung umfasst ein Endgehäuse mit einem Ring, der bezüglich der Längsachse des Ringes radial verlaufende Gewindebohrungen und ebene tangential verlaufende Auflageflächen aufweist; einen Kabelkäfig, der zwei Stege mit Langlöchern aufweist, durch welche in die radialen Gewindebohrungen eingreifende Schraubelemente hindurchtreten, um den Kabelkäfig am Endgehäuse zu befestigen, wobei die Langlöcher ein Schieben und Schwenken des Kabelkäfigs zwischen einer ersten Position, in welcher der Kabelkäfig im Wesentlichen in Richtung der Längsachse des Ringes verläuft, und einer zweiten Position, in welcher der Kabelkäfig in Bezug auf die Längsachse des Ringes abgewinkelt verläuft, ermöglichen. Dabei ist zwischen den Stegen des Kabelkäfigs ein Kabelkäfigkörper für das Kabel ausgebildet, der Durchbrüche für Befestigungskabelbinder und/oder Kabelbinder für eine Schirmauflage umfasst. Außerdem liegen die Stege an den Auflageflächen des Endgehäuses auf. Die Auflageflächen umfassen in dieser Ausführungsform im Endgehäuse ausgefräste Kanten, die als seitliche Führungen der Stege dienen und die erste und zweite Position definieren. Die Vorteile entsprechen im Wesentlichen den oben genannten, insbesondere wird dadurch eine multifunktionale Steckverbindungsvorrichtung durch eine einfache und kostengünstige Konstruktion zur Verfügung gestellt. Dabei ist nicht nur die Herstellung der Steckverbindungsvorrichtung kostengünstig, sondern auch die Lagerung. Zusätzlich können durch die wiederholbar unterschiedliche Ausrichtung des Käfigs Kosten eingespart werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindungsvorrichtung umfasst das Endgehäuse zumindest eine weitere Gewindebohrung für Erdungszwecke. Dies erhöht die Sicherheit bei der Anwendung der Steckverbindungsvorrichtung.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein konfektioniertes Kabel bereitgestellt, das an einem Ende eine Steckverbindungsvorrichtung wie vorhergehend beschrieben aufweist, wobei das Kabel am Kabelkäfig befestigt ist und optional die Kabelschirmung mit dem Kabelkäfig verbunden ist.
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Ausführungsformen der Erfindung umfassen auch eine Steckverbindung, die eine Kupplung, oder einer Steckerbuchse, und eine Steckverbindungsvorrichtung wie oben beschrieben aufweist.
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Die Erfindung kann überall dort eingesetzt werden, wo eine Steckverbindung mit Abschirmung und/oder Zugentlastung benötigt wird. Insbesondere können die erfindungsgemäßen Steckverbindungsvorrichtungen eingesetzt werden, wenn Flexibilität bei der Montage gefragt ist, zum Beispiel bei der Frage nach dem Winkel zwischen Kabelkäfig und Endgehäuse. Damit kann die Steckverbindungsvorrichtung nach Ausführungsformen der Erfindung praktischerweise dort eingesetzt werden, wo die Montagesituation oder der vorhandene Platz für die Steckverbindung noch nicht definiert ist.
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Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Steckverbindungsvorrichtung bei Verwendung in einem Schienenfahrzeug für Schnittstellen an Schaltschränken und am Führerpult des Schienenfahrzeugs eingesetzt werden. Weitere Beispiele für den Einsatz der erfindungsgemäßen Steckverbindungsvorrichtung sind aber auch Stromrichter, Klimaanlagen, Bremsen, Motoren und Überwachungsgeräte.
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Figurenliste
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Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Die Elemente der Zeichnungen sind relativ zueinander und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen ähnliche Teile.
- 1 zeigt ein Endgehäuse einer Steckverbindungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung.
- 2 zeigt einen Kabelkäfig einer Steckverbindungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung.
- 3 zeigt eine Steckverbindungsvorrichtung in einer ersten Position nach einer Ausführungsform der Erfindung, einmal in einer Seitenansicht und einmal in einer Rückansicht.
- 4 zeigt die in 3 gezeigte Steckverbindungsvorrichtung in einer zweiten Position nach einer Ausführungsform der Erfindung, einmal in einer Seitenansicht und einmal in einer Rückansicht.
- 5 zeigt eine Steckverbindungsvorrichtung mit montiertem Kabel mit Abschirmung nach einer Ausführungsform der Erfindung, einmal in einer Draufsicht und einmal in einer Rückansicht.
- 6 zeigt eine Steckverbindungsvorrichtung mit befestigtem Kabel ohne Abschirmung nach einer Ausführungsform der Erfindung, einmal in einer Draufsicht und einmal in einer Rückansicht.
- 7 zeigt eine Seitenansicht einer Steckverbindungsvorrichtung in einer zweiten Position mit montiertem Kabel nach einer Ausführungsform der Erfindung.
- 8 zeigt eine Draufsicht der in 7 gezeigten Steckverbindungsvorrichtung mit montiertem Kabel in einer zweiten Position nach einer Ausführungsform der Erfindung.
- 9 zeigt eine erfindungsgemäße Steckverbindung mit einer Steckverbindungsvorrichtung nach Ausführungsformen der Erfindung.
- 10 zeigt weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Steckverbinders, welche mit einer Steckverbindungsvorrichtung nach Ausführungsformen der Erfindung komplettiert werden können.
- 11A, 11B und 11C zeigen den Aufbau von Kabeln, für die die Steckverbindungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann.
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Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend wird eine Steckverbindungsvorrichtung, ein Endgehäuse und ein Kabelkäfig gemäß einer Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die es ermöglichen, eine Abschirmung, eine Zugentlastung und eine flexible Ausrichtung des Kabelkäfigs relativ zum Endgehäuse zur Verfügung zu stellen. Dies wird durch eine einfache konstruktive Maßnahme erwirkt, die im Folgenden beispielhaft in den Figuren beschrieben ist.
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1 zeigt ein Endgehäuse, wie es in einer Steckverbindungsvorrichtung nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Das Endgehäuse 100 umfasst ein vorderes Ende 105, das zum Verbinden mit einem Steckerbuchsengehäuse oder einem Kupplungsgehäuse angepasst ist, und ein rückseitiges Ende 106.
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Weiterhin umfasst das Endgehäuse 100 eine Auflagefläche 110, die durch Fräsen in das Endgehäuse 100 geformt sein kann. Typischerweise ist die Auflagefläche 110 eine tangentiale, ebene Auflagefläche, die es erlaubt, ein Blechteil aufzunehmen, oder ein Blechteil aufliegen zu lassen. In 1 ist eine Seitenansicht des Endgehäuses 100 gezeigt, sodass nur eine Auflagefläche 110 in der 1 gezeigt ist. Das Endgehäuse kann jedoch auch mehr als eine Auflagefläche aufweisen, insbesondere zwei zueinander parallele Auflageflächen 110 auf gegenüberliegenden Seiten des Endgehäuses 100.
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In einer Ausführungsform haben die Auflageflächen ausgefräste Kanten 130 und 140, die als erste, bzw. zweite Führung für einen Kabelkäfig dienen. Dabei kann die erste Führung 130 eine Führung für eine erste Position des Kabelkäfigs relativ zum Endgehäuse 100 sein, und die zweite Führung 140 eine Führung für eine zweite Position des Kabelkäfigs relativ zum Endgehäuse 100 sein. Zudem weist das Endgehäuse 100 in einer Ausführungsform eine Befestigungselement 120 auf, das eingerichtet ist, um eine Befestigung eines Kabelkäfigs am Endgehäuse 100 zu erlauben. In einer Ausführungsform ist das Befestigungselement 120 eine Gewindebohrung, die es ermöglicht, dass der Kabelkäfig mittels einer Schraube am Endgehäuse 100 arretiert werden kann. Dadurch kann eine wiederholbar lösbare Befestigung des Kabelkäfigs am Endgehäuse realisiert werden. Typischerweise sind die Auflageflächen und die Befestigungselemente an einem Ring 150 des Endgehäuses 100 angeordnet.
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Die Auflageflächen sind in dieser Ausführungsform in Form von Vertiefungen mit einem ersten geraden Abschnitt und einem sich aufweitenden zweiten Abschnitt, der sich an den ersten Abschnitt in Richtung zum rückseitigen Ende 106 des Endgehäuses 100 anschließt, ausgebildet. Die Wände des ersten Abschnitts dienen als erste Führung 130 und die Wände des zweiten Abschnitts dienen als zweite Führung 140.
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2 zeigt einen Kabelkäfig 200, wie er in einer Steckverbindungsvorrichtung nach Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden kann. Der Kabelkäfig 200 weist in der gezeigten Ausführungsform mindestens einen Steg 210, typischerweise zweit Stege, und einen Kabelkäfigkörper 220 auf. In einer Ausführungsform kann der Kabelkäfigkörper 220 wannenförmig (zum Beispiel U-förmig oder rund) ausgebildet sein. In den Kabelkäfigkörper 220, der sich vorzugsweise zwischen den zwei Stegen 210 befindet, können Leitungen oder Kabel hineingelegt werden. Der Kabelkäfigkörper 220 enthält in einer Ausgestaltung der Erfindung Durchbrüche 240 und 250 für das Hindurchziehen von Befestigungselementen (wie zum Beispiel Befestigungskabelbinder) und von Kabelbindern für die Schirmauflage. Die Stege 210 weisen zueinander parallele Auflageflächen auf, die einander gegenüber liegen und im montierten Zustand auf den jeweils zugeordneten Auflageflächen 110 des Endgehäuses 100 plan aufliegen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Stege 210 des Kabelkäfigs 200 jeweils eine Aussparung 230 auf, die zum Beispiel in Form eines Längsschlitzes oder Langlochs ausgebildet sein kann. Durch die Aussparung bzw. das Langloch 230 kann jeweils ein Befestigungsmittel geführt und zum Beispiel mit dem Befestigungsmittel 120 des Endgehäuses 100 verbunden werden. In einer Ausführungsform ist das Befestigungsmittel eine Schraube, die in die Gewindebohrung des Endgehäuses 100 greifen kann.
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Die längliche Form der Aussparung 230 erlaubt es, dass der Kabelkäfig 200 in mindestens zwei Positionen relativ zum Endgehäuse 100 geschoben werden kann, wie später noch im Detail beschrieben werden wird.
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3 zeigt links eine Rückansicht und rechts eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Steckverbindungsvorrichtung 300. Die Steckverbindungsvorrichtung 300 weist ein Endgehäuse 310 und einen Kabelkäfig 350 auf. Das Endgehäuse 310 und der Kabelkäfig 350 können beispielhaft so ausgebildet sein, wie in den 1 und 2 gezeigt. In der 3 sind das Endgehäuse 310 und der Kabelkäfig 350 mittels Befestigungselement und Befestigungsmittel 385 verbunden. Dabei ist der Kabelkäfig 350 in einer ersten Position angeordnet und erstreckt sich in dieser Ausführungsform im Wesentlichen entlang der Längsachse des Endgehäuses 310.
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In der in 3 gezeigten Ausführungsform liegt der Steg 370 des Kabelkäfigs 350 auf der Auflagefläche 320 des Endgehäuses 310 in einer ersten Position, d.h. in einer Position, bei der der Kabelkäfig sich im Wesentlichen entlang der Längsachse des Endgehäuses, oder des Ringes des Endgehäuses, erstreckt. Um die Stege 370 des Kabelkäfigs 350 in die erste Position zu bringen, werden die Stege 370 entlang der Führung 330 in die erste Position am Endgehäuse 310 geführt. Durch den Längsschlitz 380 und ein Befestigungsmittel 385 kann der Kabelkäfig 350 mit dem Kabelkäfigkörper 360 dann am Endgehäuse 310 fixiert werden. Der Pfeil in 3 deutet die Ausrichtung des Kabelkäfigs 350 relativ zum Endgehäuse 310 sowie das Einschieben der Stege 370 in den geraden ersten Abschnitt der Auflagefläche 320 an.
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4 zeigt links eine Rückansicht und rechts eine Seitenansicht der Steckverbindungsvorrichtung in einer zweiten Position, nämlich in einer Position, in der die Ausrichtung des Kabelkäfigs relativ zum Endgehäuse abgewinkelt ist, wie der Pfeil in 4 andeutet. Die in 4 gezeigte Position wird durch eine einfache Schwenkbewegung erreicht, nachdem der Kabelkäfig 350 in Richtung des rückseitigen Endes der Steckverbindungsvorrichtung geschoben wurde.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kabelkäfig 350 relativ zum Endgehäuse 310 in der zweiten Position um im Wesentlichen 45° abgewinkelt. Durch die Ausgestaltung des Endgehäuses und des Kabelkäfigs ist dies durch eine einfache Schwenkbewegung um eine Schwenkachse durchführbar. Typischerweise verläuft die Schwenkachse im Wesentlichen senkrecht zu der ebenen Auflagefläche des Endgehäuses. Insbesondere durch die Auflagefläche mit den zwei Führungen des Endgehäuses und der länglichen Aussparung im Steg des Kabelkäfigs ist so ein Verschwenken von der ersten Position in die zweite Position ohne Formänderung oder Verbiegen eines der zu verbindenden Teile möglich. Dadurch kann die Steckverbindungsvorrichtung wiederholt abgewinkelt werden, ohne dass eine Materialermüdung die Anzahl der Winkeländerungen begrenzen würde.
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5 zeigt rechts eine Draufsicht und links eine Rückansicht einer Steckverbindungsvorrichtung 400 mit Kabel 490 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Steckverbindungsvorrichtung 400 umfasst ein Endgehäuse 410 und einen Kabelkäfig 450. In einer Ausführungsform kann die Steckverbindungsvorrichtung 400 eine Steckverbindungsvorrichtung sein, wie oben in Bezug auf die 3 und 4 beschrieben. In der in 5 gezeigten Ausführungsform ist ein Kabel 490 an der Steckverbindungsvorrichtung 400 befestigt. Das Kabel 490 ist beispielhaft mit einem Kabelbinder 491 am Kabelkäfigkörper 460 festgelegt. Damit kann die Funktion der Zugentlastung bereitgestellt werden. Gleichzeitig ist ein zweiter Kabelbinder 492 vorgesehen, der die Kabelabschirmung 493 am Kabelkäfigkörper 460 befestigt, wodurch die Abschirmwirkung erzielt wird.
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Mit der erfindungsgemäßen Steckverbindungsvorrichtung ist es auch möglich, die Kabelschirmung von mehreren geschirmten Leitungen unterschiedlichen Durchmessers mit dem Endgehäuse zu kontaktieren. Dabei wird sowohl der Leitungsschirm kontaktiert als auch eine Zugentlastung realisiert. Der Kabelkäfig 560 kann dafür, wie in den Figuren (insbesondere 5) gezeigt, zwei Reihen von mehreren Durchbrüchen 495, 496 oder Langlöchern umfassen, wobei eine Reihe von Durchbrüchen für die Zugentlastung und die andere Reihe von Durchbrüchen für die Schirmauflage verwendet werden kann.
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Typischerweise können mit dem Kabelkäfig nach Ausführungsformen der Erfindung mehrere Leitungen oder Kabel mit unterschiedlichen Durchmessern gleichzeitig zugentlastet und deren Schirm aufgelegt werden. Dabei ist die Anzahl der Leitungen oder Kabel nur durch deren Durchmesser beschränkt.
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Die 11A bis 11C zeigen Kabel oder Leitungen, für die die Steckverbindungsvorrichtung nach Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft verwendet werden kann. Dabei zeigt 11A eine Einzelader 900, die von einer Schutzschicht 901, die zum Beispiel eine Schutzschicht aus Kunststoff sein kann, ummantelt ist. 11B zeigt eine mehradrige Leitung 913 mit mehreren Adern 910, die jeweils einzeln von einer Schutzschicht 911 und nochmal alle zusammen von einer Schutzschicht 912 umgeben sind. Die 11A und 11B zeigen ungeschirmte Kabel, wohingegen 11C eine geschirmte Leitung 925 zeigt. Die einzelnen Adern 920 der geschirmten Leitung 925 sind jeweils von einer Schutzschicht 921 umgeben. Um die einzelnen, ummantelten Adern 920 ist ein Schirm 923 vorgesehen. In einer Ausführungsform kann der Schirm ein um die Adern angeordnetes Kupfergeflecht umfassen, um die Eigenschaften der Leitung bezüglich Störaussendung oder Störempfang zu verbessern (bessere Eigenschaften bezüglich elektromagnetischer Verträglichkeit).
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Damit kann die Erfindung für etliche Kabelvarianten verwendet werden, wie zum Beispiel Kabel mit oder ohne Schirm und Kabel mit oder ohne Schutzleiter.
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6 zeigt eine Steckverbindungsvorrichtung 500 nach einer Ausführungsform der Erfindung, die mit einem ungeschirmten Kabel 590 verbunden ist. Das ungeschirmte Kabel 590 wird mittels eines Kabelbinders 591 an dem Kabelkäfigkörper 560 befestigt, und somit zugentlastet. Der Kabelkäfig mit den Stegen 570 und dem Kabelkäfigkörper 560 ist an dem Endgehäuse 510 mit Befestigungsmitteln 585 befestigt, wie beispielhaft oben beschrieben.
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7 zeigt eine Steckverbindungsvorrichtung 700 mit Kabel 790 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Steckverbindungsvorrichtung 700 kann eine Steckverbindungsvorrichtung wie oben beschrieben, sein und umfasst ein Endgehäuse 710 und einen Kabelkäfig 750, der wiederum Stege 770 und einen Kabelkäfigkörper 760 umfasst. Das Endgehäuse weist eine Auflagefläche 720 und zwei Führungen 730 für die Steg 770 des Kabelkäfigs 750 auf. In der in 7 gezeigten Ausführungsform ist das Kabel 790 mit einem Kabelbinder 791 an einem der Durchbrüche des Kabelkäfigkörpers befestigt und zugentlastet. Das Kabel 790 läuft ungefähr in einem 45° Winkel zur Längsachse 711 des Endgehäuses 710. Um das Kabel stabil in dieser Position halten zu können, liegen die Stege 770 des Kabelkäfigs 750 in der zweiten Führung (zweiter Abschnitt) 730 auf der Auflagefläche 720 des Endgehäuses 710 und sind jeweils mit einem Befestigungsmittel 785 am Endgehäuse befestigt.
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8 zeigt eine Draufsicht der in 7 beschrieben Anordnung, weshalb gleiche Bezugszeichen für die entsprechenden Teile verwendet werden. In dieser Ansicht ist auf detaillierte Weise die Befestigung des Kabels 790 mittels Kabelbinder 791 an dem Kabelkäfigkörper 760 mit Durchbruch 792 gezeigt.
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9 zeigt eine Steckverbindung 800 gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Die Steckverbindung 800 umfasst eine Steckverbindungsvorrichtung 805 mit einem Kabelkäfig 850 und einem Endgehäuse 810. Die Steckverbindung 800 umfasst weiterhin eine Steckerbuchse oder Kupplung 860, die angepasst ist, mit dem Endgehäuse 810 der Steckverbindungsvorrichtung verbunden zu werden. Die Steckverbindungsvorrichtung 805 kann eine Steckverbindungsvorrichtung sein, wie sie oben in mehreren Ausführungsformen beschrieben wurde. Zum Beispiel kann die Steckverbindungsvorrichtung 805 einen Kabelkäfig 850 mit einer Aussparung bzw. Langloch 880 aufweisen, dessen Steg in den Führungen 830 des Endgehäuses 810 geführt werden kann, um eine Winkelanpassung der Kabelführung vorzunehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform der hierin beschriebenen Erfindung kann die Steckverbindungsvorrichtung als Steckervorrichtung eines Steckverbinders bezeichnet sein, die mit einer Buchse oder einer Kupplung verbunden werden kann.
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10 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steckverbindung 1000. Die in 10 gezeigte Buchse 1060 der Steckverbindung 1000 ist derart ausgebildet, dass verschiedene Steckverbindungsvorrichtungen (wie zum Beispiel oben beschriebene Steckverbindungsvorrichtungen) an der Buchse 1060 befestigt werden können. Die 10 zeigt weiterhin zwei Ausführungsformen eines Steckers 1010, bzw. 1011 mit jeweils einem Steckkontaktträger 1050, bzw. 1051. Der Steckkontaktträger kann zum Beispiel die stromleitenden Stifte enthalten, an welche die Leitungen angeschlossen werden können. Der Pfeil 1070 in 10 zeigt an, dass beide der gezeigten Stecker 1010 oder 1011 mit der Buchse 1060 verbunden werden können.
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Wie in 10 bei dem Beispiel des Steckers1011 gezeigt, kann in einer Ausführungsform der Stecker 1011 mit einer Schutzschicht, wie zum Beispiel einer Gummischutzschicht 1012 ausgestattet sein. Dadurch kann die Anwendungssicherheit weiterhin erhöht werden.
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Obwohl die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur zwei Positionen des Kabelkäfigs zur Längsachse des Endgehäuses zeigen, ist auch - dank der entsprechend geformten Auflagefläche - eine stufenlose Einstellung des Winkels zwischen Kabelkäfig und Endgehäuse denkbar. Dabei können die Stege, oder der Steg, sofern der Kabelkäfig nur einseitig einen Steg aufweist, des Kabelkäfigs in einer beliebigen Position auf der Auflagefläche fixiert werden. Dies ist vor allem dann ausführbar, wenn die Haltekraft des Befestigungsmittels ausreichend ist, so dass die Positionierung mittels Führungen nicht benötigt wird.
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Typischerweise kann in einer Ausführungsform das Endgehäuse weitere, radial angeordnete Gewindebohrungen für Erdungszwecke umfassen. Dabei können zum Beispiel ein oder zwei Schutzleiter am Umfang des Endgehäuses in jeweils einer Gewindebohrung befestigt werden.
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Zudem kann das Endgehäuse in einer Ausführungsform derart gestaltet sein, dass Schutzleiter auch an den Auflageflächen mit den Gewindebohrungen als Befestigungselemente angeschlossen werden können. Somit ist es auch möglich, ein nicht gestecktes Steckergehäuse in die Schutzerdung einzubeziehen. Im Vergleich dazu ist bei Steckverbindungen des Stands der Technik die Schutzmaßnahme „Schutz durch indirektes Berühren“ nur möglich, wenn die Steckverbindungsvorrichtung auch mit einer Kupplung oder einer Steckerbuchse verbunden ist.
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Durch die oben beschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, eine Zugentlastung sowohl in einer geraden Position des Kabelkäfigs als auch in einer abgewinkelten Position (wie zum Beispiel 45°) des Kabelkäfigs relativ zum Endgehäuse der Steckverbindungsvorrichtung zu realisieren. Bisher sind nur Systeme bekannt, die entweder eine gerade Position oder eine abgewinkelte Position erlauben. Daher werden durch die erfindungsgemäße Steckverbindungsvorrichtung Lagerkosten eingespart, da eine Steckverbindungsvorrichtung ausreichend für mindestens zwei Positionen des Kabelkäfigs relativ zum Endgehäuse ist.
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Außerdem erlaubt die erfindungsgemäße Steckverbindungsvorrichtung, dass sowohl eine Zugentlastung als auch eine Schirmauflage in einem Teil zur Verfügung steht. Bisher wurde die Schirmauflage durch eine zusätzlich zu verwendende Schirmauflage realisiert. Wie oben beschrieben ist es mit der Steckverbindungsvorrichtung nach Ausführungsformen der Erfindung möglich, eine Schirmauflage und eine Zugentlastung für etliche abgeschirmte (auch mehradrige) Leitungen mit unterschiedlichen Durchmessern bereit zu stellen. Zusätzlich können mit der erfindungsgemäßen Steckverbindungsvorrichtung Schutzmaßnahmen einfach umgesetzt werden.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden. Wenngleich hierin spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind, liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die gezeigten Ausführungsformen geeignet zu modifizieren, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die nachfolgenden Ansprüche stellen einen ersten, nicht bindenden Versuch dar, die Erfindung allgemein zu definieren.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Endgehäuse
- 105
- vorderes Ende
- 106
- rückseitiges Ende
- 110
- Auflagefläche
- 120
- Befestigungsvorrichtung
- 130
- erster Abschnitt / erste Führung
- 140
- zweiter Abschnitt / zweite Führung
- 150
- Ring
- 200
- Kabelkäfig
- 210
- Steg
- 220
- Kabelkäfigkörper
- 230
- Aussparung / Langloch
- 240
- erster Durchbruch
- 250
- zweiter Durchbruch
- 300
- Steckverbindungsvorrichtung
- 310
- Endgehäuse
- 320
- Auflagefläche
- 330
- erste und zweite Führung
- 350
- Kabelkäfig
- 360
- Kabelkäfigkörper
- 370
- Steg
- 380
- Aussparung des Stegs / Langloch
- 385
- Befestigungsmittel
- 400
- Steckverbindungsvorrichtung
- 410
- Endgehäuse
- 450
- Kabelkäfig
- 460
- Kabelkäfigkörper
- 470
- Steg
- 485
- Befestigungsmittel
- 490
- Kabel
- 491
- Kabelbinder
- 492
- Kabelbinder
- 493
- Kabelabschirmung
- 495
- Durchbruch
- 496
- Durchbruch
- 500
- Steckverbindungsvorrichtung
- 510
- Endgehäuse
- 550
- Kabelkäfig
- 560
- Kabelkäfigkörper
- 570
- Steg
- 585
- Befestigungsmittel
- 590
- Kabel
- 591
- Kabelbinder
- 700
- Steckverbindungsvorrichtung
- 710
- Endgehäuse
- 711
- Längsachse des Endgehäuses
- 720
- Auflagefläche
- 730
- erste und zweite Führung
- 750
- Kabelkäfig
- 760
- Kabelkäfigkörper
- 770
- Steg
- 785
- Befestigungsmittel
- 790
- Kabel
- 791
- Kabelbinder
- 792
- Durchbruch
- 800
- Steckverbindung
- 805
- Steckverbindungsvorrichtung
- 810
- Endgehäuse
- 820
- Auflagefläche
- 830
- Führungen
- 850
- Kabelkäfig
- 860
- Buchse
- 880
- Aussparung des Kabelkäfigs / Langloch
- 900
- Einzelader
- 901
- Schutzschicht
- 910
- mehrere Adern
- 911
- Schutzschicht
- 912
- Schutzschicht
- 913
- mehradrige Leitung
- 920
- Adern
- 921
- Schutzschicht
- 922
- Schutzschicht
- 923
- Schirmung
- 925
- geschirmte Leitung
- 1000
- Steckverbindung
- 1010
- Stecker
- 1011
- Stecker, gummiert
- 1012
- Schutzschicht
- 1050
- Steckkontaktträger
- 1051
- Steckkontaktträger
- 1060
- Buchse
- 1070
- Pfeil
